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摘要:酉酬水电站工作弧门支铰的支撑牛腿采用预应力锚索结构，工程项目施工复杂，技术标准高，相应地张拉吨位大(主锚索单孔设计张拉吨位为574 t)，又属于高空作业 ，给施工带来了难度。根据现场实际情况，施工方法在借鉴其他工程经验的基础上,灵活采用各种施工方案，为达到张拉技术要求， 施工中采用“双控”兼顾测力器观测、校核，确保了工程如期交付使用。是同类工程施工可参考的实例。
关键词：酉酬水电站 预应力 锚索 张拉 超张拉 钢铰线
中图分类号：TV73 文献标识码：A 文章编号：
1、工程概况
酉酬水电站溢流表孔位于2#、3#、4#坝段，共5孔6个闸墩，孔净宽13.0 m，闸墩厚仅3.0 m。进口堰顶高程▽318.0 m，工作弧门尺寸为13 ×17 m，正常蓄水位高程▽335.0 m。闸墩结构为单薄宽尾墩型式，支铰锚固采用简单锚块结构，预应力锚索采用预埋管道，后张法施工。溢流表孔弧型工作闸门支承结构采用直线形无粘结预应力锚索,共布设主锚索84束,次锚索108束,主锚索长短相间布设，沿水推力方向向上游按5°的扩散角呈辐射形布置，单束最大长度为19.95m，次锚索单束长4.6m、6.5m。主锚索采用φ159mm和φ108mm的钢管预埋，次锚索采用φ89mm的钢管预埋。设计张拉力见表1-1。
附表：1-1
预应力锚固体系均采用OVM系列锚具，锚板型号为0VM15-31、0VM15-15和0VM15-7。钢绞线采用武钢集团钢丝绳厂生产的高强度低松弛无粘结钢绞线。其抗拉强度及伸长率等指标均符合GB/T5224-2003标准要求。
2、预应力闸墩锚索施工
2.1预应力锚索张拉施工程序
预应力锚索张拉施工程序为：①分层安装主、次锚索的预埋钢管；②与预埋钢管分层相对应，浇筑闸墩一期混凝土；③穿主次锚索；④张拉；⑤锚固；⑥回填二期混凝土。
2.2钢管的预埋
2.2.1钢管制作、安装与锚垫板预埋
酉酬水電站大坝预应力锚索孔道采用在一期混凝土中预埋无缝钢管的方案，由于钢管较长，位置分布较高，安装精度有严格要求，且闸墩混凝土浇筑是采用分层浇筑的施工方案，因此，我们根据浇筑分层厚度和钢管设计长度，钢管在加工厂下料、打磨管口，在现场拼装，钢管支架采用型钢分层焊接，支架采用独立体系，不与仓内钢筋或拉筋焊接，对倾角、高差较大导管进行了多次拼装、预埋；钢管采用焊接的方式连接，确保了导管连接同心，钢管拼装过程中采取了测量放样→拼装→校核→调整→再校核→验收合格后焊接固定的质量保证程序，确保了钢管的预埋精度。
锚垫板预埋时，将喇叭管与钢管套接，经调整合格后再焊接固定。为防止水泥浆流入孔道，灌浆孔和喇叭口采取了用水泥纸或铁皮封口等保护措施。
2.2.2混凝土的浇筑
预应力闸墩范围混凝土浇筑严格按照设计分区分层和标号执行，同时采用如下措施：为确保施工要求，采用调整混凝土级配和坍落度来满足施工质量要求。闸墩混凝土设计为C30常态三级配混凝土，闸墩预留锚洞处（锚索上游端）钢筋特别密集，采用C30坍落度为9～12 cm的二级配混凝土浇筑。锚块牛腿部位的混凝土共分2层浇筑。采用C40坍落度为9～12 cm的二级配混凝土浇筑，通仓逐层铺料，水平均匀上升，铺料厚度为30～50 c m，混凝土振捣主要采用φ75型、φ50软轴式振捣器械振捣。
2.2.3预埋钢管质量控制
锚索穿束管预埋严格按设计要求进行，混凝土开仓前,对穿束管安装点位、穿束管架立及其焊接进行复测和验收，在每仓混凝土浇筑过程中旁站，检查和观测穿束管的变位情况，混凝土收仓后及时对穿束管外露端进行复测。
穿束管安装中心点位监理共复测106点，实测值与设计值的误差：平面在+5mm～-1mm之间，高程在±5mm以内，穿束管埋设精度满足设计要求。
2.3锚索制作及安装
2.3.1锚索的下料及编束
锚索为高强度，低松弛钢铰线，开盘后，基本上呈直线，无需进行调直，长度按照设计长度及施工要求采用切割机下料，剥除一定长度的套管并清洗油脂，编索时将锚索的每根钢铰线两端均用油漆或贴标签作对应标记，按顺序排列编索，对每束钢绞线理顺编好后，每隔2 m用20 号低碳钢丝绑扎一圈，使每束钢丝平顺，以防旋扭某一角度后，影响与锚垫板对应穿孔。做到两端互相对应，以确保钢铰线不相交、不扭曲，减小钢铰线之间磨擦。
2.3.2锚索的吊装及穿索
锚索吊装是根据施工现场情况，在下游锚块部位搭设施工平台，施工中利用缆机辅助将单束锚索垂直吊起 ，锚索头部用铅丝固定一“子弹头”式导向筒，并将导向筒端锚索用铅丝绑成与锚索约成90 °角。当锚索吊到锚孔处时，用人工将锚头喂进孔口中，然后用人工将整根锚索穿入。
2.4锚索的张拉
2.4.1张拉的准备工作
锚索张拉前，应对张拉机具、仪表进行严格的校验和率定，并确定压力表读数，以指导现场张拉作业。应对机具、仪表进行试运转，检查各连接部位是否漏油，运转是否正常，仪表是否稳定。对张拉人员进行上岗培训及技术交底；检查锚块混凝土及埋件是否达到设计要求，从而能确保张拉质量可靠。
2.4.2张拉原则和顺序
(1)张拉原则。
按照设计及规范要求：首先张拉锚块水平次锚索，后张拉闸墩主锚索，在同一闸墩下游张拉面上，张拉孔是先中间后两侧 ，逐步扩散，对称均衡进行。
(2)张拉顺序
锚索采用壹端张拉，主锚索张拉端在下游端，为了加快施工进度，锚索张拉采用整束张拉。次锚索张拉端可设在闸墩的任意一侧，锚索张拉施工的流程如下：
安装测力计→安装工作锚具及夹片→使用小型千斤顶将钢绞线逐根张拉绷直→安装限位板→安装与锚具配套的千斤顶→安装工具锚及夹片→张拉→锁定→切除工作锚以上超长部分钢绞线→浇筑二期混凝土。
2.4.3张拉施工
(1)在整体张拉之前，首先使用小型千斤顶对每根钢绞线按对称循环的张拉顺序进行预张拉，每根钢绞线预张拉吨位为35KN，以使钢绞线绷直。
(2)张拉吨位控制
锚索采用一端张拉、一端锁定的张拉过程：
0→初始张拉吨位(20%)持荷稳压5min→控制张拉吨位（25%）持荷稳压5min→控制张拉吨位（50%）持荷稳压5min→控制张拉吨位（75%）持荷稳压5min→控制张拉吨位（100%）持荷稳压5min→超张拉吨位（105%）持荷稳压15min→锁定。
⑶张拉质量控制
采用张拉千斤顶对应油压表读数，伸长值校核(实际伸长值与理论伸长值比较即双控)兼顾测力计观测值控制，张拉中每级荷载都要准确测量伸长值，当大于计算伸长值10%或小于5%时 ，暂停张拉，查明原因并采取措施调整后，方可继续张拉。
测力计的测值：主索用50t级、次索用300t级的测力计，在施工中多次观测记录，锚索分级张拉分测读数，每束全拉完测一次，张拉完后15d内，每天观测一次，后续观测视实际预应力损失情况灵活确定，在运行期间，由运行单位继续观测。
3.1 施工经验与建议
3.1.1 伸长值的计算与影响因素
锚索张拉时，经常发现实际伸长值与理论伸长值存在差异 ，经分析主要有以下原因，一是未考虑张拉时锚固端工作夹片和张拉端工具夹片的跟进量。测试结果表明，柳州OVM锚固体系两夹片的跟进量之和约为9～10 mm，二是钢铰线的直径与钢铰线的配套问题
3.1.2 测力计测试力与千斤顶出力差值的影响因素及处理办法
(1)要进行测力计和千斤顶的联合率定 ，获得联合率定曲线。
(2)现场施工时锚垫板与锚索轴线垂直度总存在一定的偏差，因此引起测力计偏心受压，而产生测试误差。若在测力计偏心受压时，仍按仪器率定系数计算，将产生一定的计算误差，且测力计测试力与千斤顶出力误差随张拉力增大而增大。经分析、研究采取了按每只应变计的率定系数分开计算应力，然后取平均值，减小了测力计计算误差。但当锚垫板与锚索轴线垂直度误差大于1°时，钢铰线与导管口的磨擦较大，应加楔形块进行解决。
3.1.3夹片安装
由于夹片分瓣，安装对位时端头一定要平齐，前后相差不应超过2mm，否则无法张拉到设计吨位夹片便脱扣了。因此，安装时要严格要求。
3.1.4超张拉力及补偿张拉的确定
超张拉系数充分考虑：锚索的长度和张拉的工作状况。锚索的长度短，总伸长值小，锁定回缩量占伸长值的比例大，应力损失大。另外张拉端工作夹片对钢铰线有一定的磨擦，该磨擦力也应考虑在超张拉之中，因此超张拉系数应根据锚索的长度和锚固体系回缩量来确定。工期较紧时，可充分考虑超张拉系数，一次性超张拉到位，并取消补张拉工序，从而大大缩短了施工时间，提高了工作效益。
3.1.5培训及技术交底的重要意义
锚索张拉掌握每一台油压机的性能是关键，这就必须保证有专人操作，上岗前先进行培训和技术交底，掌握机器的原理和技术性能。稳荷是为了保证所加荷载千斤顶的伸长量；缓慢升荷是为了保证钢丝的弹性增长均匀，不致使钢丝因局部拉力大而拉断，缓慢升荷可使拉力沿钢铰线分力，使钢铰线受力均匀。所加荷载不能超过弹性极限应力，只有这样才能保证钢丝是弹性变形，符合虎克定律等力学规律。
作者简介：
姜振（1984～），男，籍贯陕西高陵，助理工程师。从事水利水电项目管理工作至今。
关键词：酉酬水电站 预应力 锚索 张拉 超张拉 钢铰线
中图分类号：TV73 文献标识码：A 文章编号：
1、工程概况
酉酬水电站溢流表孔位于2#、3#、4#坝段，共5孔6个闸墩，孔净宽13.0 m，闸墩厚仅3.0 m。进口堰顶高程▽318.0 m，工作弧门尺寸为13 ×17 m，正常蓄水位高程▽335.0 m。闸墩结构为单薄宽尾墩型式，支铰锚固采用简单锚块结构，预应力锚索采用预埋管道，后张法施工。溢流表孔弧型工作闸门支承结构采用直线形无粘结预应力锚索,共布设主锚索84束,次锚索108束,主锚索长短相间布设，沿水推力方向向上游按5°的扩散角呈辐射形布置，单束最大长度为19.95m，次锚索单束长4.6m、6.5m。主锚索采用φ159mm和φ108mm的钢管预埋，次锚索采用φ89mm的钢管预埋。设计张拉力见表1-1。
附表：1-1
预应力锚固体系均采用OVM系列锚具，锚板型号为0VM15-31、0VM15-15和0VM15-7。钢绞线采用武钢集团钢丝绳厂生产的高强度低松弛无粘结钢绞线。其抗拉强度及伸长率等指标均符合GB/T5224-2003标准要求。
2、预应力闸墩锚索施工
2.1预应力锚索张拉施工程序
预应力锚索张拉施工程序为：①分层安装主、次锚索的预埋钢管；②与预埋钢管分层相对应，浇筑闸墩一期混凝土；③穿主次锚索；④张拉；⑤锚固；⑥回填二期混凝土。
2.2钢管的预埋
2.2.1钢管制作、安装与锚垫板预埋
酉酬水電站大坝预应力锚索孔道采用在一期混凝土中预埋无缝钢管的方案，由于钢管较长，位置分布较高，安装精度有严格要求，且闸墩混凝土浇筑是采用分层浇筑的施工方案，因此，我们根据浇筑分层厚度和钢管设计长度，钢管在加工厂下料、打磨管口，在现场拼装，钢管支架采用型钢分层焊接，支架采用独立体系，不与仓内钢筋或拉筋焊接，对倾角、高差较大导管进行了多次拼装、预埋；钢管采用焊接的方式连接，确保了导管连接同心，钢管拼装过程中采取了测量放样→拼装→校核→调整→再校核→验收合格后焊接固定的质量保证程序，确保了钢管的预埋精度。
锚垫板预埋时，将喇叭管与钢管套接，经调整合格后再焊接固定。为防止水泥浆流入孔道，灌浆孔和喇叭口采取了用水泥纸或铁皮封口等保护措施。
2.2.2混凝土的浇筑
预应力闸墩范围混凝土浇筑严格按照设计分区分层和标号执行，同时采用如下措施：为确保施工要求，采用调整混凝土级配和坍落度来满足施工质量要求。闸墩混凝土设计为C30常态三级配混凝土，闸墩预留锚洞处（锚索上游端）钢筋特别密集，采用C30坍落度为9～12 cm的二级配混凝土浇筑。锚块牛腿部位的混凝土共分2层浇筑。采用C40坍落度为9～12 cm的二级配混凝土浇筑，通仓逐层铺料，水平均匀上升，铺料厚度为30～50 c m，混凝土振捣主要采用φ75型、φ50软轴式振捣器械振捣。
2.2.3预埋钢管质量控制
锚索穿束管预埋严格按设计要求进行，混凝土开仓前,对穿束管安装点位、穿束管架立及其焊接进行复测和验收，在每仓混凝土浇筑过程中旁站，检查和观测穿束管的变位情况，混凝土收仓后及时对穿束管外露端进行复测。
穿束管安装中心点位监理共复测106点，实测值与设计值的误差：平面在+5mm～-1mm之间，高程在±5mm以内，穿束管埋设精度满足设计要求。
2.3锚索制作及安装
2.3.1锚索的下料及编束
锚索为高强度，低松弛钢铰线，开盘后，基本上呈直线，无需进行调直，长度按照设计长度及施工要求采用切割机下料，剥除一定长度的套管并清洗油脂，编索时将锚索的每根钢铰线两端均用油漆或贴标签作对应标记，按顺序排列编索，对每束钢绞线理顺编好后，每隔2 m用20 号低碳钢丝绑扎一圈，使每束钢丝平顺，以防旋扭某一角度后，影响与锚垫板对应穿孔。做到两端互相对应，以确保钢铰线不相交、不扭曲，减小钢铰线之间磨擦。
2.3.2锚索的吊装及穿索
锚索吊装是根据施工现场情况，在下游锚块部位搭设施工平台，施工中利用缆机辅助将单束锚索垂直吊起 ，锚索头部用铅丝固定一“子弹头”式导向筒，并将导向筒端锚索用铅丝绑成与锚索约成90 °角。当锚索吊到锚孔处时，用人工将锚头喂进孔口中，然后用人工将整根锚索穿入。
2.4锚索的张拉
2.4.1张拉的准备工作
锚索张拉前，应对张拉机具、仪表进行严格的校验和率定，并确定压力表读数，以指导现场张拉作业。应对机具、仪表进行试运转，检查各连接部位是否漏油，运转是否正常，仪表是否稳定。对张拉人员进行上岗培训及技术交底；检查锚块混凝土及埋件是否达到设计要求，从而能确保张拉质量可靠。
2.4.2张拉原则和顺序
(1)张拉原则。
按照设计及规范要求：首先张拉锚块水平次锚索，后张拉闸墩主锚索，在同一闸墩下游张拉面上，张拉孔是先中间后两侧 ，逐步扩散，对称均衡进行。
(2)张拉顺序
锚索采用壹端张拉，主锚索张拉端在下游端，为了加快施工进度，锚索张拉采用整束张拉。次锚索张拉端可设在闸墩的任意一侧，锚索张拉施工的流程如下：
安装测力计→安装工作锚具及夹片→使用小型千斤顶将钢绞线逐根张拉绷直→安装限位板→安装与锚具配套的千斤顶→安装工具锚及夹片→张拉→锁定→切除工作锚以上超长部分钢绞线→浇筑二期混凝土。
2.4.3张拉施工
(1)在整体张拉之前，首先使用小型千斤顶对每根钢绞线按对称循环的张拉顺序进行预张拉，每根钢绞线预张拉吨位为35KN，以使钢绞线绷直。
(2)张拉吨位控制
锚索采用一端张拉、一端锁定的张拉过程：
0→初始张拉吨位(20%)持荷稳压5min→控制张拉吨位（25%）持荷稳压5min→控制张拉吨位（50%）持荷稳压5min→控制张拉吨位（75%）持荷稳压5min→控制张拉吨位（100%）持荷稳压5min→超张拉吨位（105%）持荷稳压15min→锁定。
⑶张拉质量控制
采用张拉千斤顶对应油压表读数，伸长值校核(实际伸长值与理论伸长值比较即双控)兼顾测力计观测值控制，张拉中每级荷载都要准确测量伸长值，当大于计算伸长值10%或小于5%时 ，暂停张拉，查明原因并采取措施调整后，方可继续张拉。
测力计的测值：主索用50t级、次索用300t级的测力计，在施工中多次观测记录，锚索分级张拉分测读数，每束全拉完测一次，张拉完后15d内，每天观测一次，后续观测视实际预应力损失情况灵活确定，在运行期间，由运行单位继续观测。
3.1 施工经验与建议
3.1.1 伸长值的计算与影响因素
锚索张拉时，经常发现实际伸长值与理论伸长值存在差异 ，经分析主要有以下原因，一是未考虑张拉时锚固端工作夹片和张拉端工具夹片的跟进量。测试结果表明，柳州OVM锚固体系两夹片的跟进量之和约为9～10 mm，二是钢铰线的直径与钢铰线的配套问题
3.1.2 测力计测试力与千斤顶出力差值的影响因素及处理办法
(1)要进行测力计和千斤顶的联合率定 ，获得联合率定曲线。
(2)现场施工时锚垫板与锚索轴线垂直度总存在一定的偏差，因此引起测力计偏心受压，而产生测试误差。若在测力计偏心受压时，仍按仪器率定系数计算，将产生一定的计算误差，且测力计测试力与千斤顶出力误差随张拉力增大而增大。经分析、研究采取了按每只应变计的率定系数分开计算应力，然后取平均值，减小了测力计计算误差。但当锚垫板与锚索轴线垂直度误差大于1°时，钢铰线与导管口的磨擦较大，应加楔形块进行解决。
3.1.3夹片安装
由于夹片分瓣，安装对位时端头一定要平齐，前后相差不应超过2mm，否则无法张拉到设计吨位夹片便脱扣了。因此，安装时要严格要求。
3.1.4超张拉力及补偿张拉的确定
超张拉系数充分考虑：锚索的长度和张拉的工作状况。锚索的长度短，总伸长值小，锁定回缩量占伸长值的比例大，应力损失大。另外张拉端工作夹片对钢铰线有一定的磨擦，该磨擦力也应考虑在超张拉之中，因此超张拉系数应根据锚索的长度和锚固体系回缩量来确定。工期较紧时，可充分考虑超张拉系数，一次性超张拉到位，并取消补张拉工序，从而大大缩短了施工时间，提高了工作效益。
3.1.5培训及技术交底的重要意义
锚索张拉掌握每一台油压机的性能是关键，这就必须保证有专人操作，上岗前先进行培训和技术交底，掌握机器的原理和技术性能。稳荷是为了保证所加荷载千斤顶的伸长量；缓慢升荷是为了保证钢丝的弹性增长均匀，不致使钢丝因局部拉力大而拉断，缓慢升荷可使拉力沿钢铰线分力，使钢铰线受力均匀。所加荷载不能超过弹性极限应力，只有这样才能保证钢丝是弹性变形，符合虎克定律等力学规律。
作者简介：
姜振（1984～），男，籍贯陕西高陵，助理工程师。从事水利水电项目管理工作至今。