CN105220646A

CN105220646A - 一种预应力锚索加固门库的方法

Info

Publication number: CN105220646A
Application number: CN201510588774.5A
Authority: CN
Inventors: 陈稳科
Original assignee: China Gezhouba Group No 6 Engineering Co Ltd
Current assignee: China Gezhouba Group No 6 Engineering Co Ltd
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2016-01-06

Abstract

一种预应力锚索加固门库的方法，在门库上游侧垂直布置一排锚索孔，预应力锚索采用多股钢绞线组成，锚索孔之间存在间距；根据锚固体与孔壁的抗剪强度，确定的预应力锚索长度；根据设计的锚固力和所选用的钢绞线，确定预应力锚索张拉力；张拉段的预应力锚索表面涂刷防锈漆；沿锚束的轴线方向每隔一定距离设置一个对中支架；每根预应力锚索保持顺直不交叉，并在预应力锚索的中心布置塑料管与铁管用来注浆，在下锚固段与张拉段交接位置处安装灌浆阻塞器，在预应力锚索的底部端头套上导向帽；安装预应力锚索。本发明一种预应力锚索加固门库的方法，可改善门库上游挡水面应力状态，限制其变形。门库经预应力锚索加固完成后，可以大幅度提高大坝安全度，充分发挥了大坝防洪减灾作用，恢复水工大坝的综合功能。

Description

一种预应力锚索加固门库的方法

技术领域

本发明一种预应力锚索加固门库的方法，涉及水工建筑物门库加固的施工领域。

背景技术

当前，由于很多水工建筑物长期使用，常年失修，防洪能力下降，防洪标准降低，门库处坝体厚度较薄，遭遇多次较大洪水，造成混凝土病害现象发生，经安全鉴定，达不到设计防洪标准。故为了消除大坝的安全隐患，确保工程安全运行，充分发挥大坝效益，实施门库病险加固，具有巨大的社会和经济效益。传统的加固措施是将门库处坝体厚度较薄的部位利用钢筋混凝土进行加厚处理，该方法受库区蓄水及坝顶悬挑牛腿的影响，施工难度大，施工成本高，难以实现。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种预应力锚索加固门库的方法，可改善门库上游挡水面应力状态，限制其变形。门库经预应力锚索加固完成后，可以大幅度提高大坝安全度，充分发挥了大坝防洪减灾作用，恢复水工大坝的综合功能。

本发明所采用的技术方案是：

一种预应力锚索加固门库的方法，包括以下步骤，

步骤1)：采用有限元法模拟分析，在门库上游侧垂直布置一排孔径为的锚索孔。预应力锚索材料采用1×7标准型钢绞线，fptk＝1860MPa,由8股钢绞线组成，锚索孔之间间距为1.0m。

步骤2)：根据锚固体与孔壁的抗剪强度，确定的预应力锚索长度：下锚固段长度L1＝7.1m，张拉段长度L2＝9.3m，上锚固段长度L3＝11.0m。

步骤3)：根据设计的锚固力和所选用的钢绞线，确定预应力锚索张拉力，门库左右两侧5根预应力锚索各张拉982.96KN拉力，中间7根预应力锚索各张拉1300.81KN拉力。

步骤4)：张拉段的预应力锚索表面涂刷防锈漆二道，涂润滑油脂并包裹三道塑料布后，再套套管。套管两端200mm范围用油脂填充密实，并将端头扎紧。

步骤5)：沿锚束的轴线方向每隔1.5m设置一个对中支架，两对中支架之间扎紧固环一道；张拉段每米也扎一道紧固环。防止锚索如孔时，对中支架锚索体产生相对滑移。

步骤6)：每根预应力锚索3保持顺直不交叉，并在预应力锚索3的中心布置塑料管与的铁管用来注浆，在下锚固段与张拉段交接位置处安装灌浆阻塞器，保证下锚段的灌浆压力，确保下锚段的灌浆质量。在预应力锚索3的底部端头套上导向帽，方便锚索下锚入孔。

步骤7)：安装预应力锚索。

所述锚索孔2采用潜孔冲击式钻机，钻孔深度要超出预应力锚索3设计长度0.5m左右。钻孔达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2分钟，防止孔底尖灭、达不到设计孔径。钻孔结束，用一根聚乙烯管复核孔深，并以高压风吹孔，待孔内粉尘吹干净，且孔深不少于锚索设计长度时，拔出聚乙烯管，塞好孔口。

所述预应力锚索3安装时，采用人工与机械相结合的方法平稳快速地安装锚索。下锚过程中注意保护锚索附件，保证在将锚束体推至预定深度后，注浆管需畅通、灌浆阻塞器完好。所述下锚固段灌浆材料采用HJTC-61高强无收缩灌浆料，注浆浆液应严格按照配合比搅拌均匀，随搅随用，浆液应在初凝前应完，并严防石块、杂物混入浆液。为提高下锚固段的抗拔能力，采用二次注浆。第一次注浆压力0.5～1.0MPa，通过注浆管自孔底注浆，注浆至孔口不冒浆为止；第二次注浆压力1.5～3.0MPa。前后两次注浆间隔时间为12h。

所述预应力锚索3的张拉宜在锚固体强度达到设计强度的80％后进行，锚具为钢质锥形锚具，张拉隔根跳开进行。张拉前应先对拟投入使用的张拉千斤顶和压力表进行配套标定。安装锚具及千斤顶，连接液压系统，仔细检查各系统的运行情况，确保无误后开始进行张拉。预应力锚索3正式张拉前，宜采用10％—20％的设计张拉荷载，对锚索预张拉1-2次，使其各部位接触紧密，钢绞线完全平直。锚索张拉控制力为1.5倍抗拔设计值，锁定力取0.9倍抗拔设计值。

规范中：锁定力取锚锁轴向拉力标准值的0.75～0.9倍，

张拉力是锚固段与周围混凝土的摩阻力，材料张拉力是钢绞线的计算设计拉力，两者之间的小值为锚索设计拉力，锚索设计拉力要大于其轴向拉力标准值。

所述上锚固段灌浆前，应确认锚束应力已达到稳定的设计值，封孔回填灌浆材料与下锚固段灌浆的材料相同。上锚固段灌浆采用锚束中的灌浆管从锚具系统中的灌浆孔施灌，灌浆管伸至锚固端顶面，灌浆必须自下而上连续进行，压力不小于0.8MPa。为保证所有空隙都被浆液回填密实，在浆液初凝前必须进行不少于2次补灌，应保持不小于0.4MPa的压力进行并浆。

本发明一种预应力锚索加固门库的方法，在门库上游侧垂直布置一排预应力锚索，利用上锚固段及下锚固段进行预应力锚索的锚固，在锚索中间段进行预应力张拉的加固方法，可改善门库上游挡水面应力状态，限制其变形。门库经预应力锚索加固完成后，可以大幅度提高大坝安全度，充分发挥了防洪减灾作用，恢复水工大坝的综合功能。

附图说明

图1为本发明门库预应力锚索加固平面布置图。

图2为本发明门库预应力锚索加固断面示意图。

具体实施方式

一种预应力锚索加固门库的方法，包括以下步骤：

步骤1)：在门库1上游侧垂直布置一排锚索孔2，锚索钻孔时，锚索孔2间方向允许偏差为±10mm，钻孔倾斜允许偏差为3‰，终孔孔深宜大于设计孔深50cm，终孔后清孔要彻底，施工现场利用清水循环冲洗。锚索孔之间间距为1.0m。

步骤2)：预应力锚索材料采用1×7标准型钢绞线，fptk＝1860MPa,由8股钢绞线组成。按设计施工图纸要求的尺寸或实际钻孔深度下料，采用砂轮片切割机对钢铰线切割下料，实际切割下料长度＝实际孔深+锚具厚度+张拉设备工作长度+千斤顶以外的外露长度+锚墩厚度。下料前注意检查钢铰线的表面，没有损伤的钢铰线才能下料。

步骤3)：根据锚固体与孔壁的抗剪强度，确定的预应力锚索长度：下锚固段长度L1＝7.1m，张拉段长度L2＝9.3m，上锚固段长度L3＝11.0m。根据设计的锚固力和所选用的钢绞线，确定预应力锚索张拉力，门库左右两侧5根预应力锚索各张拉982.96KN拉力，中间7根预应力锚索各张拉1300.81KN拉力。张拉段钢绞线表面涂刷防锈漆二道，涂润滑油脂并包裹三道塑料布后，再套管。套管两端200mm范围用油脂填充密实，并将端头扎紧。沿锚束的轴线方向每隔1.5m设置一个对中支架，两对中支架之间扎紧固环一道；张拉段每米也扎一道紧固环。每根钢绞线保持顺直不交叉，并在锚索的中心布置Ф20mm塑料管与Ф15mm的铁管用来注浆，在下锚固段与张拉段交接位置处安装灌浆阻塞器，在锚索的底部端头套上导向帽。

步骤4)：锚索安装，经检验合格后的锚索方可下入孔内，采用采用人工与机械相结合的方法平稳快速地安装锚索。下锚过程中注意保护锚索附件，保证在将锚束体推至预定深度后，注浆管需畅通、灌浆阻塞器完好。

步骤5)：下锚固段灌浆材料采用HJTC-61高强无收缩灌浆料，注浆浆液应严格按照配合比搅拌均匀，随搅随用，浆液应在初凝前应完，并严防石块、杂物混入浆液。

为提高下锚固段的抗拔能力，采用二次注浆。第一次注浆压力0.5～1.0MPa，通过注浆管自孔底注浆，注浆至孔口不冒浆为止；第二次注浆压力1.5～3.0MPa。前后两次注浆间隔时间为12h。

步骤6)：预应力锚索3的张拉宜在锚固体强度达到设计强度的80％后进行，锚具为钢质锥形锚具，张拉隔根跳开进行。张拉前应先对拟投入使用的张拉千斤顶和压力表进行配套标定。安装锚具及千斤顶，连接液压系统，仔细检查各系统的运行情况，确保无误后开始进行张拉。预应力锚索3正式张拉前，宜采用10％—20％的设计张拉荷载，对锚索预张拉1-2次，使其各部位接触紧密，钢绞线完全平直。锚索张拉控制力为1.5倍抗拔设计值，锁定力取0.9倍抗拔设计值。

步骤7)：上锚固段灌浆前，应确认锚束应力已达到稳定的设计值，封孔回填灌浆材料与下锚固段灌浆的材料相同。上锚固段灌浆采用锚束中的灌浆管从锚具系统中的灌浆孔施灌，灌浆管伸至锚固端顶面，灌浆必须自下而上连续进行，压力不小于0.8MPa。为保证所有空隙都被浆液回填密实，在浆液初凝前必须进行不少于2次补灌，应保持不小于0.4MPa的压力进行并浆。

步骤8)：封锚，锁定之后，从锚具量起，留出长5～10cm钢绞线，其余部分截去，须用机械切割，严禁电弧烧割。随即进行封锚钢筋安装、立模浇筑封锚混凝土。

Claims

1.一种预应力锚索加固门库的方法，其特征在于包括以下步骤，步骤1）：在门库（1）上游侧垂直布置一排锚索孔（2），预应力锚索（3）采用多股钢绞线组成，锚索孔（2）之间存在间距；

步骤2）：根据锚固体与孔壁的抗剪强度，确定的预应力锚索（3）长度：下锚固段长度为L1，张拉段长度为L2，上锚固段长度为L3；

步骤3）：根据设计的锚固力和所选用的钢绞线，确定预应力锚索（3）张拉力；

步骤4）：张拉段的预应力锚索（3）表面涂刷防锈漆，涂润滑油脂并包裹塑料布后，再套套管，套管两端用油脂填充密实，并将端头扎紧；

步骤5）：沿锚束的轴线方向每隔一定距离设置一个对中支架，两对中支架之间扎紧固环，张拉段也扎紧固环;

步骤6）：每根预应力锚索（3）保持顺直不交叉，并在预应力锚索（3）的中心布置塑料管与铁管用来注浆，在下锚固段与张拉段交接位置处安装灌浆阻塞器，在预应力锚索（3）的底部端头套上导向帽；

步骤7）：安装预应力锚索（3）。

2.根据权利要求1所述一种预应力锚索加固门库的方法，其特征在于，所述预应力锚索（3）材料采用1×7标准型钢绞线，Φ＝15.2mm，fptk=1860Mpa，由8股钢绞线组成，锚索孔（2）之间间距为1.0m。

3.根据权利要求1所述一种预应力锚索加固门库的方法，其特征在于，所述下锚固段长度L1=7.1m，张拉段长度L2=9.3m，上锚固段长度L3=11.0m。

4.根据权利要求1所述一种预应力锚索加固门库的方法，其特征在于，所述门库（1）左右两侧5根预应力锚索（3）各张拉982.96KN拉力，中间7根预应力锚索（3）各张拉1300.81KN拉力。

5.根据权利要求1所述一种预应力锚索加固门库的方法，其特征在于，所述锚索孔（2）采用潜孔冲击式钻机，钻孔深度要超出预应力锚索（3）设计长度，钻孔达到设计深度后，稳钻一定时间，钻孔结束，用聚乙烯管复核孔深，并以高压风吹孔，待孔内粉尘吹干净，且孔深不少于锚索设计长度时，拔出聚乙烯管，塞好孔口。

6.根据权利要求1所述一种预应力锚索加固门库的方法，其特征在于，所述下锚固段灌浆材料采用高强无收缩灌浆料，采用二次注浆；第一次注浆压力0.5～1.0MPa，通过注浆管自孔底注浆，注浆至孔口不冒浆为止；第二次注浆压力1.5～3.0MPa，前后两次注浆间隔时间为12h。

7.根据权利要求1所述一种预应力锚索加固门库的方法，其特征在于，所述预应力锚索（3）的张拉在锚固体强度达到设计强度的80%后进行，张拉隔根跳开进行；预应力锚索（3）正式张拉前，采用10%—20%的设计张拉荷载，对锚索预张拉1-2次，使其各部位接触紧密，钢绞线完全平直；锚索张拉控制力为1.5倍抗拔设计值，锁定力取0.9倍抗拔设计值。

8.根据权利要求1所述一种预应力锚索加固门库的方法，其特征在于，所述上锚固段灌浆前，应确认锚束应力已达到稳定的设计值，封孔回填灌浆材料与下锚固段灌浆的材料相同，上锚固段灌浆采用锚束中的灌浆管从锚具系统中的灌浆孔施灌，灌浆管伸至锚固端顶面，灌浆必须自下而上连续进行。