排水渡槽.doc

排水渡槽
预应力槽身
张拉及压浆施工方案

目 录
1 工程概况 1
2 编制依据 1
3 准备工作 1
4 操作工艺 2
4.1钢绞线下料、编束 2
4.2预应力张拉 3
5 张拉控制 4
6断丝、滑丝的处理 5
7 孔道压浆 5
8 资源配置 8
8.1 机械设备配置表 8
8.2 劳动力资源配置 8
9 文明施工与环境保护 8

1 工程概况
矿务局南沟排水渡槽为现浇槽身，全长78m，共3跨，每跨为26m，为后张法现浇预应力砼组合槽身。混凝土设计标号为C50W6F150，场区地震的峰值加速度为0.05g，基本烈度为Ⅵ度。预应力钢筋采用Φs15.2mm钢绞线，后张法施工，预应力钢绞线在浇筑完毕后达到设计强度100%后，且混凝土龄期不小于14d时，方可张拉预应力钢束，采用两端对称张拉。
预应力钢筋采用φs15.2高强度低松弛钢绞线，公称面积139mm2,抗拉标准强度=1860MPa，弹性模量EP=（195±10）GPa，张拉控制应力1395Mpa。管道采用金属波纹管成型。锚具采用M15型系列锚具，符合技术标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T14370-2007)的要求。管道压浆采用大于50MPa的水泥浆，外加剂采用膨胀剂和减水剂，活塞式压浆泵
2 编制依据
（1）南水北调中线一期工程总干渠沙河南～黄河南（委托建管项目）禹州长葛段第三施工标段招、投标文件及答疑文件；
（2）南水北调中线一期工程总干渠沙河南～黄河南（委托建管项目）禹州长葛段第三施工标段矿务局南沟排水渡槽设计施工图纸；
（3）《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T 5224-2003）；
（4）《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T 14370-2007）；
（5）南水北调中线干线工程南水北调中线干线工程预应力设计、施工和管理技术指南（NSBD-ZXJ-1-01）；
（6）公路桥涵施工技术规范（JTG/TF50-2011）。
3 准备工作
（1）设备及材料
① 设备：张拉设备为WP25519型穿心式液压千斤顶2台及配油压压力表张拉施工；YBZ2×2-50A活塞式压浆泵一台，真空泵一台，砂轮切割机一台，各机械设备状态良好。
千斤顶及压力表经校验，确定了油压千斤顶的实际作用力与油压表读数的关系，得出其线形回归方程。
② 钢绞线、夹具、锚具：按使用计划进场，外观检查符合要求；合格证、材质证明齐全；进场后入库垫高存放，严禁露天存放，锈蚀的原料严禁使用。并按规范要求频率送检，检验合格后方可使用。
③ P·O52.5水泥、DH11膨胀剂的合格证、材质证明齐全；见证取样检验合格。
（2）人员
在槽身张拉前，对施工人员应进行技术交底及安全培训：
① 施工现场应具备经批准的张拉程序和现场施工说明书。
② 现场已有具备预应力施工经验和能正确指导操作的技术人员。
③ 锚具安装正确，混凝土强度达到设计强度的100%（且混凝土龄期不少于14d）。
④ 槽身钢束张拉顺序为：N2→N3→N1。
⑤ 施工现场已具备确保全体操作人员和设备安全的必要预防措施。
（3）施工前检查
根据设计图纸要求，槽身混凝土达到设计强度的100%且龄期不小于14d，方可进行预应力钢束张拉作业。因此，在张拉前要检查槽身混凝土强度，尤其是最后浇筑的部位，确保符合设计图纸要求。
4 操作工艺
4.1钢绞线下料、编束
下料编束场地要平整干净（或铺彩条布）钢绞线下料前先将钢绞线卷放在自制的放线架中，再将铁皮剪断，然后人抓住钢绞线一端，将钢绞线缓缓拉开（注意不使钢绞线产生有害变形，对有害变形的部分必须除掉），钢绞线下料用砂轮切割机切断，以确保钢绞线齐整不散头。严禁用电、气焊切割，以防热损伤。
将下好的钢绞线放在工作台上，据设计编制成束。要求编束一定要绑紧，钢绞线要顺直，根与根之间不得相扭。
穿束前将压浆孔及锚垫板上的混凝土灰浆清理干净，孔道用空压机向孔内吹气将杂物吹出。采用人工穿束，为防止钢铰线捅破波纹管同时减少钢铰线与孔道的磨擦，可在钢绞线端头用胶带包裹进行穿束。
穿束前将钢绞线理顺，严禁束与束之间交叉错位。
4.2预应力张拉
槽身钢束张拉时两端对称、均匀张拉，采用张拉力与引伸量双控。
（1）安装张拉设备
① 先搭设支撑架，管道两端各安装1个千斤顶，用倒链将千斤顶悬挂到张拉位置，千斤顶中心应与锚垫板孔中心对准。
② 张拉前在梁端搭设钢管支架，采用人工配合倒链的方法将千斤顶安装到位，倒链挂在钢管支撑架上。
③ 按图纸确定的张拉顺序，安装工作锚，使张拉孔的钢绞线穿入工作锚相对应的孔中，随后安装上夹片、安装限位板、千斤顶和工具锚；
④ 千斤顶垂直于锚垫板，各接触部位间要贴紧，将工具锚打紧。
（2）张拉操作工艺
① 槽身混凝土强度达到混凝土强度设计等级100％后，且混凝土龄期不少于14d时，方可张拉钢束，张拉时采用张拉应力和伸长量进行双控，即以张拉力控制为主，伸长量作为校核。
② 张拉程序为 0→初始应力0.1σcon→0.2σcon→0.35σcon→0.6σcon→0.85σcon→1.03σcon（持荷5min）锚固。σcon为张拉控制应力，σcon=1395MPa。
张拉加载与卸载应缓慢、平稳、匀速，加载速率每分钟不应超过0.1σcon，卸载速率每分钟不应超过0.2σcon。
③ 张拉过程：
1）安放锚板（工作锚），把夹片装入锚板，再将短钢管套在钢绞线上，沿着钢绞线把夹片敲击整齐,然后装入限位板。
2）安装千斤顶，使之与孔道中心对位。安装工具锚，夹紧钢绞线，务必使钢绞线顺直无扭结。

3）千斤顶缓慢进油至初始油压，在此过程中要拨正千斤顶，使千斤顶与锚具对中，管道、锚具、千斤顶三者同心，偏差不得大于2mm。
4）开启油泵，待油路无气泡时方可张拉。张拉时用穿心式千斤顶在两端同时张拉，在张拉的过程中两端千斤顶的拉力和伸长量不能相差太大。
5）在整个张拉过程中，要认真检查有无滑丝、断丝现象。滑丝、断丝现象如果发生在锚固前,立即停止张拉,处理后再重拉。如果发生在锚固后，可用千斤顶把钢绞线在一端放松后更换钢绞线重新张拉。张拉过程中，夹片出现磨损时，应立即更换。预应力筋张拉锁定后，夹片错牙不应大于2mm，否则应退锚重新张拉。
6）锚固后夹片外露量不大于4mm，且平齐，夹片不得错牙并在夹片与锚圈、夹片与钢绞线啮合处划线标记，以便检查有无夹片跟进或钢绞线内缩。当确认无滑丝、断丝现象方可割束，随后封锚头并进行孔道压浆和封锚处理。
5 张拉控制
（1）渡槽槽身单跨孔长为26m混凝土槽身：
单跨槽身预应力钢束明细表
钢束
编号
规格（mm）
下料长度（mm）
束数
（束）
共长
（m）
单位重
（kg/m）
共重
（kg）
引伸量△L
(mm)
N1
7Фs15.2
26200
6
1100.4
5.505
1211.54
88.6
N2
8Фs15.2
26200
2
419.2
5.505
461.54
88.6
N3
8Фs15.2
26210
2
419.36
5.505
461.72
87.6
槽身混凝土达到100%设计抗压强度，且龄期14d后，外观和几何尺寸符合设计要求，经监理工程师同意，方可进行预应力张拉施工。张拉顺序为N2 N3 N1。其中N1共有6孔，采用跳孔的方式进行张拉。
（2）张拉控制计算：
张拉控制应力：σcon=0.75×fpk=1860×0.75=1395Mpa，抗拉强度标准值fpk=1860Mpa。
① 控制张拉力
单股：F1=1395Mpa×139㎜2=193.905kN
② 计算控制张拉力
7股：F7=193.905kN×7=1357.335kN
8股：F8=193.905kN×8=1551.24kN
③计算控制张拉应力及对应的表盘读数
编号
压力表号
回归方程
股数
对应的表盘读数P(Mpa)
0.1σcon
0.2σcon
0.35σcon
0.6σcon
0.85σcon
1.03σcon
1#
L.06.4262
P=0.01433F+0.32
7
2.27
4.21
7.13
11.99
16.85
20.35
8
2.54
4.77
8.10
13.66
19.21
23.22
2#
11.05.12.2908
P=0.0144F+0.99
7
2.94
4.90
7.83
12.72
17.60
21.12
8
3.22
5.46
8.81
14.39
19.98
24.00
初应力值：两端张拉油泵同时启动，监护千斤顶的工作人员，与两端油泵司机密切配合，确保锚具对中良好。初应力为0.1σcon，张拉到初应力时测量两端油缸的伸长量分别为A1、A1’。张拉应力为0.2σcon时测量两端油缸的伸长量分别为A2、A2’。张拉应力为0.35σcon时测量两端油缸的伸长量分别为A3、A3’。张拉应力为0.6σcon时测量两端油缸的伸长量分别为A4、A4’。张拉应力为0.85σcon时量得两端油缸的伸长量分别为A5、A5’。当张拉应力为1.03σcon时量得两端油缸的伸长量分别为A6、A6’。
实际伸长量：L=［（A2+A2’）-（A1+A1’）］+［（A6+A6’）-（A1+A1’）］
理论伸长值：详见槽身预应力钢束明细表。
实际伸长值L与理论伸长值△L的误差应控制在±6%以内，否则暂停张拉，查找原因妥善处理后继续张拉。施工技术人员在张拉过程中认真填写张拉施工记录。
6断丝、滑丝的处理
在张拉过程中，发生断丝超过规范标准时，要停止张拉。在完全卸载后，更换钢绞线，再重新张拉。
当发现有夹片有滑丝时，要停止张拉。待更换滑丝后，再重新按照初始张拉的程序进行张拉。
7 孔道压浆
预应力筋张拉后，孔道尽早压浆，一般在48h内完成孔道压浆，以免造成钢绞线锈蚀。如因特殊情况不能及时灌浆，则采用相应保护措施，保证锚固装置及预应力筋不被锈蚀。
压浆程序：封锚头→压浆设备安装调试→拌制水泥浆→真空辅助压浆。
(1)封锚头：在封锚头前，确认钢绞线无滑丝、断丝现象方可割束，外露钢绞线切断处距夹片尾为3cm。将锚板、锚垫板及外露的预应力筋表面应涂抹环氧树脂后，用无收缩环氧水泥砂浆（强度等级不低于结构混凝土强度等级）将锚具密封。钢束切割采用砂轮切割机作业，严禁使用氧焰切割。
(2)压浆设备安装调试：将压浆设备安装完成，连接处紧密，并进行试运，确保运行良好。
(3)拌制水泥浆：水泥、外加剂倒入灰浆机拌制水泥浆。
(4) 孔道压浆采用水泥浆，所用材料应符合下列要求：
①水泥
采用P·O 52.5水泥。
②水
采用清洁的饮用水。
③外加剂
采用FAC型减水剂及DH11型膨胀剂，该外加剂无毒、低碱、不含氯离子，对钢筋无锈蚀。外加剂的用量应通过试验确定。
④水泥浆的强度符合设计规定，28d抗压强度为63.9MPa。水泥浆的技术条件符合下列规定：
a通过试验后，水泥浆中可掺入适量膨胀剂，但其自由膨胀率不大于0.1％。
b水泥浆的泌水率最大不得超过2％，拌和后3h泌水率要控制在1％，泌水在24h内重新全部被浆吸回。
c水灰比为0.34，每立方水泥浆用量：P.O52.5水泥1821kg，膨胀剂DH11（河北混凝土外加剂厂）116kg，FAC型减水剂（北京瑞帝斯建材有限公司）33kg，水620kg。详见浆液性能检测报告（Y-N-05-12-C711）。该水泥浆配合比施工时严格按照试验室给出的配料单进行拌制。
d水泥浆的拌和应首先将水加于拌和机内，再放入水泥。经充分拌和以后，再加入外加剂。外加剂的水分应计入水灰比内。拌和不少于2min，直至达到均匀的稠度为止。任何一次投配以满足1h的使用即可。水泥浆稠度控制在14～18s之间。
（5）孔道的准备
灌浆前，应先确认管道内有无积水和杂物，如有积水和杂物应用高压空气进行清除。对管道内可能发生的油污等，可采用对预应力筋和管道无腐蚀作用的中性洗涤剂或皂液，用水稀释后进行冲洗。冲洗后，应使用不含油的压缩空气将管道内的所有积水吹出。
（6）真空压浆
将水泥浆加到灌浆泵中，在灌浆泵的高压橡胶管出口打出浆液，待这些浆液浓度与灌浆泵中的浓度一样时，关掉灌浆泵，将高压橡胶管接到孔道的灌浆管上并扎牢。关掉灌浆阀，打开真空阀、出浆端阀门，启动真空泵抽真空，使真空度达-0.08MPa～-0.1MPa并保持稳定。启动灌浆泵，打开灌浆阀，开始灌浆。压浆过程可通过透明观察管得知，且真空泵要保持连续工作。压浆过程要连续进行，直至浆体从出浆口进入负压容器，当流出浆体达到要求的稠度及流动顺畅时，关闭排气阀和出浆口阀门。灌浆泵压力在0.5MPa～0.6MPa的情况下维持5min后，关闭灌浆泵及灌浆端阀门，完成灌浆。真空辅助压浆工艺示意图如下：
（7）注意事项
水泥浆自拌制至压入孔道的延续时间，视气温情况而定，一般在30min～45 min范围内。水泥浆在使用前和压注过程中连续搅拌，对于因延迟使用所致的流动度降低的水泥浆，不得通过加水来增加其流动度。
当气温或构件温度低于5℃时，不得进行压浆。压浆过程中及压浆后48h内，结构物温度不得低于5℃。当气温高于35℃，压浆工作应在夜间进行。
压浆后及时检查压浆的密实度，如有不密实，及时处理和纠正；压浆时，每一工作班取不小于3组的试件，标准养护28d，检查其抗压强度，作为评定水泥浆质量的依据。
孔道压浆应及时填写压浆施工记录。

8 资源配置
8.1 机械设备配置表
表8-1 试验施工机械统计表
序号
机械设备名称
单位
数量
备注
1
真空泵
台
1

2
灰浆搅拌机
台
1

3
压浆泵
台
1

4
千斤顶
个
2

5
砂轮切割机
台
1

8.2 劳动力资源配置
表8-2 人员配置表
序号
工种
数量
1
技术负责人
1
2

资料员
1
3
测量人员
2
4
机械操作手
8
5
普工
8
9 文明施工与环境保护
（1）文明施工
①工地场内道路畅通、平坦、整洁，无扬尘。
②现场场地及道路设置相应的安全防护设施和安全标志。
③材料应分类堆放，堆放整齐，堆料场地不作他用，仓贮间有材料收发管理制度。
④进入施工现场的所有人员必须戴安全帽，安全帽要经有关部门按国家标准检验合格后使用，不使用缺衬、缺带及破损的安全帽，并要正确使用，扣好帽带。
⑤工地内加工间、材料库内严禁烟火。张拉操作人员必须持证上岗。
（2）环境保护
①防止大气污染。水泥和其他易飞扬的细颗粒材料，采用袋装；并在库房内存放或严密遮盖，运输时车辆要封闭，以防止遗撒、飞扬。施工现场垃圾应集中及时清运，适量洒水，在易产生扬尘的季节经常洒水降尘，减少扬尘。
②防止水污染。灌浆后清洗设备的余浆要排入沉淀池内；在千斤顶高压油泵、胶管更换检修时，减少机油对周围环境的污染。

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