摘要：改革开放以来，我国的经济发展迅速，随着20世纪国内水电行业的发展，水电工程增多，规模的扩大，经常要在较为复杂的地质条件下建坝，人类逐渐关注各类边坡稳定性问题。所以，我国对环境基础设施的资金投放不断加大，岩土锚固在基础建设的应用越来越多；在岩土巩固中，随着锚固材料和施工技术的不断完善和技术的创新，预应力锚索在基础建设的应用越来越重要。预应力锚索在自然边坡的应用也越来越被广泛应用。本文将介绍预应力锚索在四川大渡河长河坝水电站自然边坡治理防护的应用。
关键词：预应力锚索；自然边坡；应用
1 工程概况
长河坝水电站位于四川省甘孜藏族自治州康定县境内，为大渡河干流水电梯级开发的第10级电站，是以单一发电为主的大型水库电站。工程为一等大（Ⅰ）型工程，挡水、泄洪、引水及发电等永久性主要建筑物为1级建筑物，永久性次要建筑物为3级建筑物，临时建筑物为3级建筑物。电站总装机容量为2600MW，水库正常蓄水位EL.1690m，总库容10.75亿m³，具有季调节能力。
2 预应力锚索的工作原理
预应力锚索的工作原理是将岩土层对锚索锚固段的摩阻力，通过自由段传递到边坡结构物（地梁），以维持其受力平衡；其组成分为三部分：内锚头、外锚头和锚索体。内锚头又称内锚固段，置于稳定岩体中，受力后通过水泥砂浆与岩体联接而提供锚固力，锚索体一般由钢绞线组成，而外锚头主要由锚具与夹具组成，通过外锚头以实现对岩体施加预应力。一方面，由于预应力的作用，使岩体结构面呈压紧状态，从而提高岩体本身的整体性；另一方面，锚索的加固预应力直接改变了滑动面的抗滑力，使边坡得以加固、稳定。
3 长河坝水电站预应力锚索设计
预应力锚索是通过外端固定于边坡、另一端穿过滑动面锚固在稳定岩体中的预应力钢绞线，直接在滑动面上产生抗滑阻力，增大抗滑体的摩擦阻力，使结构面处于压紧状态，以提高边坡岩体的整体性，从根本上有效治理了大面积的山体滑坡，提高坝基的稳定性，为整个工程的顺利进行提供了可靠保障。
预应力锚索基本设计参数见表1，预应力锚索结构见图1。
表1 长河坝水电站泄洪放空系统进、出口天然边坡预应力锚索设计参数表
4 长河坝水电站预应力锚索施工工艺流程及具体应用
预应力锚索施工工艺流程主要分为以下8个流程：
锚索孔编号、定位→钻机就位→锚索孔成孔（造孔、清孔）→锚索制作、安装→锚索注浆→锚墩浇筑→锚索张拉→封锚
在进行上述工艺时，为了更好地对预应力锚索进行防护，值得注意的是：
4.1施工前的准备
在预应力锚索施工前，要会同相关工程师和设计人员对锚索施工范围地段进行视察，根据地质的具体情况和图纸要求布置孔位和定向；仔细清理孔位附近松动的石块危石，平整施工场地，为钻机的安装和操作提供方便条件。
4.2钻孔
严格按照图纸要求设置的孔位进行钻孔，钻孔时必须保持下倾角的稳定，并随时加以检测，发现钻进下倾角有偏差应及时纠正；在孔口应安装吸尘装置，避免在钻进过程中尘土飞扬；钻孔倾斜度允许偏差为3%，孔口位置允许偏差为-50mm至+50mm，孔深允许偏差为-200mm至+200mm。
4.3清孔
预应力锚索钻孔完成后，要把孔内岩屑和岩粉等杂物清除干净，并保护孔内干燥；另外采用高压空气将孔内清理干净。
4.4锚索制作、安装
制作锚索前，要将钢绞线表面的浮锈刷除掉，在锚索自由段涂上防锈剂。钢绞线要顺直，不能出现有缠绞情况，应逐根梳理直顺不扭转；严格按照设计图纸安装，在锚索入孔前，必须要校对好锚索编号与孔号是否一致，做好标记，锚索束必须顺直地安放在钻孔中心处。
4.5锚索注浆
注浆过程中最关键的是要把孔底的空气、泥浆排出孔外，保证注浆饱满密实。在注浆前要对现场进行有关的稳定验算和现场调查，并且要对预应力锚索的浆液做抗压试验，这样可以有效防止注浆压力过大造成边坡发生破坏。
4.6锚索张拉
张拉前必须要把张拉机具、测力装置及所需附属机具准备齐全，并都要进行严格的率定和校验。因为只有通过率定和校验过的机具，才会使其更加精确。张拉前必须要配套标定，同时绘制压力表读数和张拉关系曲线，以指导现场张拉作业。张拉要分量级进行，① 分级荷载：初期为0.2P、0.25P、0.5P、0.75P、1.0P，P为设计工作荷载。②伸长值测记，分级同步测量记录钢绞线伸长值、压力表读数。钢绞线实际伸长值与理论伸长值进行对照校核。理论伸长值（式中：L——钢绞线理论计算伸长值，单位mm；P——施加于钢绞线的载荷，即锚索总荷载除以钢绞线根数，单位KN；E——钢绞线弹性模量；A——钢绞线截面积，140mm²；L——钢绞线计算长度，单位m。）③循环张拉：第一循环张拉：0.2P→0.25P（稳定3min）；第二循环张拉：0.25P→0.5P（稳定3min）；第三循环张拉：0.5P→0.75P（稳定3min）；第四循环张拉：0.75P→P（稳定5min）。
4.7封锚
封孔回填灌浆在锚索张拉或补偿张拉结束后进行，封孔回填灌浆前检查确认锚索应力已达到稳定的设计值；封孔回填灌浆材料与锚固段灌浆材料相同，灌浆要求同锚索注浆；预应力锚索的外锚头部分采用C20混凝土进行保护。
5.质量控制
在整个施工过程中，要认真贯彻执行ISO9002质量体系标准，严格按照合同要求和图纸设计进行施工。
5.1建立健全全面质量管理体系
（1）针对预应力锚索施工项目成立质量管理领导小组，明确该项目负责人为第一责任人；
（2）从上至下层层签订质量责任书，将质量管理工作逐层分解到人，逐项落实；
（3）施工前要先对施工图纸进行会审，根据施工图纸及技术要求编写施工作业的标准流程指导书和质量计划，并对所有参与施工的人员进行技术交底。
5.2质量控制
在预应力锚索施工前28天，向监理工程师上报一份包括锚固张拉机具、设备和仪表配置以及锚固程序和方法等预应力锚索施工工艺报告，经监理工程师审批。其质量控制包括钻孔的偏差不得大于10cm,端头锚固孔的孔斜误差不得大于孔深的2%，钻孔孔径不得小于施工图纸；检查水泥纯浆原材料是否符合规范要求，其浆液中要渗入合理数量的微膨胀剂和高效减水剂，浆液3h后的泌水率控制在2%以内，其7天后的结石强度必须不低于35Mpa；锚索张拉的设备和仪器标定间隔期不得超过6个月等。
6 结束语
1、坡体滑移、坍塌，历来是建筑工程的拦路虎，防不胜防，它给人类造成巨大损失，只能以天灾论。但近年来预应力锚索在大量水电站滑坡上的应用取得了可喜的效果，锚索技术在治理坡体滑移，支护坡体领域，以其独特的实用价值和易于推广的工艺，成为后起之秀。它具有施工周期短、投资少、见效快，施工时也对环境干扰影响少，施工作业面相对安全等优点引起工程界的重用。
2、针对地质条件复杂的长河坝水电站自然边坡，采用预应力锚索进行深层锚固，有效地控制了边坡的滑移失稳，对自然边坡的稳定起到较大的作用，是自然边坡治理中值得采用的一种施工工艺。
参考文献
[1] 国家能源局，水电水利工程预应力锚索施工规范 DL/T5083-2010，中国电力出版社，2011
[2] 中华人民共和国国家经济贸易委员会，水工建筑物水泥灌浆施工技术规范 DL/T5148-2001，中国电力出版社，2002
[3] 中华人民共和国水利部，水工预应力锚固施工规范 SL46-94，水利电力出版社，1994
作者简介：
苏伟（1985-），男，四川南充人，助理工程师，大学专科学历，主要从事水利水电工程施工技术工作。
论文作者:苏伟
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2015/12/4
标签：预应力论文; 锚固论文; 钻孔论文; 河坝论文; 稳定论文; 水电站论文; 钢绞线论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;