预应力塑料波纹管 桥梁波纹管
黄志强 林佩
摘 要：大华桥水电站导流洞进口边坡由挤压片状岩、碎块岩、断层泥等组成，受倾倒卸荷影响，岩体破碎，裂隙极其发育，岩体完整性差，在锚索注浆过程中，普遍存在注浆量远大于设计单耗量的问题。在满足设计质量要求的情况下，通过采取各种有效措施，有效的控制了灌浆超耗问题，降低工程造价，并且缩短了施工工期。
关键词：预应力锚索；灌浆；超耗量控制
1 工程概况
大华桥水电站于坝址右岸布置一条导流洞，导流洞进口边坡段全长164.73m，天然陡坡约55°～65°，沿线山势雄伟，主要出露基岩为白垩系板岩与石英砂岩互层，沿线发育f19、f20、f101三条断层，由挤压片状岩、碎块岩、断层泥等组成，宽度约10～20cm，岩体卸荷倾倒严重，强倾垂直厚度约10～15m，由于受倾倒卸荷影响，导致岩体破碎，裂隙极其发育，岩体完整性差，且表面为坡积物堆积体等。导流洞进口边坡开挖范围由EL.1580m-EL.1500m、EL.1480m-EL.1394.5m组成，开挖坡比EL.1440m以上1：0.5、EL.1440m以下为1：0.1～1：0.3。为保证边坡稳定，EL.1510m以上边坡采用148束T=100t，L=30m和18束T=100t，L=20m全粘结预应力锚索用于深层支护，同时辅助Φ25砂浆锚杆L=4.5m、Φ28砂浆锚杆L=9m、Φ25自进式锚杆L=4.5m、Φ28自进式锚杆L=6m，间距均为2m×2m，喷C20混凝土厚15cm、Φ8挂网钢筋@20cm×20cm用于浅层支护。
2 预应力锚索灌浆作用原理与施工工艺
2.1 作用原理
通过灌入的水泥净浆或砂浆将锚索索体内锚段固结，以使得内锚固段與岩体有力结合为一整体，当进行锚索张拉时，内锚固段水泥结石体与钻孔孔壁间粘结力联合产生预应力，达到预应力锚固效果。
2.2 施工工艺
导流洞进口边坡均为全粘结锚索，施工过程中采用无纺布（400g/m2）制作止浆袋用于隔离内锚段与张拉段，由于导流洞进口边坡锚索均为下倾孔，采用孔底进浆，孔口出浆的有压循环锚索灌浆工艺，即将进浆管直接深入孔底，直接进浆，回浆管布置于止浆袋下端，当内锚段浆液回溯至止浆袋并继续灌浆时，回浆管即会回浆，此施工工艺可充分保证内锚固段水泥浆结石体密实性，从而保证锚固作用。全粘结锚索灌浆过程分为两阶段，第一阶段即内锚段灌浆，待灌浆完成并达到设计强度后，进行张拉作业；第二阶段即待张拉完成后进行张拉自由段灌浆。
2.3 灌浆机具选择
根据相关规范要求，水泥浆液宜采用高速搅拌机拌制，其转速一般在1200r/min以上，因此现场采用400L高速灰浆搅拌机用于拌制浆液；采用3SNSA型黑旋风注浆泵注浆；水泥采用业主统供Po.42.5普通硅酸盐水泥。
3 灌浆超量情况说明及主要解决措施
3.1 锚索灌浆相关情况说明
根据华能澜沧江水电有限公司黄登·大华桥水电站筹建处印发的《灌浆超耗管理规定（试行）》，结合早期黄登水电站各工程部位地质情况，当锚索内锚段注灰量超过1t、锚索全孔注灰量超过5t、或调整至浓浆耗灰量超过规定50%或设计参考单耗灌浆仍无法起压应立即报告，采取控制措施。起初51号锚索在仅采用待凝措施进行锚索灌浆施工时，锚索内锚段灌浆量注灰量达到14858kg，每延米注灰量为1485kg，导流洞进口边坡锚索长30m（内锚段长10m+张拉自由段20m），若按照筹建处管理办法计算，锚索每延米耗灰量为150kg，远超过业主相关管理办法单耗量，并且施工时段较长，很大程度上不能满足现场施工要求，超灌一方面加大了工程投资、增加了工程造价，另一方面又严重影响施工工期。若超耗量业主不予以认可，则施工单位不愿意超量灌浆，就会导致灌浆质量无法保证，从而影响锚索施工质量；若业主予以认可，则业主很难控制超耗量，投资会增加。因此导流洞进口边坡在施工前，经过进行灌浆生产试验，从灌浆压力、浆液情况、限流、限压等方面总结出锚索灌浆超耗控制措施。
3.2 灌浆超耗处理措施
3.2.1 调整灌浆压力
由于导流洞进口岩体裂隙发育，则采用低压起灌，即控制孔口起灌压力小于设计压力，现场调整为0.2MPa，以减少水泥浆液的流失量，为可以实时监控灌浆压力，考虑到边坡高差引起的压力损失，特在锚索孔口设置压力表。
3.2.2 浓浆灌浆
经过施工发现，直接用0.5：1起灌，浆液很容易流失，因此在后期施工中，采用0.37：1、0.35：1、0.33：1三个比级直接灌浆。 （表1）
采用0.37：1浆液起灌，当注入率大于30L/min时，可越级变浓为0.33：1浆液灌注。选用浓浆主要原因是浓浆流动性和渗漏性比稀浆差，比较容易堵漏，并减少浆液的流失量。浆液变换遵循以下原则：（1）灌浆压力保持不变，注入率持续减少或当注入率不变，压力持续升高时，不得改变水灰比；（2）当某一比级浆液注入量大于300L，或灌注时间已达1小时，其灌浆压力和注入率均无改变，或改变不显著时，可变浓一级；（3）当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓，当注入率突然改变较大时，应立即查明原因，采用相应的处理措施，并作好记录。
3.2.3 限流、限压、添加水玻璃、待凝
水玻璃采用硅酸钠水溶液，水泥净浆初凝时间为6.5h，在水泥净浆中加入水玻璃、减水剂、膨胀剂进行试拌，当其他材料掺量不变的情况下，水玻璃掺量为5‰、1%、2%时，初凝水泥净浆初凝时间分别为5h、4h、3h。
根据试验结果，确定水玻璃掺量为2%，能使水泥净浆初凝时间提前3.5h，可减少净浆渗漏流失。
同时根据筹建处《灌浆超耗管理规定》并结合现场情况，当锚索内锚段注灰量超过1t时，采取限流（20L/min）、限压（≤0.2MPa）措施，待凝浆液控制400L，前300L添加水玻璃（水玻璃掺量为浆液量的2%），后100L不添加，待凝时间为30min，考虑到待凝过程中掺加水玻璃可能会出现灌浆管堵塞，因此后100L不添加水玻璃。
3.2.4 灌注砂浆
当锚索内锚段注灰量超过1.5t时、或张拉段注灰量超过3t时，改为0.34：1水泥砂浆进行灌注，拌制砂浆用砂选用2-3mm质地坚硬的天然砂，同时采取限压（≤0.2Mpa）、限流（10L/min）、待凝（30min）、掺加速凝剂等方法进行处理，待凝浆液控制400L，前300L添加水玻璃（水玻璃掺量为浆液量的2%），后100L不添加。
4 现场施工过程管控
4.1 开始灌浆施工前，必须将各种设备率定报告报送监理部审查备案，灌浆前必须对现场所有灌浆设备、三参数灌浆自动记录仪进行检查，确保设备可正常使用，并检查所有灌浆、回浆管路畅通。管路连接完成后，先进行试压水，确保设备和管路正常运转。
4.2 在高速搅拌机出浆口，必须铺设筛网，同时定期对搅拌槽进行清理，以确保无杂物进入灌浆管路，防止堵管，并保證浆液随拌随用。
4.3 灌浆过程中，监理单位派驻监理工程师进行现场旁站，并同施工单位人员各自做好现场灌浆记录，灌浆结束后及时对现场灌浆资料进行审核签证。
4.4 为保证灌浆施工规范，对锚索灌浆使用水泥，必须进行单独核销，监理单位和施工单位进行双方验收签证，并在使用过程中做好使用情况统计。
4.5 灌浆结束后，必须及时对灌浆管路、设备进行清洗，并对管路进行检查，发现损坏部分及时进行更换或处理，防止灌浆过程中出现漏浆或爆管。
4.6 由于采用行之有效的锚索超灌控制措施，需掺加部分细砂，但考虑此灌浆泵主要为普通净浆灌浆泵，因此要求现场在待凝、更换锚索灌浆孔、交接班等情况下，及时对灌浆泵活塞进行清洗，防止长时间工作造成堵泵或活塞磨损严重。
5 结束语
5.1 导流洞进口边坡锚索通过采用调整起灌压力、起灌水灰比、限流、限压、待凝、掺加水玻璃、灌注砂浆等方法使灌浆超耗量得到控制，锚索内锚段每延米注灰量单耗基本控制在200kg以内，较未采取控制措施之前每延米注灰量单耗下降86%，极大的减少了工程投资，同时缩短了工期。
5.2 导流洞进口锚索共166束，锚索张拉伸长值均在理论伸长值有效范围内，张拉过程中未出现张拉伸长值突然变化情况。同时按照规范要求，在张拉结束后，选取9束锚索进行荷载检查，检查结果表明，张拉吨位符合设计要求，说明采用以上灌浆超耗控制方法可满足施工质量要求，并可以应用到类似工程中。
参考文献
[1]DL/T 5083-2010.水电水利工程预应力锚索施工规范[S].北京：中国电力出版社，2010.
[2]DL/T 5148-2012.水工建筑物水泥灌浆施工技术规范[S].北京：中国电力出版社，2010.
[3]华能澜沧江水电有限公司黄登·大华桥筹建处 灌浆超耗管理规定
（试行）.
[4]殷绍强.复杂地质条件下锚索工程注浆超量问题解决措施[J].西藏科技，2011，216（3）：76-77.
作者简介：黄志强（1990-），男，陕西渭南人，助理工程师，主要从事水利水电工程监理。
