超長環(huán)形結構隧道預應力施工技術

1?超長環(huán)形結構預應力施工難點高能同步輻射光源為特殊的超長環(huán)形結構，外圈直徑為510?m，內(nèi)圈直徑為372?m，儲存環(huán)隧道周長為1?381.6?m，后澆帶劃分的施工區(qū)段多，導致預應力環(huán)向布置復雜，各段之間搭接要求較高。同時對施工完成后的整體性效果要求高；儲存環(huán)外環(huán)為鋸齒墻，預應力布置按墻段劃分，還需兼顧后澆帶劃分段，布置及搭接施工復雜；墻、板厚均較大，預應力分兩層布置，預應力筋的安裝、固定和操作難度大。施工過程中成品保護要求高；工作面分布大，分段施工流水作業(yè)復雜。同時與其他分項交叉作業(yè)，受影響較大。2?超長環(huán)形結構預應力施工對策施工前根據(jù)后澆帶及結構布置進行預應力布置設計，采用縫針筋跨后澆帶施工的方法，確保整體施工效果；對鋸齒墻的預應力布置進行詳細深化設計。預應力筋安裝和固定過程中嚴格控制質(zhì)量，并嚴格按照深化設計圖紙進行預應力筋的定位和安裝固定。每個區(qū)段內(nèi)按照一定的安裝順序，在保證質(zhì)量的同時，加強對已安裝預應力筋的保護措施。張拉端和固定端的安裝嚴格按照圖紙固定牢固，以確保質(zhì)量。根據(jù)結構整體施工組織設計，制訂詳細合理的施工進度計劃，合理安排材料和人員，保證各段之間銜接有序，提高效率。同時與其他分項施工積極協(xié)調(diào)，合理穿插，降低相互之間的影響，達到整體效率的最大化。預應力平面布置如圖1所示。圖1?預應力平面布置示意3預應力施工技術分析環(huán)向底板預應力筋按后澆帶分段48段（后澆帶分段長度達30?m），預應力筋長度達40?m。由于水平方向預應力筋數(shù)量巨大，因此流水段的劃分、板普通鋼筋與預應力筋的鋪設工序關系、預應力張拉端節(jié)點安裝和預應力張拉時間成為水平預應力筋的技術重點。3.1?預應力鋪設3.1.1?流水段劃分預應力筋在板中水平環(huán)向鋪設，后澆帶多，鋪設難度大。根據(jù)預應力筋鋪設要求，流水段應按順序依次施工完成。本工程底板分兩區(qū)同時流水施工，一區(qū)為軸線118所在流水段，向軸線120方向施工；二區(qū)為軸線62所在流水段，向軸線64方向施工。3.1.2?預應力的定位預應力筋在底板截面上部環(huán)向配置，預應力筋距離板頂不大于300?mm。上鐵普通鋼筋2排，下排鋼筋表皮距離板頂約為20+2×20+10=70mm，考慮施工差異和二次結構施工，板頂預應力筋與上鐵下排普通鋼筋通過鐵絲（14號）吊點固定（間距不大于4?m），可滿足預應力筋矢高的要求。3.1.3?預應力筋鋪設普通鋼筋與預應力筋的工序關系應是從下到上、從板底到板頂順序鋪設。預應力筋鋪設流程如圖2所示。圖2?預應力筋鋪設流程3.1.4?節(jié)點安裝預應力張拉端節(jié)點的正確安裝是保證預應力順利張拉并達到設計效果的重要環(huán)節(jié)。如圖3所示，預應力筋的張拉端在板頂，通過承壓板提前鋪設和穴模預埋，張拉之后封錨完畢，所有張拉端均為內(nèi)藏。由于預應力筋數(shù)量巨大，為便于施工且易于控制預應力的平面位置，預應力應按圖4所示位置定位，前后錯開布置，錯開間距不宜小于500?mm。3.1.5?模板和后澆帶預應力筋的張拉端在板頂，而且環(huán)向鋪設，不受板端部模板的影響。但后澆帶的做法會對預應力筋的鋪設有影響，因此后澆帶處理必須在預應力筋鋪設完畢后進行。圖3?板頂張拉端示意（a）

（b）圖4?底板預應力張拉端剖面示意（a）底板張拉端剖面示意；（b）底板張拉端平面示意3.2?預應力張拉3.2.1?材料及設備采用23?t/25?t千斤頂張拉，張拉前必須對千斤頂進行標定，原則上千斤頂標定周期為6個月。錨具采用夾片式錨具，進場應提供質(zhì)量保證書和出場檢驗報告，并按規(guī)范要求進行復試。3.2.2?張拉平臺因預應力筋張拉端位于板頂上，張拉操作時工人位于板面作業(yè)，所以無需搭設操作平臺。3.2.3?施加預應力的準備工作施工現(xiàn)場要具備經(jīng)過批準的張拉程序和現(xiàn)場施工說明書。現(xiàn)場有具備預應力施工知識、懂得正確操作的施工人員并進行施工交底。錨具全部安裝正確，且混凝土強度已達到設計要求。施工現(xiàn)場具備可確保全體操作人員和設備安全的必要防護措施。3.2.4?預應力張拉（1）張拉是實現(xiàn)預應力、滿足設計意圖的關鍵步驟。只有在所有澆筑完成且混凝土強度達到100?%之后，才能張緊板（包括后澆帶）。同時在預應力張拉作業(yè)中氣溫不得低于5?℃。（2）保留力的張緊過程是根據(jù)0→105?%Σcon保持載荷2?min→Σcon進行的。Σcon是預應力筋的張力控制力。（3）預應力的張拉順序采用批量和相位對稱張拉。首先計算批量張拉的預應力損失值，然后使用相同的張拉值逐個復位和彌補。（4）張拉單個預應力鋼筋時，首先施加一點力，按照設計規(guī)定放置墊板的位置，最后按照規(guī)定進行張拉。張緊后用扳手擰緊螺母，錨固鋼筋，測量鋼筋的伸長率值并記錄。（5）預拉。將鋼絲拉出段長度后，檢查每根鋼絲的長度是否一致。如果有任何不一致，踩下楔子進行調(diào)整，然后擰緊楔子。（6）張力和頂部壓力。預拉調(diào)節(jié)后，可按規(guī)定的張力程序進行張力。在張緊結束時，測量鋼絲的伸長率值，并在滿足要求后按下錨塞。按壓錨塞時必須關閉大缸油路，并使用小缸活塞推動錨塞。（7）檢查。將千斤頂放入沒有張緊的末端進行張緊，張緊到控制力后按下錨塞。當兩個部分都張緊和壓緊時，測量最后滑入錨的鋼絲的內(nèi)部收縮是否符合要求。如果大于指定值，則必須再次張緊，以彌補損失。（8）斷絲和鋼絲脫落的數(shù)量不能超過組件同一部分鋼絲總數(shù)的3?%，每捆只能允許1根鋼絲。如果上述規(guī)定必須重新張緊，此時應將鋼絲拉下至原張緊噸位，松開錨塞，將鋼鉆插入墊板的槽口，錨塞應卡住，然后將大缸回油，拔出錨塞，取出整個錨，檢查錨環(huán)。3.3?預應力封錨（1）材料。封錨時應采用同標號的細石混凝土或水泥砂漿進行封錨。（2）封堵澆筑。按設計要求進行封堵，同時封堵混凝土應密實無裂縫。3.4?其他注意事項（1）預應力混凝土中不得使用任何含有氯化物的外加劑。（2）本工程預應力筋張拉端及錨固端錯開分散布置，避免錨固區(qū)應力集中。（3）土建施工時嚴禁預應力筋火燙傷及電焊損壞，嚴禁以預應力筋為支點焊接其他鋼筋。（4）土建施工及后續(xù)施工（包括后澆帶施工）過程中，嚴禁各方有損壞預應力筋的行為。若有輕微損壞，應及時用防水塑料膠條修補，其纏繞搭接長度為膠條的1/3寬度。（5）當鋪設預應力筋時與普通鋼筋和其他管線在位置上有沖突，應優(yōu)先保證預應力筋的位置。（6）混凝土澆筑時，振搗棒應避開預應力筋的位置進行振搗，以保證預應力筋不受損傷，位置不發(fā)生變動。（7）無粘結預應力筋可采用與普通鋼筋相同的綁扎方法，利用拉鉤鋼筋進行綁扎定位，定位應能保證預應力線形，一般間距不宜超過4?m。（8）當?shù)装孱A應力筋張拉端碰到重晶石隧道墻體部位重疊時，提前將預應力筋分布于墻體兩側布置。3.5?質(zhì)量控制方法和要求（1）在使用張拉時，張拉力按照所校準的值進行，以拉伸值進行檢驗，即使用張拉的應力–變形雙重控制。（2）仔細查看張拉端的狀況，不得有任何張拉的現(xiàn)象。（3）張拉時要按照操作規(guī)程進行，控制好給油的速度，給油時間不少于0.5?min。（4）無粘結筋必須與壓力板垂直，否則需用傾斜的襯墊加以調(diào)節(jié)。（5）裝置的安裝應與無粘結的預應力鋼筋處于相同軸上，且與承壓盤垂直，可使用變角度機構進行拉伸。（6）在張拉中應防止預應力筋的斷裂和滑動，如出現(xiàn)裂縫或滑動應向工程技術人員匯報，由工程師根據(jù)實際情況作出相應的處置。后拉預應力的構件不得超出相同部位的3?%，且每個繩索不得多于1根。（7）拉伸試驗結果超出理論值的±6?%時，張拉必須立即中止，并向工程師匯報，以便繼續(xù)進行張拉。3.6?錨固件防護張拉完成后，用水磨或水力剪刀等將裸露的預應力鋼筋切掉，并保證錨桿外露的預應力鋼筋不能少于30?mm，對張拉端和周邊進行清掃，然后用細碎的水泥砂漿進行封閉。封閉后的鋼筋不能暴露。4?結束語高能同步輻射光源項目超長環(huán)