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錦屏水電站預(yù)應(yīng)力錨索張拉異常情況分析及處理措施

文檔作者：黃輝施召云文檔來源：雅礱江流域水電開發(fā)有限公司兩河口建設(shè)管理局		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年12月30日
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上一篇：晶閘管整流裝置過電壓分析及保護的配置

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２０１３ 年第５ 期
２０１３ Ｎｕｍｂｅｒ ５
水電與新能源
ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
總第１１０ 期
Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１１０
文章編號：１６７１ －３３５４（２０１３）０５ －００２７ －０３
收稿日期：２０１３ －０４ －２８ 作者簡介：黃　輝，男，工程師，從事水電工程施工工作。
錦屏水電站預(yù)應(yīng)力錨索張拉
異常情況分析及處理措施
黃　輝，施召云
（雅礱江流域水電開發(fā)有限公司兩河口建設(shè)管理局，四川雅江?。叮玻罚矗担埃?
摘要：針對錦屏一級水電站水墊塘右岸倒懸體預(yù)應(yīng)力錨索張拉施工中出現(xiàn)的問題，介紹了錨索張拉的異常情況，對錨索
張拉異常情況進(jìn)行了分析，提出了處理措施，工程實踐效果良好，可供借鑒。
關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力錨索；張拉異常情況；分析及處理
中圖分類號：ＴＵ７５７．２　　　文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ
Aualysis and Treatment Measures About Tensile Abnormal of
Prestressed Anchor Cable in Jinping Hydropower Station
ＨＵＡＮＧ Ｈｕｉ， ＳＨＩ Ｚｈａｏｙｕｎ
（Ｌｉａｎｇｈｅｋｏｕ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｙａｌｏｎｇ Ｒｉｖｅｒ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｔｄ ．， Ｙａｊｉａｎｇ ６２７４５０， Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ａｎｃｈｏｒ ｃａｂｌｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｉｇｈｔ ｂａｎｋ ｏｖｅｒｈａｎｇｉｎｇ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｃｕｓｈｉｏｎ ｐｏｏｌ ｏｆ Ｊｉｎｐｉｎｇ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ， ｔｈｅ ａｂｎｏｒｍａｌ ｃａｂｌｅ ｔｅｎｓｉｏｎ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ．
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ， ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｅｓ ｇｏｏｄ ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｓｉｍｉｌａｒ
ｐｒｏｂｌｅｍｓ． Key words： ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ａｎｃｈｏｒ ｃａｂｌｅ； ｔｅｎｓｉｌｅ ａｂｎｏｒｍａｌ； ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
１　概　況
錦屏一級水電站位于四川省涼山彝族自治州鹽源
縣和木里縣境內(nèi)的雅礱江干流上，主要由雙曲拱壩
（包括水墊塘及二道壩）、右岸泄洪洞、右岸引水發(fā)電
系統(tǒng)及開關(guān)站等建筑物組成，水庫總庫容為７７．６
億ｍ３ ，電站總裝機為６ ×６００ ＭＷ。
右岸泄洪霧化區(qū)壩０ ＋１００ ～０ ＋２８０ ｍ 段倒懸邊
坡走向約Ｎ２８°Ｅ， 基本與河流平行， 底部高程在
１ ７００．０ 左右，頂部高程在１ ８１０．０ ｍ 左右，１ ８１０．０ ｍ
以上為坡度約４０ ～５０°的中陡坡，水平最大倒懸深度
約２０ ｍ。倒懸邊坡淺表強卸荷帶內(nèi)裂隙、順層綠片巖
及層間擠壓錯動帶較發(fā)育，且處于大壩壩身泄洪霧化
強影響區(qū)，為了確保電站運行期安全，需對該區(qū)域邊坡
進(jìn)行防護加固處理，在邊坡布置單孔多錨頭防腐型預(yù)
應(yīng)力錨索共７１８ 束，規(guī)格為T ＝２ ０００ ｋＮ，L ＝４０ ～
６０ ｍ。
２　錨索張拉異常情況
在按照施工規(guī)范進(jìn)行右岸水墊塘倒懸體錨索張拉
工序作業(yè)時經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，部分錨索張拉出現(xiàn)異常情況，
如張拉伸長值超標(biāo)、鋼絞線斷股斷絲等。具體情況見
表１ 及其說明。
（１）ＲＫＬＴ１８１０ －１。該錨索在張拉施工過程中無
異常情況，張拉完成后經(jīng)對鋼絞線伸長值計算得出：第
二組第一根鋼絞線實測伸長值超出施工技術(shù)要求所允
許的偏差范圍（ －５％ ～＋１０％），為＋１９．２３％，其他
鋼絞線實測伸長值均正常，均處在允許偏差范圍內(nèi)。
（２）ＲＫＬＴ１８００ －４。該錨索為安裝測力計的永久
監(jiān)測錨索，在進(jìn)行錨索測力計安裝及張拉工序施工過
程中無異常情況。張拉完成７ ｄ 后，經(jīng)華東院試驗檢
測中心對測力計數(shù)據(jù)采集并計算后得出：該錨索張拉
完成７ ｄ 后錨固力值為１ ９２０ ｋＮ（為設(shè)計錨固力的
９６％），低于施工技術(shù)要求的７ ｄ 后預(yù)應(yīng)力錨索錨固力
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水電與新能源２０１３ 年第５ 期
不得低于設(shè)計錨固力的９７％。后根據(jù)招標(biāo)文件技術(shù)
條款技術(shù)要求，對該錨索進(jìn)行１１０％補償張拉，補償張
拉完成９ ｄ 后經(jīng)對測力計數(shù)據(jù)采集并計算后得出該錨
索錨固力為２ ０７８．３ ｋＮ，達(dá)到設(shè)計錨固力的１０４％，滿
足技術(shù)要求，但經(jīng)對伸長值計算后得出，補償張拉后局
部鋼絞線伸長值超出允許偏差范圍。
表１　倒懸體錨索張拉異常情況統(tǒng)計表
錨索孔號布置高程／ｍ 布置樁號設(shè)計噸位／ｋＮ 孔深／ｍ 異常情況錨述
ＲＫＬＴ１８１０ －１ １ ８１０ 壩０ ＋１６０ ２ ０００ ６０ 一束鋼紋線張拉伸長值超標(biāo) ＲＫＬＴ１８００ －４ １ ８００ 壩０ ＋１４５ ２ ０００ ５５ 補償張拉后伸長值超標(biāo) ＲＫＬＴ１７４０ －４ １ ７４０ 壩０ ＋１４２ ２ ０００ ５５ １ 束鋼紋線斷裂 ＲＫＬＴ１７４０ －８ １ ７４０ 壩０ ＋１１５ ２ ０００ ４５ １ 束鋼紋線斷裂 ＲＫＬＴ１６９０ －１ １ ６９０ 壩０ ＋１７０ ２ ０００ ４０ １ 束鋼紋線斷裂 ＲＫＬＴ１６８５ －９ １ ６８５ 壩０ ＋１１０ ２ ０００ ５０ １ 束鋼紋線斷絲３ 股 　?。ǎ常遥耍蹋裕保罚矗?－４。該錨索為安裝測力計的永久
監(jiān)測錨索，當(dāng)張拉施工至７５％ ～１００％循環(huán)時，錨索的
第五組第二根鋼絞線在孔口處發(fā)生斷裂，張拉中斷。
后經(jīng)研究決定，將該錨索測力計退錨后移位在該錨索
旁邊的ＲＫＬＴ１７４０ －５ 錨索上進(jìn)行安裝。該錨索退錨
完成后重新進(jìn)行張拉施工，錨索體中除斷裂鋼絞線無
法進(jìn)行張拉外，其余１１ 束鋼絞線均正常完成１．１ 倍設(shè)
計錨固力的張拉，張拉完成后經(jīng)計算伸長值均處在設(shè)
計允許偏差范圍之內(nèi)，張拉正常。
（４） ＲＫＬＴ１７４０ －８。該錨索在張拉施工至
１００％ ～１１０％循環(huán)時，錨索的第五組第一根鋼絞線在
孔口處發(fā)生斷裂，其余鋼絞線均正常完成１１０％張拉
施工且伸長值均處在設(shè)計技術(shù)要求允許偏差范圍之
內(nèi)，無異常情況。
（５ ） ＲＷＨ１６９０ －１。該錨索在張拉施工至
１００％ ～１１０％循環(huán)時，錨索的第４ 組第一根鋼絞線在
孔口處發(fā)生斷裂，其余鋼絞線均正常完成１１０％張拉
施工且伸長值均處在設(shè)計技術(shù)要求允許偏差范圍之
內(nèi)，無異常情況。
（６） ＲＫＬＴ１６８５ －９。該錨索在張拉施工至
１００％ ～１１０％循環(huán)時，錨索的第一組第二根鋼絞線在
孔口處發(fā)生斷絲３ 股，該根鋼絞線張拉停止。其余鋼
絞線均正常完成１１０％張拉施工且伸長值均處在設(shè)計
技術(shù)要求允許偏差范圍之內(nèi)，無異常情況。
３　異常情況原因分析
預(yù)應(yīng)力錨索張拉工序為錨索錨固工程的最重要環(huán)
節(jié)，張拉完成后鎖定的錨固力及張拉過程是否正常將
直接影響設(shè)計錨固效果，對穩(wěn)定邊坡具有非常重要的
意義。針對以上錨索張拉過程中出現(xiàn)的異常情況，從
鋼絞線材質(zhì)、張拉伸長值計算及影響因素、各工序施工
過程質(zhì)量控制等各方面進(jìn)行了分析。
（１）ＲＫＬＴ１８１０ －１ 錨索在張拉施工過程中，鋼絞
線均無異常情況，伸長值基本正常（其中超標(biāo)者除
外）。該根鋼絞線張拉伸長值超出設(shè)計允許偏差范圍
的主要原因為：因同一卷號鋼絞線的彈性模量不可能
完全一致，鋼絞線彈模的局部差異將導(dǎo)致鋼絞線理論
伸長值的差異，從而導(dǎo)致最終計算伸長值偏差時存在
差異，鋼絞線理論計算伸長值計算式：
ΔL ＝P· L
E· A ×１ ０００ （１）
式中：ΔL 為鋼絞線理論計算伸長值，ｍｍ；P 為施加于
鋼絞線的載荷， ｋＮ； E 為鋼絞線彈性模量， ＧＰａ
（１０９ Ｐａ）；A 為鋼絞線截面積，ｍｍ２ ；L 為鋼絞線計算長
度（從工作夾片起算至單錨頭擠壓處的鋼絞線長
度），ｍ。
其中鋼絞線彈性模量E 值為一不具體確定值，一
般取值范圍為（１９５ ±５）ＧＰａ。
（２）ＲＫＬＴ１８００ －４ 錨索張拉完成鎖定后經(jīng)計算錨
固力損失嚴(yán)重，錨固力損失達(dá)到２５４ ｋＮ，該錨索張拉
過程無異常，造成錨索錨固力損失嚴(yán)重的主要原因：在
進(jìn)行錨索最后一級鎖定張拉時，操作人員沒有控制好
卸荷速率（每分鐘不宜超過設(shè)計壓力的２０％），因卸荷
過快導(dǎo)致張拉完成后鋼絞線內(nèi)縮量偏大，造成錨固力
損失超出允許范圍。進(jìn)行補償張拉時，因第一次張拉
完成鎖定后鋼絞線回縮量較大，造成在進(jìn)行補償張拉
前鋼絞線已經(jīng)具有一定的“預(yù)存”伸長值，故在進(jìn)行補
償張拉１００％ ～１１０％過程中鋼絞線實測伸長值較理
論伸長值偏差明顯超出技術(shù)規(guī)范要求。
（３）ＲＫＬＴ１７４０ －４、ＲＫＬＴ１７４０ －８、ＲＷＨ１６９０ －１、
ＲＫＬＴ１６８５ －９ 四束錨索出現(xiàn)鋼絞線斷裂及斷絲情況
的位置均處在孔口，且都在靠近錨墊板邊緣位置。經(jīng)
檢查鋼絞線斷裂裂口情況并結(jié)合現(xiàn)場錨夾具及錨墩鋼
墊板檢查得出鋼絞線斷裂的原因：錨索體安裝完成后
２８
黃　輝，等：錦屏水電站預(yù)應(yīng)力錨索張拉異常情況分析及處理措施２０１３ 年９ 月
灌漿前未在索體孔口段安裝鋼絞線限位隔離架或安裝
了但未符合質(zhì)量要求，導(dǎo)致鋼絞線在孔內(nèi)扭曲、錯位，
未與孔軸道平行。錨索張拉時，扭曲錯位鋼絞線與錨
墩錨墊板邊緣及錨具邊緣接觸產(chǎn)生折向“點”集中受
剪切力，當(dāng)張拉力達(dá)到一定程度時，鋼絞線因在張拉過
程中逐步因剪切受損，最終在一定剪切力下產(chǎn)生斷裂。
４　處理措施
４．１　異常錨索所處邊坡區(qū)域監(jiān)測數(shù)據(jù)分析
異常錨索所在邊坡區(qū)域共布置安裝有永久錨索測
力計３ 套，錨索完工驗收測力計２ 套，根據(jù)其監(jiān)測數(shù)據(jù)
并經(jīng)計算，得出各測力計錨固力累計變化情況。
（１）測力計ＰＲＷＨＱ －Ｒ３（安裝錨索ＲＢＨ１８２０ －
６）安裝１８０ ｄ 后錨固力累計損失７３．８ ｋＮ，損失率為
３．３５％（初始鎖定錨固力２ ２００ ｋＮ）。
（２）測力計ＰＲＷＨＱ －Ｒ４（安裝錨索ＲＫＬＴ１８００ －
４）安裝１３５ ｄ 錨索錨固力累計損失－９ ｋＮ，損失率
為－０．４３％（初始鎖定錨固力２ ０９３ ｋＮ）。
（３）測力計ＰＲＷＨＱ －Ｒ６（安裝錨索ＲＫＬＴ１７４０ －
５）安裝８４ ｄ 錨索錨固力累計損錨索錨固力累計損失
５９．９ ｋＮ， 損失率為２．７９％ （ 初始鎖定錨固力
２ １４７ ｋＮ）。
（４）完工驗收錨索ＲＫＬＴ１６８５ －２ 測力計安裝后
８ ｄ 內(nèi)錨固力累計損失４５．２ ｋＮ，損失率為２．１９％（初
始鎖定錨固力２ ０６３ ｋＮ）。
（５）完工驗收錨索ＲＫＬＴ１６８５ －１０ 測力計安裝后
８ ｄ 內(nèi)錨固力累計損失３５．３ ｋＮ，損失率為１．７４％（初
始鎖定錨固力２ ０２８ ｋＮ）。
由以上錨索測力計、完工驗收錨索測力計監(jiān)測數(shù)
據(jù)及安裝測力計錨索與張拉異常錨索分布可得：異常
錨索周邊區(qū)域均布置有監(jiān)測錨索及完工驗收錨索，各
測力計監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示錨固力損失及損失率均低于設(shè)計
要求標(biāo)準(zhǔn)，張拉異常錨索所在區(qū)域巖體變形極小，邊坡
處于穩(wěn)定狀態(tài)。
４．２　異常錨索處理措施
根據(jù)異常錨索原因分析、各錨索張拉運行情況，并
結(jié)合倒懸體施工具體情況及錨索測力計監(jiān)測數(shù)據(jù)分
析，對異常錨索進(jìn)行了處理。
（１）因ＲＫＬＴ１８１０ －１、ＲＫＬＴ１８００ －４ 錨索各鋼絞
線受力正常，錨索鎖定錨固力均符合設(shè)計要求，根據(jù)招
標(biāo)文件技術(shù)條款中明確的錨索張拉驗收以應(yīng)力控制為
準(zhǔn)的原則，將兩錨索按合格處理，并完成封錨施工。
（２）ＲＫＬＴ１７４０ －４、ＲＫＬＴ１７４０ －８、ＲＷＨ１６９０ －１
錨索各存在１ 根鋼絞線斷裂，其余鋼絞線均按照設(shè)計
應(yīng)力的１．１ 倍進(jìn)行張拉鎖定，張拉過程均正常且伸長
值滿足設(shè)計要求。ＲＫＬＴ１６８５ －９ 錨索存在１ 根鋼絞
線斷絲３ 股，其余鋼絞線均按照設(shè)計應(yīng)力的１．１ 倍進(jìn)
行張拉鎖定，張拉過程均正常且伸長值滿足設(shè)計要求。
將以上４ 束張拉過程斷絲錨索按照降低錨固級別至
１ ５００ ｋＮ 進(jìn)行處理，并完成封錨施工。
５　錨索張拉過程斷絲控制措施
（１）錨索張拉施工前，嚴(yán)格檢查錨墩鋼墊板是否
與錨索索體同軸心，如出現(xiàn)偏差，則必須進(jìn)行處理，避
免張拉過程中鋼絞線與鋼墊板或錨板接觸產(chǎn)生切割造
成斷絲破壞。
（２）嚴(yán)格按照作業(yè)要求進(jìn)行夾片錨具的安裝工
作，先將所有夾片安入錨板的錐孔內(nèi)，用套管將夾片平
整推入錨板錐孔內(nèi)；然后在張拉錨板的單根中心鋼絞
線（壓力表值控制在２ ＭＰａ），此張拉完成后檢查錨板
與鋼絞線是否軸向同心，如存在軸向偏差，立即進(jìn)行調(diào)
整直到同心為止。
（３）夾片完成后，在開始所有夾片預(yù)緊前，認(rèn)真仔
細(xì)地檢查所有夾片的平整度及是否存在“錯牙”現(xiàn)象，
調(diào)整好夾片的對稱性，確保三瓣夾片成于鋼絞線軸線
均勻布置。
（４）夾片安裝預(yù)緊按照“從錨板中心到周邊對稱
單根張拉原則”進(jìn)行初步張拉（此循環(huán)張拉壓力表控
制值為２ ＭＰａ），張拉完成后再次檢查兩端夾片的平整
度及均勻分布性，如存在“錯牙”，立即進(jìn)行調(diào)整。
（５）張拉過程中，嚴(yán)格按照升荷速率每分鐘不超
過設(shè)計應(yīng)力的１０％，卸荷速率每分鐘不超過設(shè)計壓力
的２０％進(jìn)行控制。
（６）鎖定張拉完成后及時檢查工作夾片是否出現(xiàn)
錯牙，如錯牙大于２ ｍｍ 則應(yīng)退錨后更換夾片重新進(jìn)
行張拉。出現(xiàn)錯牙后工作夾片對鋼絞線的咬合面積及
咬合力減少，可導(dǎo)致錨固應(yīng)力減少不能滿足設(shè)計要求；
如在分級張拉過程中出現(xiàn)錯牙嚴(yán)重，將可能直接導(dǎo)致
鋼絞線被切斷，出現(xiàn)張拉質(zhì)量及安全事故。
（７）張拉鎖定后鋼絞線在高應(yīng)力狀態(tài)下極易腐
蝕，對化學(xué)腐蝕非常敏感。張拉完成后，在錨索完工驗
收或監(jiān)測錨索數(shù)據(jù)顯示預(yù)應(yīng)力損失達(dá)到設(shè)計要求之
前，不得將外露鋼絞線切除；將張拉前剝除的ＰＥ 套重
新套在鋼絞線上；外露鋼絞線捆綁好后用防水彩條布
進(jìn)行密實包裹，不得有油污及其他雜物與鋼絞線接觸。
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