[贵州]铁路改建工程预应力锚索施工专项方案(中铁,2013)

改建铁路XX至XX线扩能改造工程 XX河双线特大桥预应力锚索 施工专项方案

中国中铁 编制： 复核： 审核： 审批：

中铁XX集团 中铁XXXX铁路土建八标项目经理部 2013年7月25日 一、编制依据及原则 1.编制依据 1.1、改建铁路XX至XX线扩能改造工程施工图

1.2、《高速铁路路基工程施工技术指南》铁建设【2010】241号 1.3、《高速铁路路基工程施工质量验收标准》TB10751 1.4 《铁路路基施工规范》TB10202 1.5 《铁路路基工程施工质量验收标准》TB10414 1.6、《XX河双线特大桥》施工设计图纸 1.7、《铁路工程环境保护设计规范》TB10501-98 1.8、《铁路混凝土工程施工技术指南》【2010】241号 二、工程概况： XX河双线特大桥XX端拱脚处因地质条件较差，拱座基础开挖前需先施工预应力锚索，锚索总计71根，每根长40米（锚固端10米)，按4.0m×4.0m（纵×横，局部可适当调整）布置，锚索施工完毕后，基础洞口边仰坡（XX岸锚索节点间）采用喷锚网防护，具体参数为：喷10cm厚C20混凝土，22mm砂浆锚杆1.0m×1.0m交错布置，每根锚杆长3.0m，挂φ8mm钢筋网，网格间距20cm×20cm。边仰坡坡脚线以外1m设截水沟拦截地表水，沟底纵坡不小于3%；截水沟建筑材料采用M10浆砌片石。计划8月15日开工，10月15日完工。 三、施工方案： 1、技术要求： 1.1、锚索总计71根，每根长40米（锚固端10米)，按4.0m×4.0m（纵×横，局部可适当调整）布置，锚索施工完毕后，基础洞口边仰坡（XX岸锚索节点间）采用喷锚网防护，具体参数为：喷10cm厚C20混凝土，22mm砂浆锚杆1.0m×1.0m交错布置，每根锚杆长3.0m，挂φ8mm钢筋网，网格间距20cm×20cm。 1.2、边仰坡坡脚线以外1m设截水沟拦截地表水，沟底纵坡不小于3%；截水沟建筑材料采用M10浆砌片石。 1.3、锚索锚具采用OVM 15-6型，φ90钢套管配套。 1.4、锚索采用1×7标准型φ15.2、强度1860Mpa的高强度、低松弛普通钢绞线制作，每孔6束，长40m(锚固段10m),下倾20º，设计锚固力700KN。 1.5、制作锚索时，钢绞线长度应较设计长度增加1.5m锚头张拉段。 1.6、锚索应涂刷防腐油脂，自由段锚索外套φ22聚乙烯塑料套管隔离防护。 1.7、锚垫墩采用C30钢筋混凝土浇筑，嵌入坡面40cm，外漏20cm,墩底采用2cm厚水泥砂浆调平；锚垫墩顶部采用粘土夯填并设置10%的坡度以利排水；锚斜托采用C40混凝土浇筑，封锚采用C30混凝土。 1.8、锚索钻孔采用干钻，孔径130mm，并采用高压风吹净。 1.9、注浆前必须做好封孔，注浆采用M35水泥砂浆，注浆压力0.6-0.8Mpa。注浆采用自孔底向上一次有压注浆技术，中途不得停灌，保证浆液饱满密实，必要时对孔口段进行补浆，不得有里空外满的现象，待注浆体强度达到设计强度的70%以上进行张拉锁定。 2.0、张拉作业前必须对张拉机具和仪器进行标定，调校。 2.1、为了使钢绞线受力均匀，在成束张拉之前，锚索体顺布平直。宜采用小千斤顶对钢绞线进行单根分别张拉，确保钢绞线平顺和均匀受力。随后应取0.1-0.2倍设计张拉力值对锚索进行1-2次预张拉，确保锚固体各部分接触密贴，最后按设计锁定吨位张拉锁定。 2.2、锚索张拉分五级进行，即设计张拉力的25%，50%，75%，100%，以及110%，除最后一级需要稳定20-30分钟外，其余每一级需要稳定2-5分钟，并分别记录各种情况（锚头位移、锚座变形、油表读数变化等）。 2.3、锚固段扩张环与紧箍环间距0.5m,自由段紧箍环间距1.5m。 2.4、注浆管采用φ22PVC管。 2、施工原理： 预应力锚索防护是利用一定强度的水泥砂浆在有效深度的锚孔底端与周边岩石形成具有一定强度的锚固体，而后在锚索的预应力作用下，将不稳定的山体部分稳固地与稳定山体组成整体，确保边坡的稳定，不使构造裂隙进一步发展，从而达到防护目的。 预应力锚索，一方面可直接在滑面上产生抗滑阻力，另一方面通过增大滑面上的正应力来增大抗滑摩擦阻力，从而提高边坡岩土的整体性和稳定性。 3、施工特点： 3.1加固效果明显，施工工期短； 3.2施工技术难度较大，受季节性施工影响小； 3.3使用通用的机械设备，节约工程成本； 3.4受季节性施工影响小，可操作性强，劳动强度低。 4、 施工方法 搭设脚手架，人工清理坡面，技术人员按照设计要求测放锚索孔位；钻机钻孔，达到设计要求后安装锚索，采用灌浆机进行第一次注浆，一次注浆为锚固段常压注浆，注浆压力为0.2～0.3Mpa，注浆自孔底开始，自下而上进行，排除孔内积水和空气，一次注浆达孔口返浆后立即用1:1水泥砂浆封堵，深度约为0.5m；二次注浆为自由段加压注浆，在张拉结束后进行；待自由段浆体强度达到设计强度的80%以上时，二次张拉锚索施加预应力至设计应力，检测验收锚索并封锚。 5、工艺流程及操作要点 5.1、工艺流程（见图1） 图1 预应力锚索施工工艺图 5.2、操作要点 5.2.1、施工准备 做好施工场地的排水工作，材料、机械的防雨、防水工作，保证水、电畅通。将预应力的钻孔设备、注浆设备、张拉设备调至工作面附近，待坡面整修工作面完成后，马上吊运至工作面。按设计要求先进行锚索基本试验，即抗拉拔破坏性试验。为方便钻机作业，需在边坡上搭设脚手架平台，采用符合规范标准的φ48mm×35 mm 钢管作支架，用扣件联接，平台宽度为5m ，作业平台上满铺建筑模板，模板与脚手架用铁丝绑扎牢固。按设计要求，将锚孔位置准确测放在坡面上，孔位误差不得超过±50mm。 5.2.2、钻孔 钻孔应采用干钻，钻进过程中应对每个孔的钻进状态（钻压、钻速）、地层变化、地下水出露等情况作好现场施工记录。 钻孔孔径、孔深不得小于设计值。为确保锚孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m以上。钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2分钟，防止孔底尖灭、达不到设计孔径。在钻孔完成后，使用高压空气（风压0.2～0.4MPa）将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。 若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后方可下安锚索与注浆，必要时在周围适当部位设置排水孔处理。如果设计要求处理锚孔内部积聚水体，一般采用灌浆封堵二次钻进等方法处理。 孔径、孔深检查一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件下验孔，要求验孔过程中 钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，钻具验送长度满足设计锚孔深度，退钻要求顺畅，用高压风吹验不存明显飞溅尘碴及水体现象。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位，全部锚孔施工分项工作合格后，即可认为锚孔钻造检验合格。 5.2.3锚索制作 锚索制作工艺流程：编束通知单→下料、清洗→安装承载体→挤压P锚→编束→安装支撑环→安装注浆管→验收→库存。 图2 预应力锚索结构图 在预先平整好的下料场地上按下料长度进行下料，每根绞线长度误差控制在10cm左右。下料要求用砂轮切割机切割好以后，钢绞线全段除锈除污垢后，将每束锚索平顺地放在制作平台上，用钢卷尺量出锚固段和自由段，分别作出标记，在自由段涂抹防腐油漆，作防腐处理后再外套φ22聚乙烯塑料套管隔离防护。按要求设置承载体、隔离环，隔离环每2m放1个，用GYJ60A型挤压机对剥除部分挤压上P锚。索体要求绑扎牢固，钢绞线应平行顺直。对不同位置处的承载体相应的绞线外露端做出临时和永久性标记。灌浆管绑扎在锚索体上，灌浆管头部距锚索体端部5～10cm，灌浆管使用前，要检查有无破裂、堵塞。绑扎好的锚索顶部要安装导向帽，以方便穿索。 锚索制好后应将承载体、P锚外部涂上防腐油漆。检查合格后的锚索标识好以后分区存放，同时做好防雨、防晒工作。 5.2.4锚索安装 安索前，要核对锚索编号是否与孔号一致，确认无误后，用人工将锚索平顺穿入锚孔，当外露部分满足工作长度时即到位，停止穿索。锚索往孔内穿时，索体必须平顺，不得扭绞，同时应避免损伤PE（或PVC）管及支撑环脱落。 5.2.5注浆 浆液要搅拌均匀，随绞随用，并在初凝前用完。严防石块等杂物混入浆液。注浆材料为纯水泥浆，水泥选用P.042.5普通硅酸盐水泥，水灰比为0.38～0.48，外加10%复合膨胀剂和0.6%的高效早强减水剂。浆体强度不小于30MPa，注浆压力不小于0.3 MPa。边注浆边缓慢抽拔注浆管，保证注浆管口处于浆液面以下。并保证浆体密实、饱和，达到设计浆体强度。待孔口溢出清晰的浆体即可停止注浆。注浆过程中要做好相关记录，并做好试验块。 5.2.6锚索的张拉 锚索张拉锁定采用间隔施工，即每间隔1 ～2根锚索进行循环张拉锁定。张拉分5级2次进行， 即按设计值的25% 、50% 、75% 、100%、110%进行张拉， 每级张拉观测稳定时间为5 ～10 min， 其中前3级为一次张拉，一次张拉完毕5天后进行二次张拉， 二次张拉至110% 时， 观测稳定10 min 后，回油至50% 观测10 min 稳定后锁定。张拉千斤顶的轴线必须与锚索轴线一致，锚环、夹片和锚索体张拉部分不得有泥砂、锈蚀层或其它污物。 张拉结束后，将锚板外的钢绞线处理好，不能松散，以备再进行张拉。为防止外锚头的长期暴露，每次结束后应作相应的防护。 每级张拉的稳定时间必须保证，预应力张拉采用“双控法”控制，以张拉油压为主，伸长值进行校核。当出现异常情况时，必须停止作业进行检查，查明原因后方可继续进行作业。 5.2.8张拉锁定、封锚 预应力张拉完成后，用手提砂轮机切除多余钢绞线，外留长度5cm。填充好油脂后对锚头采用不低于20MPa的混凝土进行封锚，防止锈蚀和兼顾美观。 四、锚索试验