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1、布袋式充浆止浆环在预应力锚索施工中的应用第3l卷第4期2009年4月人民黄河YELLOWRIVERVo1.31.No.4Apr.,2009【水利水电工程】布袋式充浆止浆环在预应力锚索施工中的应用李伟,孙永吉,朱天琴,李文盛,吴德辉(1.大连理工大学,辽宁大连116024;2.中国水利水电第一工程局,吉林长春130062)摘要:预应力锚索注浆过程中止浆环的结构和施工质量决定着注浆的成败.对琅琊山抽水蓄能电站地下厂房1000kN级锚索采用了布袋式充浆止浆工艺,实践表明:l000kN级(及以下吨位)无粘结锚索采用水泥浆体和钢绞线保护管防护即可满足要求,可以取消波纹管节约成本,简化施工程序,有利于预应
2、力锚索施工和质量控制;布袋式止浆装置适用性强.止浆效果好,值得推广,但其不像气囊式止浆装置那样收放自如.关键词:布袋式止浆环;预应力锚索;施工中图分类号:TV223.2文献标识码:B文章编号:10001379(2009)040107-021工程概述琅琊山抽水蓄能电站位于安徽省滁州市西南郊,电站总装机容量600MW,共安装4台150MW立轴单级混流可逆式水泵水轮发电机组,工程等级为二等.地下厂房断面为城门洞形,开挖尺寸为156.66mX21.5m×46.17m(长×宽×高).围岩以类为主,为稳定性一般岩体,岩石为中等强度.切割地下厂房的较大断层有F207,F209,
3、F303等,围岩稳定性差.厂房1号,2号机组段有顺岩层方向侵入燕山期闪长玢岩岩脉,岩脉从厂房顶拱一直延伸至1号,2号主机问底板以下,最大出露宽度近30m.玢岩岩脉呈灰白色,斑状结构,块状构造,岩石极易膨胀,崩解和软化,对地下厂房围岩稳定和电站运行期安全极为不利.地下厂房按照维持类围岩洞室稳定所需的强度进行支护设计,永久支护以喷混凝土,钢筋网,锚杆,锚索等组合而成的柔性支护形式为主,厂房边墙,端墙和顶拱较大断层均采用预应力锚索进行支护.对于厂房1号,2号机组段出现的大规模闪长玢岩岩脉段,采取了预应力锚索加混凝土衬砌形式进行支护.共计施工锚索56束,其中内锚式锚索34束,对穿式锚索22束.预应力锚
4、索采用粘结式钢绞线或无粘结式钢绞线编制而成,1000kN级锚索设计长度为20m,600kN级锚索设计长度为15m.2锚索结构1000kN级预应力锚索由1860MPa级无粘结式(或粘结式)高强低松驰钢绞线,对中隔离支架(聚乙烯塑料制品),灌浆和回浆(排气)管,PE聚乙烯波纹管,导向帽,止浆装置等组成,具体结构见图1.42.5R普通硅酸盐水泥浆)B-B剖面图11000kN级粘结式预应力锚索结构单位:cm)锚索编束应在专门的锚索加工车间内完成,编束前首先要索锚固段长5m,锚固段采用枣核状结构.相邻隔离架中间要将每根钢铰线上的油渍,锈斑等处理干净,无粘结式锚索则需将内锚段的塑料套管剥离,用锯末,麻布将
5、防腐润滑油脂擦拭干净.对中隔离架的安装要均匀,安装时注意钢铰线不能出现相互交叉或歪曲现象.粘结式锚索锚固段长6m,无粘结式锚收稿日期:200807-26作者简介:李伟(1972一),男,吉林舒兰人,研究员.博士研究生,主要从事土木水利工程技术研究与管理工作.E-mail:LW4312799126.tom?108?人民黄河2009年用无锌铅丝绑扎,特别是锚固段两隔离架中间绑扎必须牢固且形成枣核状.灌浆和回浆(排气)管的安装应顺直,并且与钢绞线可靠绑扎,防止穿索过程中损坏管体,灌(回)浆管的数量和长度根据锚索形式,锚索孔角度和灌浆次数等因素确定.止浆环装置安装时钢铰线,进浆管,回浆管均应穿过止浆环
6、.3止浆环的原理和制作方法止浆装置是锚索最重要的组成部分,它的施工质量直接影响到锚索施工的成败.传统的止浆装置为气囊式橡胶止浆环,适用于不同角度锚索的止浆,当出现问题影响锚索灌浆时,通过收缩气囊将锚索拉出,对孔重新处理,但此种止浆环需定制加工,成本较高.该工程锚索采用布袋式止浆装置,工艺简单,成本低廉,使用方便,特别适合在施工现场加工制作,可满足各种类型锚索的灌浆要求.3.1止浆环工作原理布袋式止浆装置与充气式止浆装置不同,为充浆式结构,与锚索灌浆共用一套灌浆管路.灌浆时浆液在灌浆压力的作用下首先充满止浆袋,使其迅速膨胀起来,在压力的作用下袋内浆液水分透过布袋快速排出(对于垂直或上倾的锚索灌浆
7、,可明显看出孔内有清水流出,而后迅速肖失),而浆液密度迅速增大,直至袋内密实,最终达到止浆目的.其余浆液在灌浆压力作用下通过灌浆管继续注入灌浆段,直至完成灌浆作业.3.2止浆环制作方法布袋式止浆装置由止浆环和止浆袋组成,止浆环总长40cm,采用直径80mm的钢管制成,即采用34根直径8mm光圆钢筋将2根长15Cllfl,直径80mm的钢管沿轴向间隔10cm焊接在一起,然后在止浆环的两端焊接一圈厚度不小于2mm,高度为15mm的翼缘即可.止浆袋采用质地致密,较为柔软,韧性好的透水不透浆布质材料缝制而成(可采用无纺布或透水帆布).止浆袋缝制成直筒形,两端开口,长度为50em,缝合要结实牢固.为使止
8、浆袋膨胀后达到止浆目的,止浆袋膨胀的直径应略大于锚索孔径,该工程锚索孔直径为130mm,因此止浆袋直径应不小于160mm.布袋式止浆装置与锚索灌浆共用一套灌浆管路,为了向止浆袋内充浆,需在止浆袋范围内的灌浆管上开一个出浆孔.止浆环安装时钢铰线,灌浆管和回浆管均应穿过止浆环内部,止浆环两端的钢管内必须用环氧灰浆填塞密实,无孔隙.然后将止浆袋套在止浆环上,两端开口处采用铁丝捆扎牢固即可.止浆环两端钢管内的环氧砂浆由环氧树脂(主剂),邻苯二甲酸二丁脂(增塑剂),乙二胺(固化剂),砂(填料)配合而成.环氧砂浆采用人工填塞,考虑到钢绞线之间间隙很小,为确保填塞密实无孔隙,砂料宜采用细砂,也可以采用水泥代
9、替砂料,同时应在混合物中添加碎布条或棉纱.由于环氧基液具有毒性,因此施工场地必须保持通风,并令施工人员佩带防毒口罩和防护手套,以避免有毒物质伤害.导向帽的安装方法和止浆环的施工方法类似于上述方法.环氧砂浆拌和要求:环氧树脂应隔水加热至60,乙二胺加热至40;按配合比(见表1)将环氧树脂和二丁脂拌和均匀,再徐徐加入乙二胺拌和均匀成为环氧基液,然后将干燥的砂子加入基液继续拌和;每次拌和不得超过2.表1M40环氧砂浆配合比及凝结时间当止浆环上的环氧砂浆完全凝固,表面不粘连时,将止浆袋套在止浆环上,两端开口处手工折叠成褶皱状,然后用细铁丝捆扎牢固,铁丝尽量靠近止浆环两端翼缘.为防止止浆袋在锚孔内与尖锐
10、岩石相摩擦破损,最好采用双层止浆袋.4施工经验根据该工程锚索施工经验,1000kN级(及以下吨位)无粘结锚索采用水泥浆体和钢绞线保护管防护即可满足要求,可以取消波纹管,这样既节约成本,又简化施工程序,更有利于预应力锚索施工和质量控制.布袋式止浆装置适用性强,止浆效果好,值得推广,但其不像气囊式止浆装置那样可以收放自如,布袋式止浆装置撑起后锚索将无法拉出重新进行处理,一旦出现问题该束锚索必须重新钻孔施工.因此,在进行止浆环的安装,环氧砂浆填隙,锚索灌浆等工序施工时,必须做好充分的施工准备,严格按照操作程序施工,以避免不必要的浪费和损失.【责任编辑张华岩】(上接第106页)坝体反应最为强烈,顺河向
11、击振增大了坝体的顺河向位移,横河向击振增大了坝体的横河向位移及动应力,顺河向与铅直向共同击振比顺河向击振时坝体的动力响应稍大.由于采用线弹性有限单元法进行双曲拱坝地震动力响应分析,该法本身存在网格敏感性,应力集中等缺点,当荷载量级较高时必然导致结构进入非线性工作状态,因此有必要进一步对结构进行动力非线性反应分析.参考文献:1朱伯芳,高季章,陈祖煜,等.拱坝设计与研究M.北京:中国水利水电出版社,2002.2朱伯芳.有限单元法原理与应用cM.北京:中国水利水电出版社,2000.3中华人民共和国水利部.SL25-2006浆砌石坝设计规范S.北京:中国水利水电出版社,2006.4中华人民共和国水利部.SL282-2003水工建筑物抗震设计规范s.北京:中国水利水电出版社,2003.5钱胜国,陆秋蓉.重力坝一库水一地基动力相互作用对坝体的影响J.长江科学院院报,1995(12):1925.6尹显俊,王光纶,张楚汉,等.溪洛渡拱坝动力分析J.水力发电,2004(1):273O.【责任编辑张华岩】
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