水工隧洞预应力混凝土衬砌锚束施工导则

DL／T 5083-1998

中华人民共和国电力行业标准

水工隧洞预应力混凝土衬砌锚束

施工导则

DL／T 5083-1998

条文说明

主编部门：葛洲坝集团长江预应力工程公司

批准部门：中华人民共和国电力工业部

中国电力出版社

1998 北京

目 次

1 范 围

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4 总 则

5 一般规定

长江委信息研究中心馆藏 6 预应力钢绞线与锚具

7 成孔与成槽

8 锚束制作与安装

9 张 拉

防 护

试验与观测

质量与安全

验 收

2

10 11 12 13 水工隧洞预应力混凝土衬砌锚束施工导则条文说明

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1 范 围

1．0．1 本导则是适用于水工压力隧洞，一般HD值在1000以上。但在不良的地质条件下，围岩承载能力低或遇水后恶化，导致山体坍塌，可通过技术经济比较后采用。

1．0．2～1．0．4 水利水电工程其他的一些预应力混凝土工程（如：调压井、闸门井、压力钢管以及辅助企业的骨料罐、储油罐、水池等）施工时可参照执行。

4 总 则

4．0．1 制订本导则的目的在于规范水工隧洞后张预应力混凝土衬砌环向锚束施工，使该项技术在我国水利水电工程建设中进一步推广和发展。

4．0．2 现代预应力工程是在不断的发展，所用的材料、技术、工艺、设备都将不断更新，因而在使用“四新”前须经过试验、论证和鉴定，同时报请有关部门批准。

4．0．4 在预应力工程实施过程中除符合本导则的各项条款外，还应满足我国现行的有关规范。

5 一 般 规 定

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5．0．1 锚束施工前应编制施工工艺程序，其目的是为了确保锚束施工质量和加快工程施工速度。

5．0．2 为确保锚束的预留孔道，排气管及喇叭管等埋件安装质量，在混凝土浇筑前必须对埋管接头的密封性和安装牢固性严格进行检查验收。在混凝土浇筑过程中应有有效措施确保孔道畅通。

5．0．3 孔道、排气管的通畅检查，是锚束安装前必不可少的一次重复性检查，其目的是保证穿束张拉和封孔灌浆的质量。

5．0．5 一般混凝土衬砌回填灌浆，固结、帷幕灌浆须在锚束封孔灌浆后进行。但亦有由于混凝土衬砌圈拱顶脱空，围岩承载能力差，必须先进行回填灌浆或固结灌浆。为了防止浆液渗入管内而产生堵管，故在灌浆过程中对预留管道进行注水平压，这种措施是行之有效的。

5．0．6 由于预应力工程技术较为复杂，工艺要求严格，凡参加此项工作的人员，在工程开工前都必须进行技术培训。特别是在使用新技术、新工艺、新材料及新机具的情况下尤为重要。其目的在于熟悉安全操作规程，全面掌握施工技能和国家有关法令、法规，确保预应力工程的施工质量。

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6 预应力钢绞线与锚具

6．0．1 预应力钢绞线及锚具应按设计图纸技术标准进行采购。采购前应对供货商进行资质审查，以便确定合格的供货商。

供货商应提供预应力钢绞线的质量保证书及合格证（其内容有：钢材化学成分、极限抗拉强度、屈服强度、伸长率、弹性模

量；预应力钢绞线的直径及面积；松弛级别）。

对无粘结预应力钢绞线供货商还应提供PE外包层及建筑油脂的有关技术资料。

供货商应提供有关锚具的各项技术指标。

6．0．3 对进场的预应力钢绞线和锚具把好入库关，是全面质量控制必不可少的一环。主要是外观检查、力学性能验证。预应力钢绞线的外观检查：从每批盘数中任意选取10％盘（不少于3盘），表面不得有裂纹、小刺、劈裂、机械损伤、氧化铁皮、油迹等；力学性能试验：如抗拉强度或伸长率的试验结果其中一项不符合GB／T5224—95标准即认为不合格。须进行复验。复验时应从未取样的盘中加倍取样，如仍有一个指标不合格，则该批预应力钢绞线为不合格品。

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锚具外观检查：应从每批中抽10％且不少于1O套进行检查。如有一套表面有裂纹和尺寸超过允许误差，则应另取双倍数量重作检查，如仍有一套不符合要求，则应逐套检查，合格者方可使用。硬度检查：应从每批中抽取5％且不少于5套，对其中有硬度要求的零件作硬度检验（夹片：每套至少抽取5片）。每个零件测试3点，其硬度应符合设计要求，如有一个零件不合格，则应另取双倍数量重作检验，如仍有一个零件不合格，则应逐个检验，合格者方可使用。

7 成 孔 与 成 槽

7．1 成 孔

7．1．2 一般锚束均布设在混凝土衬砌圈轴线外侧，混凝土衬砌厚度超过 50cm以上，当架立筋难以作为波纹管的支架，特别是在预留槽两端过渡段必须有专用的导向筋作为定位、挂管之用。要求导向筋有一定的刚度，一般采用φ18mm～φ22mm。

7．1．3 由于金属螺旋管管壁较薄，安装时不允许用焊接固定，只能采用绑扎法固定。

7．1．4 本条规定的目的在于减少张拉时摩阻损失，并使衬砌圈受力均匀，其安装精度标准应由设计确定。

7．1．7 当衬砌圈混凝土底边拱与顶拱分开浇筑时，则钢筋绑扎可能分开，在此情况

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下锚束的管模亦须分开安装。此时应将管口加盖封堵，以免杂物、污水进入管内。

7．2 成 槽

7．2．3 本条规定的目的在于防止锚束张拉时受剪，实践表明一般垂直角偏差不得超过O.5°。

7．2．4 为保证拆模时槽口边缘混凝土不受伤，故作了强度的规定。孔口封堵的目的是为避免杂物、污水进入管内。

8 锚束制作与安装

8.1 锚 束 制 作

8．1．1 尽管在预应力钢绞线进场入库时作了检验，但在制束前仍

须作力学性能试验，这主要是由于储存过程中受环境影响，可能导致材质的降低，复查验证是必要的。试验方法是：在每捆预应力钢绞线任意端截去0．5m后，再取其1m长，先作公称直径、面积检查，然后作力学性能试验（包括极限抗拉强度、延伸率、弹模），验证是否符合设计要求。无粘结锚束还须检验表层破损情况及油脂有否泄漏。

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8．1．2 一般预应力钢绞线是高碳钢冷拔制成，其材性变脆，因而在张拉过程中接头处容易发生脆断，故不得存有接头。同时还规定不得用任何连接器接长，因为在张拉时它使束体内部和束体与孔壁的摩阻力增加。

8．1．4 孔道长度调整系数k值与洞径、孔道管及束体布置有关，可通过放大样确定。

8．1．5 多根预应力钢绞线锚束采用编帘法或梳齿板法制作为宜，编束时理顺预应力钢绞线的走向，不仅减少长度误差，而且有利于束体之间应力的均匀分布。把预应力钢绞线一头对齐分根编号扎紧，目的是为避免交叉乱束。

8．1．6 限制每平方米堆放的重量，其目的在于防止锚束过分挤压。

8．2 安 装

8．2．1 锚束的运输可根据道路条件、束体长度、运距等情况确定其方式。但在运输中均应严防撞击和扭曲，其目的在于避免散束和受损。

8．2．2 因洞内较为潮湿，锚束进洞后不得任意堆放，应将其置于作业区段临时搭设的工作台上等候安装。

8．2．3 穿束前孔道管的清洗宜用0．2MPa风水互换冲洗，最后用0．2MPa的压

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缩空气吹干，目的在于将孔道内壁粘附的污物和拱底的积水清除掉，以便达到顺利穿束及避免锚束浸泡在水中的目的。

8．2．5 锚束安装方式，可采用拉穿法或推穿法，一般宜选用拉穿法。所谓拉穿法是利用牵引索将锚束从预留槽上方俯孔穿进，下方仰孔拉出。穿束可用人力牵引或机械牵引，机械牵引既省力又可靠，速度又快。

8．2．7 无粘结锚束其本身具有防腐性能，它的最大优点在于事先不必采取埋管造孔，而且免去封孔灌浆，方便施工，节省费用。无粘结锚束可直接绑扎在衬砌圈外层分布筋和架立筋上。

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9．2．8 在锚束张拉过程中为了克服孔道的摩阻和预应力钢绞线的松弛、徐变等引起预应力的损失，而采取超张拉持荷稳压措施是很有效的，一般超张拉力不得超过预应力钢绞线的弹性应力。由于环锚张拉锁定后束体仍有应力调整的过程，故本导则推荐最大张拉力或超张拉力为预应力钢绞线标准强度75％是合适的。

隔河岩水电站引水隧洞预应力混凝土衬砌HM锚固体系最大张拉控制应力为80％标准强度，群锚体系最大张拉控制应力为75％标准强度。

9．2．9环形锚束，由于孔壁摩阻力大，宜采取不间断缓慢张拉，但应分级加荷使锚束体受力均匀。当加荷至设计张拉力或超张拉力时，持荷稳压时间不得少于5min，方能回油卸荷锚固，使预应力损失得以补偿。

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9．2．10衡量锚束张拉效果和操作是否正常，通常以压力表读数与实测伸长值作为校校进行双控。当实测伸长值与理论计算值超过1O％或小于5％，都属于不正常，前者可能因锚具出现问题，后者可能由于束体受卡阻或是张拉机具故障所致。当出现异常情况时应立即停机查清原因，并在消除后再恢复作业，此外，在锁定时应量测其回缩值，正常情况下为5mm，如有超差应查明原因。

9．2．12 锚束张拉时，每级加荷时间与达到设计张拉力或超张拉力后持荷稳压时间的规定，目的在于使锚束体有充分调整应力的时间。至于分级加荷时间的长短，应根据锚束体长度、设计张拉力大小来定，锚束体长、张拉力大，则时间长，反之则短。

9．2．13 外露预应力钢绞线留长的规定，目的是为了更好地保护锚固区，一般为30mm，这是一个经验数据。

9．2．14 当锚束张拉完毕后，即可进行预留槽混凝土回填。但由于某些原因不能及时回填混凝土，为了防止高应力状态下的预应力钢绞线腐蚀，必须采取临时防护措施。

10 防 护

10．1 预留槽混凝土回填

10．l．1 预应力钢绞线在高应力状态下容易产生应力腐蚀，故锚束张拉后应尽快回

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填预留槽混凝土，以便进行封孔灌浆。

10．1．3 衬砌圈内层过槽钢筋焊接时，必须采取隔热和防电火花的措施，以免造成锚固失效和仪器引伸电缆线被灼伤。

10．1．4 预留槽混凝土回填是预应力锚固区防护的重要一环。因此，在槽内清洗干净后，应充分湿润方能浇筑混凝土，其目的在于新老混凝土的良好结合。72h湿润的规定是混凝土工程中保证二期混凝土浇筑质量的措施之一。

10．1．6 一般二期混凝土回填前，为使新老混凝土结合好，故在老混凝土表面涂刷浓水泥浆。在预留槽回填混凝土时，槽内壁面涂刷浓水泥浆或环氧水泥浆尤为重要。倘使新老混凝土之间拉开将会影响锚固区的防护效果。

10．1．7 对预应力钢绞线无害的膨胀剂国内常用的有UEA。

10．1．8 预留槽回填混凝土收浆后应进行湿养，其目的在于防止早期表面产生塑干性缩裂缝和新老混凝土结合面拉开。

10．2 封 孔 灌 浆

10．2．1 预留槽回填混凝土7d的龄期，一般都能达到设计强度的5O％，届时即可

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进行锚束封孔灌浆。清江隔河岩水电站引水隧洞锚束施工经验表明，这一规定是合适的。如果当时的气温稍高，亦可适当缩短时间，这应根据回填混凝土强度增长情况而定。

10．2．2 封孔灌浆时，应先用压力水进行洗孔，目的在于将孔内杂物清洗干净，并起湿润作用，同时亦兼作检查灌浆孔道是否通畅。压力水冲洗后必须用压缩空气将孔内水吹干，特别是底拱部分不得存有积水和杂物，以免影响灌浆质量。

10．2．3 封孔灌浆用的水泥，主要考虑能充填管腔和锚束所有的空隙，故要求水泥颗粒越细越好。浆液的稳定性、流动性要好，浆液3h的析水率在2％以内，结石透水性应低于衬砌圈混凝土的透水性。

10．2．4 为增加可灌性，浆液中可掺适量的外加剂。但外加剂中不得含有氯化物、硫化物、以及硝酸盐等对锚束有害的成分。

10．2．5 封孔灌浆浆液的水灰比控制在0．4～0．45，则相应管内浆液比重≥2，这样既可减少拱顶处管内的沉缩量，又能达到灌浆的密实度；实践表明O．4MPa～0．5MPa浆压是合适的。

10．2．7 本条与7．2．8条联用。封孔灌浆质量是否合格须通过现场压浆检查才能作出评价。检查方法应采取压浆式检验法，这是一种填压式的检验法，以吃浆不吃浆来衡量，

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一般在灌浆结束后1h～2h内进行，使用灌浆浆液的水灰比、浆压与7．2．5相同；5％检查孔的数量是引用坝工固结灌浆的规定。

10．2．9 灌浆管、排气管管道的割切深度，是指距表面的深度而言，其目的是为了防止管壁腐蚀而影响预应力工程的使用年限。或采用预埋套管，待灌浆结束后取出套管，其孔穴用预缩砂浆填平。

11 试 验 与 观 测

11．1 试 验

11．1．1 性能试验的目的在于验证设计、拟定的施工工艺是否合理可靠。凡预应力工程在施工前均应进行此项试验，通过试验来调整设计参数和完善施工工艺。性能试验应与工程实际相同的条件下进行。隔河岩、小浪底水利水电工程在洞外作了试验，隔河岩、天生桥一级又在洞内作了生产性的试验。实践表明性能试验无论是对设计还是施工都具有十分重要的指导意义。锚具的性能试验，均由供货厂商进行，不列为本导则规定的试验范围。

11．1．2 受力性能试验锚束数量可按工程规模而定，最少不得少于3组。清江隔河岩水电站引水隧洞在洞内、洞外均进行了试验，其中洞内作了20束（HM锚8束，群锚12束）；天生桥一级水电站引水隧洞共作了HM锚15束；小浪底水库排沙洞在室外作了无

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粘结锚束的试验，都取得了很好的效果。

11．1．3 试验所用的锚束、张拉机具和施工工艺都应与工程实际相符，其试验成果才有可比性和指导意义。

11．1．4 性能试验时张拉力以测力计读数为准，但伸长值仍作为校核的手段。故在试验前测力计、压力表及千斤顶三者须配套标定。

11．1．5 在性能试验时判断张拉作业是否符合质量要求，主要以各级荷载下锚束的应力与应变是否和计算值相吻合，故在各级荷载下都须测其伸长值。在锁定时还应测量回缩值，以检验锚固时预应力的损失。

11．1．6 见9．2．9条文说明。

11．2 观 测

11．2．2 在衬砌圈混凝土浇筑过程中为确保观测设施不受损伤，应有专人进行监护，还需防止混凝土直接撞击和振捣器触及管模或无粘结锚束导致其移位、变形。

11．2．3 施工期观测即从锚束张拉完毕开始至工程竣工移交为止。工程竣工后交由运行单位继续观测。根据已建的预应力工程实践表明，锚束张拉锁定后头几个月预应力损失

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较大，一年后逐渐递减，两年以后预应力损失基本终止，趋于稳定状态。故张拉锁定后第一个月内每日观测3～4次；2～3个月内每日观测2次；4～6个月内每月观测6次；7个月～l年内每月观测2次；l年以后每月观测1次。本导则规定观测期限为5年。

12 质 量 与 安 全

12．l 质 量

12．1．3 为进行科学组织、有序施工，锚束施工准备阶段项目总工程师应组织编制施工组织设计和质量安全措施，并对全体施工人员进行技术交底是极为重要的，其目的是使所有参加项目施工的人员明确整个工程的安排，拟定的施工方案、工艺要求以及确保质量、安全的措施。

12．1．4 锚束张拉和封孔灌浆工序是整个预应力工程成败的重要环节，因而专职质量检查人员、监理工程师必须在施工现场跟班检查，发现问题及时与有关人员共同研究解决、确保施工质量。

12．2 安 全

12．2．1 制定安全操作规程和作业指导书，其目的在于确保预应力锚束施工安全。张拉机具均属液压设备，一旦出事即可伤人，故必须采取严密有效的防护措施，以防设备和

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人身事故的发生。

12．2．2 锚束张拉操作平台车，应选型购置或自行设计制作，投入使用前需经施工单位安全部门鉴定认可，特别是张拉过程中万一发生事故，其后果是不堪设想的。因而对此条规定要有足够的

重视。

12．2．3 张拉机具全是液压设备，高压管路较多，若光线暗淡，一些事故隐患不易发现；空气混浊影响工人身体健康，因此，作业区须有充足的照明和通风防尘安全措施。

12．2．4 锚束安装时确有一定的危险性，为保证作业安全，在穿束时不得有其他工种同时进行作业。

12．2．5 锚束张拉机具属液压设备，作业时压力较大，一旦出事即可伤人，故在张拉作业前对机具作全面检查以及空车运转是必要的。应根据工程具体情况，在作业指导书内作出明确规定。

13 验 收

13．0．2 验收必备条件是根据SDJ275《水电站基本建设工程验收规程》以及参考

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有关预应力锚束施工实际验收情况制定的。

13．0．3 竣工验收应提供的文件资料既是工程的技术档案又是史料，应是全面、完整、准确、真实的，必须按合同规定提供。

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