大噸位預應力錨索施工工法

1、大噸位預應力后張拉施工技術大噸位預應力錨索施工工法武警水電三峽工程指揮部預應力錨索施工是通過施加主動力來加固邊坡上規(guī)模較大的不穩(wěn)定塊體，限制邊坡因 卸荷和爆破引起的較大范圍的受損區(qū)進一步發(fā)展和惡化，改善邊坡的應力、變形條件和穩(wěn) 定性的一項施工方法。巖土錨固是充分挖掘巖土潛能，提高巖土工程穩(wěn)定性和解決復雜的 巖土工程問題的最經濟最有效的方法之一，它廣泛運用于高邊坡穩(wěn)定與滑坡治理、地下隧 洞與地下工程的錨固、深基坑錨固和壩體與基礎工程錨固等領域。已經在我國工的程建設 中產生了巨大的經濟效益和社會效益，并將發(fā)揮著愈來愈大的作用。1特點預應力錨索具有充分利用預應力鋼絞線的高抗拉強度，碎和巖土的抗壓強度

2、、對巖土 及碎擾動較小、施工靈活、受力可靠和主動受力等特點，是一種高效和經濟指標較優(yōu)的實 用工程技術。施工簡便，布置簡捷，能夠提高工程的穩(wěn)定性，改善應力條件，增加工程運 行安全度。2適用范圍本工法主要適用于深基坑支護和高邊坡加固支護、水工大壩加固、邊坡及滑坡支擋、 大型地下洞室支護等領域。3工藝原理在巖體中鉆孔，穿入鋼絞線編制的錨索，并將內錨段灌漿固結，再通過施加在索體上 的主動力，鎖定錨頭，達到巖體、碎的穩(wěn)定變形的要求。4工藝流程及操作要點內錨段灌漿一錨索預緊分級張拉、鎖定張拉段灌漿墩頭保護頁腳內容1大噸位預應力后張拉施工技術4.2操作要點4.2.1 造孔：在鉆機工作的腳手架施工平臺上，采用

3、增加腳手架鋼管和在邊坡上連接 插筋，增強排架的剛度，保證鉆機在鉆孔時的穩(wěn)定，防止在鉆進時排架“漂移”；使用高精度經緯儀、羅盤、水平儀及先進的全站儀進行開孔定位。開孔進尺5m后重新對孔斜進行校核，根據(jù)鉆進情況，必要時采取糾偏措施（導直器、扶正器等），調整鉆進參數(shù)，30m 后起鉆桿檢測孔斜；根據(jù)試驗，選配合理的鉆進行參數(shù)。4.2.2 驗孔：在要測設的錨索孔內放置一可見光源（一般采用手電筒），可見光源由每6m （此外還有1m> 2m鋼管各一根）、直徑15的鋼管組成的長桿送到指定的位置，將手 電筒和鋼管固定好，然后將經緯儀架設于離孔口1m左右之處，再由經緯儀尋找出要測設位置的光源，并測出在指定位

4、置的方位角、傾角，同時記錄下此時該設位置距孔口的點距， 依同樣的程序逐次將一個錨索孔內的各位置要素值測出來，然后分別計算出終孔坐標及終 孔方位角偏差 a、水平向位移 L、方位角偏差 Z、傾角偏差 H、終孔點位誤差。如 果在測斜過程中，因錨索孔為弧形，對光源不可見，再使用磁方位攝影測斜法進行補充， 并將終孔的各項指標與經緯儀所測得的數(shù)值一起作為單個錨索孔的最終驗收成果。4.2.3 編索：錨索下料長度應按錨索實際孔深、錨具厚度、張拉設備長度、錨索測力 計厚度和調節(jié)長度的總和考慮，鋼絞線采用砂輪鋸切割。編索采用車間生產方式，將鋼絞 線平放在車間工作平臺上，對單根鋼絞線進行除污、除銹并編號，按結構要求

5、編制成束后 對應錨束孔號掛牌。4.2.4 穿索：編制好的錨索用人工或汽車水平運輸?shù)较鄳牟课唬捎萌斯ぁ⒒啋?鉤或小型吊車將錨束運送到相應的施工排架平臺上，人工穿索，穿索時保持索體平順。4.2.5 膠結式錨固段的施工：采用先安裝錨索后灌漿的方法，灌漿前先對錨索的止?jié){ 環(huán)阻塞效果進行檢查，防止?jié){液從錨固段滲入張拉段膠結鋼絞線， 一般采用有壓壓水試驗， 根據(jù)回水壓力孔口水流來判定，以孔內的漿液形成有壓循環(huán)灌漿為宜。4.2.6 墊墩混凝土澆筑：混凝土墊墩內設置的鋼套管、鋼墊板、鋼筋網及灌漿套管采 取車間加工，現(xiàn)場調整安裝。安裝前將孔口周圍巖面清理干凈并處理松動塊體，安裝時保 證鋼套管中心線和鉆孔軸

6、線重合，鋼墊板與鉆孔軸線垂直?；炷翂|墩宜采用R7350#混凝土，采用小型拌合機拌制，用汽車運送到工作面，采用人工喂料，管式振搗器分層振搗密 實，特別注意邊角部位。4.2.7 預緊與張拉：先對單根鋼絞線進行預緊張拉，采用多次循環(huán)的方法進行，前后 兩次預緊伸長量不超過3mm；整體張拉時，根據(jù)張拉噸位來確定分級的噸位和級數(shù)，每級頁腳內容2大噸位預應力后張拉施工技術張拉結束時需要穩(wěn)壓一定的時間（一般為 7min）, 一般達到最終設計噸位結束張拉時要穩(wěn) 壓的時間更長些（宜采用30min）,以減少應力損失，達到錨固效果。對每級伸長量進行測 量，并與理論伸長值進行對比分析，誤差控制在允許范圍時。4.2.8

7、 封孔灌漿：張拉鎖定后立即進行封孔灌漿，采用有壓循環(huán)灌漿，回漿濃度與進 漿濃度相同后方能結束灌漿。4.2.9 外錨頭保護：錨束張拉鎖定后的外露束體預留50mm,其余部分采用砂輪切割機切除，將工作錨具、預留束體清洗干凈及墊座混凝土鑿毛后，進行涂環(huán)氧保護層和澆 200mm厚二期混凝土的保護帽。5材料5.1 錨索體材料使用抗拉強度可達到1860Mpa的低松馳鋼絞線或強度更高的低松弛鋼絞線， 國內生產 的廠家有江西新余、無錫金羊、天津金弓、江蘇新華等品牌鋼絞線廠家。5.2 錨具選用以適合鋼絞線為宜，主要類型有 JM、XM、QM、OVM及HVM等。5.3 注漿材料所用水泥漿或水泥砂漿以高強、早強、微膨脹

8、、可灌性好、對鋼絞線不產生銹蝕和應 力損失為宜。漿液的配合比根據(jù)試驗選用。水泥:525#微膨脹普硅水泥，主要有湖南石門水泥廠生產的“壩道”牌普硅525#水泥和湖北荊門葛洲壩水泥廠生產的“三峽”牌普硅 525#水泥。外加劑：根據(jù)工程特點和試驗選用外加劑的的種類和摻量，減水劑采用廣東三水銀?；?工有限公司生產的GYA高效減水劑和基利士有限公司生產的 DM-100型高效減水劑，膨脹 劑采用的是鄭州長城鋁業(yè)開發(fā)總公司水泥廠生產的 AEA混凝土膨脹劑。三峽永久船閘工程錨索漿液、混凝土設計強度：內錨水泥凈漿R7350#、外錨水泥凈漿R28350#、墩頭混凝土 R7350#。水泥凈漿及混凝土參考配合比見表

9、1。表1:錨索水泥凈漿、混凝土參考配合比表設計稱號水 膠比每方材料用里（kg）備注水水泥砂瓜米石AEAJG2（固體）R7350#凈漿0.3550513281157.22AEA膨脹劑代替水頁腳內容3大噸位預應力后張拉施工技術R28350 #凈漿0.4053712351076.71泥8%R7350#0.1461171碎324759896機具設備6.1 測量設備可采用捷創(chuàng)力520全站儀（測量精度為2、測距精度為2+2ppm）、拓普康SL 3測 距儀（測距精度為2+2ppm）、蔡司010經緯儀（測量精度為2）和蘇光J2- 2經緯儀（測 量精度為2）。6.2 錨索鉆機主要選用經改進和研制的 DKM 1型

10、輕便型鉆機、MZ165D鉆機和MGJ-50D微小型 鉆機。6.2.1 DKM 1型輕便型鉆機的主要技術指標：施工口徑6 59180,推進壓力20kN, 轉速2030r/m, 21kW電動液壓，重1100kg,浮動式動力頭（長 2.75cm）鉆機，配備力 89雙壁鉆桿，可作水氣并管鉆進。6.2.2 MZ165D型鉆機是重慶探礦廠對宣化英格索蘭MZ165型鉆機的改進型，其主要技術指標：鉆機機身長2.6m,重1900kg,22kW電動液壓鋼繩推進提升，壓力 68kN ,可施工 口徑力65165,轉速0100r/m,浮動動力頭，底盤可水平推移滑動，配套力108鉆桿， 力150扶正器，可作水氣混合鉆進。

11、6.2.3 MGJ-50D微小型鉆機是重慶探礦廠產 MGJ-50型鉆機的改進型，其主要技術 指標：鉆機機身長2.5m、重760kg、11.5kW電動液壓鏈條推進提升，壓力14.622kN,可 施工口徑665180、轉速32183r/m,卡式動力頭。配套力108和6150扶正器。6.3 注漿機具根據(jù)漿材選用砂漿泵或灰漿泵，常用的砂漿泵有四JI綿竹五金機械廠生產的150/150型砂漿泵，灰漿泵有杭州市建筑機械廠生產的UBJ-2型灰漿泵等機具。6.3.1 150/15理砂漿泵是隔膜式單缸作用往復泵，砂漿泵的動力是 Y132N-4S電動機， 流量150l/m,水平輸送距離200米，垂直輸送距離40米，

12、具有操作方便的特點，主要用 于粒度小于5毫米的細骨料壓力灌漿。6.3.2 UBJ-2型灰漿泵采用擠壓原理輸送灰漿，流量 35l/m,水平輸送距離80米，垂直 輸送距離20米，建議漿材為純水泥漿時采用 UBJ-2型灰漿泵。頁腳內容4大噸位預應力后張拉施工技術6.4 預緊張拉設備6.4.1 預緊設備采用的是 YDC240Q YCD-18 YCQ-23 YKD-18和YC25A等型號，根據(jù) 不同的預緊噸位來選用相應的型號。6.4.2 張拉設備采用的是 YCW150 YCW-250 YC20Q-150 YC18-100ffi YCW-400 等型 號，根據(jù)不同的預緊噸位來選用相應的型號。6.4.3 油

13、泵采用的是ZB4-500和ZB4-500S型油泵。6.5 切割鋼絞線設備可以采用電動砂輪切割機，具有操作簡單，移動方便的特點。7勞動組織及安全7.1 勞動組織錨索工程施工屬于多工序施工，工序間的間隔時間作了嚴格規(guī)定。如端頭錨索在鋼絞 線進孔后，必須在24h內進行內錨段封閉灌漿。再加之有的工序施工需要的勞動力特別多， 如錨索的運輸入孔，按30m來算大致需要20人左右，而別的工序則最多需要10左右，施 工人員的合理配置和組織是一個關鍵。所以各個工序之間的銜接組織顯得特別重要，各工 序的勞動力組織安排如下表2。表2大噸位錨索施工組織人員分配表頁腳內容5大噸位預應力后張拉施工技術分工人員/班職責范圍備

14、注現(xiàn)場指揮1全面負責施工現(xiàn)場工作，及時處理各項技術質量事 宜現(xiàn)場調度1負責施工工序人員的協(xié)調和工作的安排現(xiàn)場技術負責12負責現(xiàn)場施工質量監(jiān)督和技術措施的處理序測量3負責錨孔的孔位放樣、孔斜校核、檢測造孔3負責鉆孔機械的管理編索4負責鋼絞線的清塵和按結構圖編索穿索20負責錨索的運輸和入孔按30m計匚 錨固段灌漿4負責錨固段的固結灌漿頭 端 限錨預緊張拉3負責鋼絞線的預緊和張拉工序自由段灌漿4負責自由段的封閉灌漿保護3負責錨索外墩頭的保護施工7.2 生產安全錨索工程大多是在高排架上施工，采用本工法應遵守國家和地方建筑工程有關安全施 工的規(guī)程和規(guī)定，同時遵守以下規(guī)定。7.2.1 施工排架的搭設符合規(guī)

15、程要求，施工排架上的操作平臺應鋪滿跳板，跳板接頭搭 接牢固，施工平臺邊緣設置護欄和安全網。7.2.2 在施工生產期間，設置專職安全員對施工現(xiàn)場進行巡視，對危險地段要加大巡視 力度，設置安全警示標牌。7.2.3 對上下層交叉作業(yè)的施工排架，要有安全可靠的保證的措施。8 質量要求本工法施工必須遵照水工預應力錨固施工規(guī)范（SL46 94）執(zhí)行外，還應突出下列質量管理要求。8.1 施工中的水泥漿或砂漿配合比按規(guī)范要求進行現(xiàn)場試驗確定。8.2 施工中的水泥、外加劑、鋼絞線和鋼材等各種原材料均有廠家的質量保證書，并 按試驗規(guī)程規(guī)范要求進行檢測。8.3 注意粘結鋼絞線在高應力狀態(tài)條件下的保護，也就是鋼絞線在

16、張拉施加預應力頁腳內容6大噸位預應力后張拉施工技術后，如不及時進行水泥漿或水泥砂漿的保護，鋼絞線在高應力下應力損失很快，一般不超 過24小時為宜。8.4 預應力錨索在進行封孔灌漿時，要求注漿密實才有利于鋼絞線的保護，實際施工中采用有壓循環(huán)灌漿，并漿時間保證在 30min左右。9效益分析對于邊坡的加固，采取預應力錨索的加固方案可節(jié)省 50%的工期，同其它加固措施比 較，還可節(jié)省投資20%50%,而且也是對邊坡擾動最小的一種加固方法。如在漫灣水電 站，根據(jù)竣工后的經濟分析，采用錨索支護方案與其他方案比較節(jié)省造價40%以上。10應用實例大噸位預應力錨索應用最早的是安徽梅山水庫大壩基礎處理加固（1964年），共安裝了110根3240kN的預應力錨索。之后19741982年湖南雙牌水庫共安裝了 27