预应力锚索施工工艺

预应力锚索施工工艺预应力锚索加固边坡技术于 20 世纪 60 年月首先在我国水电行业开头应用，80 年月末在我国铁路、大路工程中引进，铁一院于 1987 年在宝成线首次承受预应力锚索加固危岩边坡并取得了成功， 20年来，预应力锚索以其“安全、牢靠、经济、合理”的特点在建筑行业中得到了日益广泛的应用。

1工艺特点1)深层、主动加固。

2)随机补强、应用范围广。

3)施工快捷灵敏、经济性好。

2适用范围适用于铁路、大路、水利、城市建设等相关领域的浅、中、深层土石混合滑坡、土滑坡、岩石滑坡的防治工程。

3加固原理及设计要求3.1加固原理通过锚索、砂浆或水泥浆与深层稳定岩体的胶合作用，由锚索传递张拉力，牵制表层坍滑体，通过预应力锚索使松散层或滑坡体与稳定地层连接成一个结实的整体，从而到达加固边坡的目的。

边坡锚索构造见图 1。

3.2设计要求3.2.1设计张拉力进展预应力锚索设计时，一般状况可只计算主力，在浸水和地震等特别状况下，尚应计算附加力和特别力。

对于滑坡加固，承受锚索预应力〔抗滑力〕的方法计算，通过边坡稳定性分析、计算滑坡的下滑力确定锚固力。

3.2.2平面布置形式图1 边坡加固预应力锚索构造示意图锚索间距应以设计的锚固力能对地基供给最大的张拉力为标准，间距宜承受3～6m，最小不应小于 1.5m。

3.2.3索长设计锚固段主要确定锚固段长度、孔径和锚固类型。

锚固体的承载力气由锚固体与锚孔壁的抗剪强度、钢绞线束与水泥砂浆的黏结强度及钢绞线强度三局部把握，设计时取其最小值，通常取 4—10m；锚固体直径依据设计锚固力、地基性状、锚固类型、张拉材料根数、造孔力气来确定，通常取φ100—φ150mm。

自由段长度受稳定地层界面把握，一般考虑自由段伸入滑动面的长度不小于 1m ，自由段长度不小于 3-5m。

张拉段长度依据张拉机具打算，外露局部长度一般为1.5m 左右。

4工艺流程预应力锚索施工工艺流程见图２。

5操作要点5.1锚索钻孔1)测量定位：坡面检查合格后，按设计要求测量放线测定孔位，孔位误差不得超过±10cm。

钻进过程用罗盘仪把握钻孔方向，以满足精度要求。

2)钻机就位：用地质罗盘仪或测斜仪定向，钻杆与水平夹角把握在设计角度，并确保钻机安放支架结实稳定，在造孔过程中不允许消灭晃动。

3)钻孔机具：承受空压机供风，潜孔钻无水干钻成孔，以确保锚索施工中不边坡岩体的工程地质条件恶化和保证孔壁的粘结性能，使用钻头直径不得小于设计孔径。

4)钻孔挨次：钻孔应自上而下逐层图2：预应力锚索施工工艺流程图施工，并组织好穿插、流水作业。

5)钻孔深度：为确保锚孔深度，钻孔深度大于设计深度0.2m 以上。

6)特别状况处治：钻孔速度应依据使用钻机性能和锚固地层严格把握，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚固难或其它意外事故；如遇地层松散、裂开时，则承受套管跟进钻孔技术；如遇塌孔、缩孔现象，马上停钻，准时进展固壁灌浆处理〔灌浆压力0.1～0.2MPa〕，待水泥砂浆初凝后，重扫孔钻进，以使钻孔完整；假设遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小前方可下安锚筋与注浆，必要时在四周适当部位设置排水孔处理，或承受灌浆封堵二次钻进等方法处理锚孔内部积聚水体。

7)锚孔清理：使用高压空气将孔内岩粉及水体全部去除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。

8)锚孔检验：锚孔成孔完毕后，须经现场监理检验合格后，方可进展下道工序，锚孔钻造的允许偏差和检验方法应符合表 2 的规定。

9〕钻孔记录：钻进过程中应对孔的地层变化，钻进状态〔钻压、钻速〕、地下水及其它特别状况作好现场施工记录。

5.2编索锚索制作前应对钻孔实际长度进展测量,并按孔号截取锚索体长度;钢铰线宜使用机械切割,不得用电弧切割,制作好的锚索应按对应孔号进展编号;编束前,要确保每根钢绞线顺直,不扭不叉,排列均匀,对有死弯,机械损伤处应剔出。

锚固段要对钢绞线进展清污、防锈处理；自由段涂防腐漆、外套塑料管。

按设计要求在锚固段安装紧箍环和扩张环，自由段每隔 0.6～1m 设置紧箍环和定位支架。

5.3安装锚索锚索孔成孔检查合格后，再次用高压风清孔一次，将相应的锚索人工抬至孔口穿索，穿索时要人工缓慢送入，避开锚索体扭曲。

5.4注浆承受孔底返浆方式注浆，直至锚孔孔口溢出浆液或排气管停顿排气且有稀水泥浆压出时，方可停顿注浆，注浆完毕后应观看浆液的回落状况，假设有回落应准时补浆；液浆作业过程应做好注浆记录，同时，对每批次注浆采样进展浆体强度试验；注浆压力按设计要求把握，设计无要求时把握在0.6Mpa。

当锚固段地层为土质时，可承受二次高压劈裂注浆，在一次注浆形成的水泥结石体强度到达5.0MPa 进展。

浆液选用水灰比0.45～0.5 的纯水泥浆，注浆压力不宜低于2.5MPa。

注浆压力、注浆数量和注浆时间可依据锚固体的体积及锚固地层状况通过试验确定，并分段依次由下至上进展。

5.5垫墩施工施工程序：测量放线→锚梁开挖→支立模板→绑扎钢筋→现浇砼→砼养护。

施工要点：1〕根底底面处理基底用 2～5cm 厚水泥砂浆找平，遇边坡有局部超挖较大架空处承受浆砌片石嵌补，找平后的根底底面较框架梁宽 50mm，作为立模的基面。

2〕模板的安装与加固模板承受组合钢模，锚斜托处的模板特制，使锚斜托突出框架梁外表与锚索方向垂直，用φ14圆钢筋打入地面和钢管支架联成整体固定模板，检查模板接缝，空隙用海绵条堵塞严密防止砼灌注时漏浆。

3) 钢筋制安、砼灌注和养护锚索框架现场浇筑，钢筋在棚内制作，运送至现场绑扎，下料、弯制、焊接、绑扎按设计技术标准要求施作；砼机械拌和，简易索道和铁斗车运输，振动棒振捣密实，尤其在锚孔四周，钢筋较密集，应认真振捣，保证质量；砼浇筑完成后,准时草袋掩盖洒水养生至张拉龄期。

5.6张拉锁定张拉在孔内砂浆强度到达 70%后进展，边坡锚固锚索张拉承受超张拉，超张拉力值为设计拉力值的 1.1～1.2 倍。

锚索张拉力值宜分两次张拉作业施加，第一次张拉作业力值为设计张位力值的一半，其次次张拉作业直至超张拉力值。

每次张拉宜分为5～6 级进展，每级持荷稳定时间为 5 分钟，最终一级持荷稳定时间为 10 分钟，并分别记录每级荷载对应锚索体的伸长量，做好记录。

张拉时锚索体受力要均匀，觉察特别状况应分析缘由，并准时处理解决。

锚索张拉留意事项：1)锚斜托台座的承压面应平坦，并与锚索的轴线方向垂直。

2)锚具安装应与锚垫板和千斤顶密贴对中，千斤顶轴线与锚孔及锚索体轴线在一条直线上，不得弯压或偏折锚头，确保承载均匀同轴，必要时用钢质垫片调满足。

3)锚固体与台座砼强度均到达设计强度的80%以上时，方可进展张拉。

4)张拉千斤顶和油泵必需经过有资质的部门校验标定。

5)锚索正式张拉之前，应取 0.1～0.2 倍设计张拉力值对锚索进展 1～2 次预张拉，确保锚固体各局部接触密贴，锚索体顺布平直。

6)完整记载并保存张拉记录。

5.7封锚锚索锁定后，做好记号，观看三天，没有特别状况即可用手提砂轮机切割余露锚索头，严禁电弧烧割，留长 5～10cm 外露锚索，以防滑，最终用水泥净浆注满锚垫板及锚头各局部空隙，并按设计要求支模，用C25 砼封锚处理，防止锈蚀和兼顾美观。

5.8监测在施加预应力前全面测量被加固体平面位置及高程，张拉过程中，实行“信息施工法”，即边监测边施工，以反响回的资料指导施工。

6推举使用的主要机具设备机械设备应当可移动、可装配、轻型化，能满足在脚手平台上操作，并配备足够的零配件备用。

设备配备见表1。

表1 设备配备序号机械名称数量112~20 立方米内燃空压机 1 台2MGJ-50 潜孔钻机 1 台3YCW-100-200 型张拉千斤顶 1 台4油泵 1 台5内燃发电机 1 台6电动卷扬机 1～2 吨 1 台7抽水机〔潜水泵〕 1 台82SNS 注浆机 1 台9φ40钢管脚手架假设干吨10400 型砂轮切割机 1 台11砂浆搅拌机 1 台12电焊机 1 台７劳动力组织施工安排宜在旱季，准时作好排水系统，承受全坡面范围内流水作业，网络技术组织施工，均衡生产，使立锚墩钻孔、注浆、张拉、封锚等工序互不延误。

序号工程允许偏差检验方法1 位置±100mm经纬仪测量、尺量2 孔径+ 10mm尺量3 倾角1% 导杆法量4 深度+100 mm0 尺量钻杆长人员配置：钻孔：4 人；空压机司机：1 人；制作安放锚索：6 人；注浆：4 人；张拉：3 人；注浆、张拉记录：2 人；电工：1 人。

8施工质量要求及质量把握要点8.1施工质量要求及检测方法质量检验标准见表 2。

表 2 锚索孔位置、孔径、倾角、深度允许偏差及检验标准8.2质量把握要点1)脚手架上安装钻机专用钢管，摆放钻机，用方向架放出锚索方位角，测角仪调整倾角，误差不超过：倾角±0.5度，方位角±1°。

2)高压风洗孔应干净彻底，孔中不得残留岩粉和水。

3)锚索制作要确保每一根钢铰线始终排列均匀、平直，不扭不叉锈、油污要除净，对有死弯、机械损伤及锈坑者应剔除。

4)锚索安放要保证锚索孔壁有不少于1 厘米的注浆厚度。

5)砂浆须严格把握加水量和水灰比。

6)锚墩制作允许偏差各方向均为±3 厘米，先安放好孔口定位钢管，以保证锚墩与锚孔垂直。

7)自由段注浆必需待浆液溢出孔口稳定 1～2min 后，方可停顿注浆，24 小时后还需补浆，以确保注浆饱满。

9施工安全与环保措施1)施工前进展安全技术交底，施工中明确分工，统一指挥。

2)各种机械机具机况良好，勤修理、勤保养。

3)作好安全检查工作，遵守有关安全操作规程。

4)机械、电器设备专人操作。

5)边坡加固工程钻孔通常在脚手架上作业，为确保脚架确定安全稳定，承受双排方式，间距1.2～1.3 米，重力集中处增设剪刀撑，并设置短锚桩，将脚手架锚固在岩壁上，扣件须专人复核拧紧。

6)高空作业应设安全防护设施。

7)风动钻机管路连接应牢靠，避开脱开后伤人。

8)注浆管路应畅通，不得堵塞，避开浆液喷甩出伤人。

9)张拉机具各部件尤其是高压油管连接点应牢靠，以避开突然断裂喷出伤人，张拉过程中千斤顶前不得站人，以防钢铰线断裂锚具飞出伤人。

10)夜间施工应有足够的照明。

11)钻孔孔口须设置粉尘收集器，使岩粉不致随风飘散，污染大气,严格依据国家环境保护有关规定施工。

10工程实例〔锚索在内昆铁路盐津车站的应用〕10.1工程设计状况该工程位于内昆铁路盐津车站DK229+190-+280 段，河谷深切地貌，地面横坡较陡，地形起伏较大，地表上覆 0-2 米厚的全统坡残积沙粘土，下伏基岩为页岩夹砂岩。

泥质灰岩，泥质构造，岩层走向与线路走向夹角在5°-30°之间，且倾向线路边坡开挖穿顺层最高达 16 米，是顺层不良的地质状况。

该段承受刷坡后设置坡面锚索的设计方法，锚索为6 束，设置5 排共计 25 孔，水平及竖向间距均为 4 米，锚索下倾角 15°，设计张拉力 800KN，超张拉 15%。