桥巩水电站船闸闸室段左边坡预应力锚索设计与施工

　　1 概述

　　桥巩水电站是红水河规划的第9 个梯级电站，距来宾市区约40km，距来宾市迁江镇约1km。大坝最大坝高为63. 6m，坝顶长度为732. 0m。坝址控制流域面积为12. 9 万km2，水库正常蓄水位为84. 0m，死水位为82. 0m，水库总库容为9. 03 亿m3。电站共安装8 台单机容量为57MW 灯泡贯流式水轮发电机，总装机容量为456MW，保证出力为195MW，多年平均发电量为24. 0 亿kW·h。该电站是一座以发电为主，兼有航运、灌溉等综合效益的大型水电工程。

　　船闸布置于枢纽左岸，船闸主要由上游引航道、上闸首、闸室、下闸首、下游引航道等组成。

　　本文主要论述船闸闸室第3 ～ 6 段左侧边坡预应力锚索设计及施工。

　　2 预应力锚索的设计

　　预应力锚索加固岩体就是将锚索插入预先钻好的孔内，一端固定在滑动面或潜在滑动面以内的稳定岩体内，另一端固定在岩体表面，然后通过张拉对锚索施加预应力。预应力锚索可对岩体施加围压，改变岩体的应力状态，提高岩体的弹性模量和强度。预应力锚索加固边坡的实质是使预应力锁固于岩体中，从而增加岩体的抗滑力或减少滑动力，达到稳定岩体的目的。

　　2. 1 预应力锚索的选择

　　边坡防护一般有挡土墙、抗滑桩、预应力锚索等几种常用的防护方案。对高边坡(一般大于8. 0m 的边坡) 支护采用预应力锚索加固方案，具有较为明显的优势。

　　采用预应力锚索可以针对边坡岩体破碎情况、位置进行局部加固，也能对边坡的整体稳定性进行系统加固，容易满足工程要求。

　　采用预应力锚索治理边坡的优点是[2]: 其一，一般可紧随土石方施工，可边施工边加固边坡; 其二，预应力边坡锚索可有效利用岩体自身的承载力。在因地制宜合理的采用锚索结构的条件下，就可以采用相对较陡的边坡坡度，减少土石方开挖方量，加上预应力边坡锚索在结构上所占空间很小，可减小开挖宽度，从而可以较大幅度地减少开挖工程量。

　　边坡锚索施工可根据工程的施工进度，逐段、逐点施工，施工安全威胁较小。

　　2. 2 预应力锚索的设计

　　预应力锚索的孔位立视见图1。在处理船闸闸室3～ 6 段左边坡深层滑动面时，根据地质专业提供的资料，假设裂隙面以上岩体为刚体，沿裂隙面滑动，裂隙面与水平面成18°。船闸闸墙外侧最后还要进行石渣回填。按采用锚筋桩与锚索2 种方案计算。最后得出如果采用锚筋桩则需要100 根，每根由3 根Φ32HRB335级钢筋组成; 如果采用预应力锚索，则需要45 根，每跟锚索设计拉力为3 000kN。在进行了2 个方案的投资对比后，发现锚索投资比锚筋桩的要少。而且，根据工地实际情况，靠近闸墙的边坡处有施工门机，门机轨道占据整个闸室长。施工门机在船闸工程结束后才能拆除，而边坡稳定问题必须在施工期就解决。而且锚索施工工期要比锚筋桩的短。最后，决定采用预应力锚索对边坡稳定进行加固。闸室3 ～ 6 段合计长70m布置了2排共45 锚索，排距为2. 3m，间距为3. 1m，错开布置。每根锚索长为25m，由无粘结钢绞线、锚具、钢垫板、导向钢管及导向帽等组成。每根锚索是20 束单根锚索组成，每根锚索有7 根钢绞线。