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预应力锚固技术的新发展

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预应力锚固技术的新发展

发布日期:2018-09-28 作者: 点击:

预应力H型锚固体系技术由于可以充分调动围岩的固有承载能力,改善围岩和结构的应力状态,所以得到了迅速的发展和广泛的应用,主要表现在以下几方面。


(一)基础加固的应用


大坝或其它建筑物的地基中,往往存在对坝基稳定有一定影响的软弱结构面,或者由于坝基岩体软弱、破碎,使大坝或其它水工建筑物的抗滑稳定安全系数降低。加大正应力,进而增强其抗滑稳定性,采用预应力锚杆是经济、有效的加固措施之一。


国外于20世纪40年代就开始应用预应力锚杆加固坝基。例如阿尔及利亚的舍尔法坝、美国的密尔顿湖坝、摩洛哥的拉勒泰克豪斯特(LallataKerh0ust)坝等,都采用预应力锚杆增加大坝与坝基的摩擦力以提高其稳定性。


我国应用预应力锚杆技术加固地基始于20世纪60年代,水电系统是应用预应力锚杆最早的部门。例如,梅山水库大坝,坝高88.24m,1962年由于坝基断层,裂隙发育,完整性很差,再加上缓倾角节理的存在,造成右岸坝头和坝基不稳定,抗滑安全系数仅为0.95。为此采用了预应力锚杆进行加固,安装预应力锚杆110根,施加预压应力277140kN。加固后,坝基抗滑稳定安全系数提高到1.05,满足了大坝稳定要求,同时减少了渗漏量。又如麻石支墩大头坝基础,共安装预应力锚杆99根,施加的P型锚具锚固力为220500kN;双牌溢流坝下游,共安装预应力锚杆274根,提供锚固力893750kN;丰满大坝共布置361根预应力锚杆,提供的总锚固力为707250kN,在51坝段安装了6000kN级大吨位预应力锚杆。


此外,还有石泉等大坝基础,也相继采用了预应锚杆进行加固。除大坝地基以外,一些闸室、导墙,也采用预应力锚杆抵抗上浮力或抗倾覆。


(二)坝体加固的应用


为满足防洪、取水或增加发电量的需要,有时需对已建坝体进行改造、加高。坝体加高后,如何解决坝体抗滑稳定,是一个很重要的问题。通过预应力锚杆对坝体提供足够的正应力,是解决坝体稳定的重要途径之一,也是十分经济的办法,由于运行或其它原因,已修建的水工建筑物出现裂缝和其它局部破坏,影响工程的安全运行,需要采取加固补强措施,应用预应力锚固技术也是非常简便可行的方法。例如丰满水电站建成于20世纪40年代,已运行50余年,坝体混凝土老化,质量变差。近几年,为提高坝体混凝土质量,除采用灌浆补强外,还对坝体进行了加高、加厚,并在上游增设防渗面板等处理措施,为解决防洪和减少弃水,还提高坝顶高程1.2m,并采用了预应力锚固技术。预应力锚杆施工不仅从廊道伸向坝基,还有部分锚杆从坝顶垂直伸人到坝基。单根锚杆施加预应力达6000kN,锚杆长度达61.2m,是我国目前单根张拉力最大并且长度最长的预应力张拉设备锚杆,对提高坝体稳定性起到了至关重要的作用。


又如,楼窝水库采用了124根600kN级预应力锚杆加固了坝体裂缝;潘家口水库则采用9根3000kN级预应力锚杆加固了197.Om高程的裂缝,有效地抑制了水平裂缝的发展;白山水电站也在347.5m高程用26根600kN级预应力锚杆有效地加固了平行坝轴线的贯穿。15坝段的裂缝,保证了按时下闸蓄水。


(三)压力隧洞环形锚束的预应力衬砌


压力隧洞中,由于衬砌将承载较高的内水压力,在内水压力作用下,衬砌将出现较大拉应力。这是普通钢筋混凝土衬砌所不能容许的。为了改善衬砌结构的工作状态,减小衬砌厚度,只能采用预应力结构。目前我国为使衬砌形成预应力,一种方法是对围岩及衬砌进行高压预应力灌浆,例如白山高压引水隧洞的高压灌浆式预应力衬砌;另一种方法是采用环形锚束对衬砌施加预应力,例如隔河岩压力引水隧洞和天生桥一级压力引水隧洞。小浪底排砂洞在总结隔河岩环锚预应力衬砌经验的基础上,对环锚预应力衬砌结构进行了改进,通过室内外1:1的模型试验研究和现场模拟试验,已成功应用于工程实践。


小浪底排砂洞应用环形锚束施加预应力的总长度为2169m,洞径6.5m,衬砌厚度650mm。采用无粘结预应力锚束双环布置,每束由8根7X声5钢绞线组成,共4320束,每束张拉力为1674kN,材料强度利用系数为0.05。实测结果表明,无粘结预应力筋的摩擦系数为0.032,张拉时千斤顶和偏转器的预应力损失为12%,衬砌中获得了较均匀的预压应力,其外围平均压应力为5.15MPa,内圈平均压应力为7.16MPa。


本文网址:http://www.kfyuhua.com/news/406.html

关键词:预应力锚固,技术的新发展,开封豫华

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