涨壳式预应力中空锚杆千斤顶张拉技术应用

郭建峰1徐钰辉2

1.中国水利水电第十四工程局有限公司云南昆明650000；2.浙江华东工程咨询有限公司浙江杭州310014

摘要：梅州抽水蓄能电站的涨壳式中空锚杆采用千斤顶进行张拉的施工方法，让施加给涨壳式中空锚杆的预应力均能达到100KN设计值，取得了良好的效果，确保了施工质量与工程安全；希望我们采用千斤顶张拉涨壳式中空锚杆的施工方法，也能为今后施工类似工程的同行提供有益的借鉴经验。

关键词：涨壳式；锚杆；千斤顶；张拉；技术

1工程概况

广东梅州抽水蓄能电站电站装机容量2400MW，共装设8台发电机组。其中I期4台机组，地下主厂房洞室开挖总长度为176.25m，厂房内采用岩壁吊车梁，岩壁吊车梁以上开挖跨度28.30m，以下为26.50m，厂房最大开挖高度为58.370m，主厂房预应力支护主要采用涨壳式预应力中空锚杆。

电站I期工程在主厂房安装中空锚杆Φ32mm*9m共计1537根，张拉应力100KN，设计布置测力计监测预应力变化。图1涨壳式预应力中空锚杆安装示意图。

图1涨壳式预应力中空锚杆安装构造示意图

2涨壳式中空锚杆的工程特点

涨壳式中空锚杆隐含的经济效益是普通砂浆锚杆所无法比较的，配用高强度快速安装扭矩螺母和球形托盘，不存在力学弱面，具有承载强度高、锚固可靠、伸长率好、适合快速安装施工等特点。

涨壳式中空锚杆能在锚杆全长注浆锚固，并能在支护后立刻供应必然的支护抗力，按捺围岩的松动和变形，保持围岩力学性质，形成承载结构，提高围岩的整体稳定性，充分发挥围岩的自稳能力，实现长期围岩稳定。特别是杆体四周具有足够而平均的维护层厚度，大大加强了锚杆的经久性。

3生产工艺性试验张拉设备确定

生产工艺试验共5根，试验时在孔口垫板安装完成后锚索测力计安装前，需将锚杆涨壳打开使其与孔壁充分咬合，具体做法为在垫板外侧先安装一个螺母并通过扳手紧固该螺母直至观察锚杆不会向外移动为止，然后取下螺母再安装锚索测力计，锚索测力计安装时应保证锚索测力计尽量与锚杆同轴线，在锚索测力计外侧再安装一块直径250mm垫板，在垫板外侧安装紧固螺母，为保证锚索测力计读数准确，先利用人工通过扳手紧固该螺母使锚索测力计受力并读取初始值。

3.1采用TGK型扭力扳手张拉法

锚头与杆体连接→锚杆插入孔内→安装垫板→安装张拉螺母→涨壳打开→取下螺母→安装锚索测力计→安装垫板→安装张拉螺母→略微施加预应力使锚索测力计读取初始值→继续采用扭力扳手通过人工张拉，其预应力最大只能达到50KN（张拉后）。

实施效果：在对扭力扳手张拉中空锚杆的过程中，随张拉力增加，张拉螺母和垫板之间摩擦力随之增加，当摩擦力增加至一定程度的时候，采用扭力扳手通过人工张拉变得比较困难，且预应力也不再有较大提高，未能达到张拉100KN设计值。

3.2采用RCH-603型千斤顶张拉法

锚头与杆体连接→锚杆插入孔内→安装垫板→安装张拉螺母→涨壳打开→取下螺母→安装锚索测力计→安装垫板→安装张拉螺母→安装液压千斤顶→略微施加预应力使锚索测力计读取初始值→继续加压使液压千斤顶压力表读数达到18MP。张拉方法见下图2：

实施效果：改用液压千斤顶张拉中空锚杆，当液压千斤顶压力表读数达到18MP时，锚索测力计读数可达到111KN，在张拉后，锚索测力计读数为102KN，能达到设计张拉值，但锁定后存在较大的应力损失，发现垫板出现变形。

通过锚索测力计发现中空锚杆张拉完毕锁定后，应力损失比例较大，采取以下措施：

3.2.1严格控制中空锚杆杆体与岩面垂直以及孔口砂浆找平质量。

3.2.2采取将垫板-6mm×150mm×150mm（Q235）的设计规格尺寸，调整为-10mm×150mm×150mm（Q235），垫板未出现变形；

3.2.3适当加大超张拉力；

3.2.4人工扭紧锁定螺母时采用加长杆的扳手。

最终锁定后预应力均能达到100KN设计值。

4预应力张拉锁定损失监测验证

在梅州抽水蓄能电站厂房下游边墙CZ0+060.250~CZ0+083.250桩号范围内选取了5根中空锚杆进行监测，使用千斤顶进行张拉，通过锚索测力计监测张拉后锚杆预应力数据，测得的预应力数值如表1所示，张拉锁定后锚杆预应力满足设计要求。

表1中空锚杆张拉荷载监测表

5结束语

总之，梅州抽水蓄能电站的涨壳式中空锚杆全部采用千斤顶进行张拉的施工方法，使每一根涨壳式中空锚杆的预应力均能达到100KN设计值，取得了良好的效果，确保了施工质量与工程安全；希望我们采用千斤顶张拉涨壳式中空锚杆的施工方法，也能为今后施工类似工程的同行提供有益的借鉴经验。

作者简介：

郭建峰：1977年人，男，山东菏泽人，大学本科，高级工程师，主要从事水电站、道路桥梁、TBM掘进与衬砌的施工和质量管理工作。

徐钰辉，男，1975年3月，辽宁宽甸，大学本科，工程师，主要从事水利水电工程、道路桥梁、现场施工和质量管理监理工作。