三峡船闸高边坡锚索预应力损失监测成果分析.pdf

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1、第46卷第24期人民长江Vo1．46．No．242015年12月YangtzeRiverDec．，2015文章编号：1001—4179(2015)24—0082—06三峡船闸高边坡锚索预应力损失监测成果分析樊少鹏，肖碧，王公彬，闵征辉’2(1．国家大坝安全工程技术研究中心，湖北武汉430010；2．长江勘测规划设计有限责任公司，湖北武汉430010)摘要：为了解三峡船闸高边坡预应力锚索的长期工作性能，根据73台锚索测力计幂计达15a左右的监测资料，对锚索预应力变化过程进行了统计分析，分男l】给出了锚索在锁定时以及锁定后截至20l4年12月的预应力损失率

2、量值及分布特点。同时，对锚索锁定后预应力损失率时序曲线进行了模式划分，并就不同模式下的发展规律进行了归纳与对比，指出以“急剧损失期、随机摆动衰减期、周期性平稳波动期”的3阶段发展模式最为典型。在此基础上，针对预应力变化的不同阶段，分析总结了损失原因和影响因素，并就预应力损失和边坡稳定性关系作了简要讨论。关键词：预应力损失；锚索；高边坡；三峡船闸中图法分类号：TV66文献标志码：ADOI：10．16232／j．cnki．1001—4179．2015．24．020锚索的工作状态关系到船闸高边坡稳定与运行安1工程概况全，为掌握锚索预应力的长期变化情况，在典型

3、断面和三峡工程双线5级船闸(简称船闸)主体段长地质条件较差部位选取115束无粘结锚索(正常加固1621m，系深切花岗岩山体开挖而成。船闸开挖后在锚索则为全长粘结型锚索)安装锚索测力计进行预应南、北两侧形成最大坡高达170m的高陡边坡，同时在力数值监测。各锚索监测时间一般从1998～2000年闸室边墙以及双线船闸岩体中隔墩边墙部位均形成开始，截至2014年12月，统计尚有73台锚索测力计50～70m的直立坡。工作正常，累计监测周期达15a左右。上述三峡船闸为提高三峡船闸高边坡的整体稳定性，改善边坡高边坡锚索测力计所采集的数据是十分难得的实际锚岩体的应力状

4、态，防止开挖卸荷所致裂隙发展和岩体固工程监测资料，可供今后其他工程借鉴。质量恶化，在三峡船闸边坡布置了230束1000kN级2锚索预应力损失统计分析端头锚索，666束3000kN级端头锚索和1271束3000kN级对穿锚索系统来加固边坡。此外，为加固2．1预应力损失总体情况船闸直立坡施工开挖期间出现的局部不稳定块体，还锚索总损失率包括锁定和锁定后两部分。其中，随机布置了1309束3000kN级端头锚索和528束锁定损失率=(张拉值～锁定值)／张拉值×100％，该3000kN级对穿锚索。由此可见，该船闸工程的开挖部分表征了锚索经过超张拉后并利用锚具(工作

5、锚、和支护规模及技术难度前所未有，其岩质高边坡的变夹片等)锁定时的瞬时预应力损失，是唯一常量；锁定形与稳定问题是三峡水利枢纽工程建设中重大关键技后损失率=(锁定值一测量值)／锁定值×100％，该部术问题之一。分表征了锚索进入工作阶段以后某个时刻相对于锁定收稿日期：2015—09—27基金项目：国家大坝安全工程技术研究中心研究项目“预应力锚索耐久性研究”(CX2014Z02)作者简介：樊少鹏，男，高级工程师，博士，主要从事水工地基处理、地质灾害防治的工程设计与研究工作。E—mail：fanshaopeng@ejwsjy．COB．Cn第24期樊少鹏，等：三

6、峡船闸高边坡锚索预应力损失监测成果分析83％／丑％／丑∞舶0柏坫O时预应力的损失情况，是一个随时间发生改变的变量。闸锚索预应力损失的分布形态分析表明，经过约15a根据73台锚索测力计监测资料(68台监测3000的工作期后，船闸高边坡锚索预应力变化程度符合正kN级锚索，5台监测1000kN级锚索)，监测锚索预应常规律。力损失率统计分布情况如图1所示。2．2锁定后预应力随时间发展规律及特征如前所述，锁定后锚索的预应力将随时间发生改变，通过将不同锚索测力计监测数据进行对比、汇总分析，研究得到锁定后预应力损失率时间序列曲线大体上可以分为4种基本模式：①典型三段

7、式；②非典型三段式；③两段式；④一段式。各模式的分类统计情况见表1。l一00112233—445566—7表1锚索锁定后预应力损失发展模式分类统计根预应力损失率／％(a)锁定2．2．1典型三段式如图2所示，典型的三段式预应力损失发展包含1．5—00551010—15152020~2525’30预应力平均损失率／％急剧损失期、随机摆动衰减期和周期平稳浮动期3个(b)锁定后阶段。由表1可知，该模式是预应力损失时序曲线中图1船闸高边坡监测锚索锁定及锁定后预应力损失最普遍的形式。情况统计(截至2014年12月)由图1可知，绝大部分锚索从锁定至后期进人工作状态期

8、间均表现为预应力损失。锁定损失率一般介于1．O％～5．0％之间(53束锚索，占72．6％)，最