青岛某地铁C1区预应力锚索施工方案.docx
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青岛某地铁C1区预应力锚索施工方案
目录
一、编制依据及原则2
1.1编制依据2
1.2编制范围2
二、工程概况2
2.1工程简介2
2.2围护结构设计情况2
2.2工程地质情况5
三、总体施工部署5
3.1施工方案5
3.2材料及设备配置6
3.3施工进度计划6
四、施工方法7
4.1钻孔7
4.2锚索制作7
4.3锚索安装8
4.4锚固段注浆9
4.5安装腰梁、锚墩、锚具9
4.6锚索张拉9
4.7封锚10
4.8锚索实验10
五、锚索施工注意事项及质量保证措施11
5.1技术指标11
5.2特殊情况处理11
5.3质量保证措施12
六、施工监测13
6.1监测的作用13
6.2监测的项目及指标13
6.2.1施工监测项目13
6.2.2监测频率13
6.3锚索监测方法13
七、安全施工目标及措施13
6.1安全施工目标13
6.2安全管理措施13
6.3施工安全技术措施14
八、环保要求及措施14
附1钢绞线理论伸长值计算16
C1区预应力锚索施工方案
一、编制依据及原则
1.1编制依据
⑴青岛地铁一期工程（3号线）C区明挖区间围护结构
（一）设计图纸。
⑵《土层锚杆设计与施工规范》（CECS22：
2005）
1.2编制范围
本施工方案编制范围为青岛地铁一期工程（3号线）火车北站站C1区基坑围护结构预应力锚索施工方案。
二、工程概况
2.1工程简介
青岛地铁一期工程（3号线）火车北站位于青岛市李沧区，C1区为地铁1号线出入段线明挖区间，包括1号线正线左右线与出入段线，位于车站南端。
C1区设计范围为：
CK0+015.323～CK0+300.00；设计基坑长度284.677m，标准段结构最大宽度11.45m，最小宽度10.8m；加宽段结构最大宽度为29.44m，最小宽度为22.7m,最大开挖深度约21m，具体情况见附图。
。
2.2围护结构设计情况
C1区围护结构采用φ1200@1500+φ1000@1300钻孔灌注桩,止水帷幕采用桩后φ1000@750高压旋喷桩+φ600@1500（或φ600@1300）桩间高压旋喷桩。
本基坑采用桩撑体系为主，基坑加宽段设置有桩锚体系，即C1区RK0+015.323～RK0+060.00采用第一道钢筋砼支撑+钢支撑+预应力锚索体系。
详见下图1～4。
锚索采用φs15.24钢绞线，设置在冠梁顶标高以下15m至21m之间，该区域设置道数为2～3道，共计168束，单束设计最长约21m，最短为11.5m；水平间距1.5m，每道竖向间距为3m。
锚索具体参数见下表所示。
锚索设计参数表：
C1区围护结构横剖面图1（K0+24.5～K0+60）
C1区围护结构横剖面图2（K0+21.0）
C1区围护结构横剖面图3（K0+28.225射流风机加高段）
C1区锚索区域支撑纵剖面图4（西侧）
2.2工程地质情况
青岛地铁火车北站站位于青岛市李沧区，属于海相沉积和李村河入海口交汇的滩涂地貌，濒临胶州湾东岸，地形平坦，地形平坦开阔，地面高程一般在2～4m之间。
后经填海造地，地铁站址范围成为了多年垃圾填埋区。
基坑地质情况从上至下依次为：
建筑垃圾层、生活垃圾层、淤泥质粉质粘土层、粉质粘土层及下伏全风化、强风化、中风化基岩。
C1区锚索区域地质情况：
<5-1>全风化泥质砂岩，<5-2>强风化泥质砂岩，<6-1>全风化砂岩，<6-2>强风化砂岩。
详见下图：
C1区锚索区域地质纵剖面图
三、总体施工部署
3.1施工方案
土方开挖至锚索标高下50cm时，在喷射混凝土表面标志出锚索标高线和钻孔位置，采用锚索钻机在所定位置钻眼，钻眼达到设计深度后，停止钻进，往孔内吹高压风清除孔内残留土。
钻进中注意收集地层变化情况，若发现地质条件与设计情况不符及时通知设计方采取补强措施，成孔后及时穿索注浆，并安装腰梁按设计要求进行张拉，张拉完成后及时封锚。
3.2材料及设备配置
锚索施工所需材料及设备表：
序号
名称
单位
数量
备注
1
φs15.24钢绞线
吨
7.2
2
普通硅酸盐水泥
吨
6
P.042.5
3
锚索传力座
套
168
4
钻孔机
台
1
5
穿心式千斤顶
台
1
6
油泵
台
1
7
注浆机
台
1
8
空压机
台
1
3m3
9
风镐
件
1
10
吊车
台
1
20T
11
切割机
台
1
3.3施工进度计划
锚索施工时间从2012年5月1日至2012年6月15日施工结束，具体施工时间详见下表：
序号
施工步序
施工时间
1
加宽段第一道锚索
2012.05.01～2012.05.15
2
加宽段第二道锚索
2012.05.16～2012.06.01
3
加宽段第三道锚索
2012.06.02～2012.06.15
四、施工方法
锚索施工工艺流程图如下图所示：
4.1钻孔
钻孔是锚索施工的关键工序。
为确保钻孔效率和保证钻孔质量，采用潜孔冲击式钻机。
本工程钻孔孔径D=150mm,钻机钻进时，按锚索设计长度将钻孔所需钻杆摆放整齐，钻杆用完，即孔深就到位。
钻孔深度要超出锚索设计长度0.5m左右。
钻孔结束，逐根拔出钻杆和钻具，将冲击器清洗好备用。
用一根聚乙烯管复核孔深，并以高压风吹孔，待孔内粉尘吹干净，且孔深不少于锚索设计长度时，拔出聚乙烯管，塞好孔口。
4.2锚索制作
锚索在钻孔的同时于现场进行编制，孔内锚固段采用波纹形状，张拉段采用直线形状。
钢绞线下料长度为锚索设计长度、锚头高度、千斤顶长度、工具锚和工作锚的厚度以及张拉操作余量的总和。
正常情况下，钢绞线截断余量取50mm。
将截好的钢绞线平顺地放在作业台架上，量出孔内锚固段和锚索设计长度，分别作出标记；在锚固段的范围内穿设架线环，间距1m，两对架线环之间扎紧箍环一道；自由段每2米也扎一道架线环，保证钢绞线顺直，并用塑料管穿套，内涂黄油；最后，在锚索端头套上导向帽，导向帽材料为φ48，t=1.5mm焊管。
在锚索自由段套装聚乙烯软管，使自由段不与水泥浆及孔壁间发生粘连，以保证钢绞线自由段能自由伸缩。
具体见下图所示：
锚索结构示意图
4.3锚索安装
向锚索孔装索前，要核对锚索编号是否与孔号一致，确认无误后，再以高压风清孔后，即可着手安装锚索。
由于锚索较长、较重，锚索入孔要慢，在孔内平直不扭，锚索在架线环支撑下居中，下锚过程中如遇塌孔，应拔出扫孔后再下入。
注浆管宜随锚索杆体一同放入孔内，为预防下锚过程中注浆管被土堵塞，可联接注浆泵，开小水，边下锚边送水，使锚索及注浆管顺利安放到位。
4.4锚固段注浆
锚固法注浆采用排气注浆法施工。
本工程为下倾的孔，注浆管插至孔底，水泥浆由孔底注入，空气由锚索孔排出；采用砂浆位置指示器控制注浆位置；灌浆材料采用纯水泥浆。
水泥采用42.5R普通水泥，水灰比为0.45～0.5，锚索孔注浆采用注浆机，注浆体强度不小于25Mpa,一次注浆压力保持在0.5～1Mpa,并采取二次注浆，注浆压力2～3Mpa,且需稳压2分钟。
注浆浆液应搅拌均匀，随搅随用，并在初凝前用完，严防土石块、杂物混入浆液。
注浆时，注浆管的出浆口应插入距孔底300～500mm处，浆液自下而上连续灌注，且确保孔内顺利排水、排气。
注浆后不得随意敲打锚索杆体，也不得在杆体上悬挂重物。
4.5安装腰梁、锚墩、锚具
注浆完成后，安装现场拼制好的腰梁，与围护墙体固定牢固。
锚墩的作用是把锚具的集中荷载传递到岩面和调整岩面受力方向。
为了使锚墩上表面与锚索轴线垂直，预先将一根外径与钻头直径相同的薄壁钢管和垫板正交焊牢，浇筑锚墩前将钢管的另一端插入钻孔即可。
装锚板和夹片：
钢绞线通过锚板上的对应孔后，锚板紧贴锚垫板，在每孔中钢绞线和孔壁间装入两片夹片，将卡片打入锚孔，要求两夹片外露面平齐，间隙均匀。
安装限位板：
将限位板的孔通过钢绞线后，限位板紧贴锚板无缝。
装千斤顶：
钢束通过千斤顶的孔道，千斤顶紧贴限位板，使千斤顶、限位板、锚板、锚垫板都在钢束的轴心线上（即四对中）。
注意：
钢绞线在千斤顶内要理顺，不能交错，否则会发生断丝。
装工具锚、夹片：
工具夹片的光面应先抹少许石腊或垫塑料薄膜后再装入，便于夹片的退出。
4.6锚索张拉
张拉锚索前需对张拉设备进行标定。
标定时，将千斤顶、油管、压力表和高压油泵联好，在压力机上用千斤顶主动出力的方法反复试验三次，取平均值，绘出千斤顶出力（KN）和压力表指示的压强（MPa）曲线，作为锚索张拉时的依据。
因国产压力表初始起动压强不完全相同，所以，标定曲线上必须注明标定时的压力表号，使用中不得调换。
压力表损坏或拆装千斤顶后，要重新标定。
张拉时，注浆体强度不小于25Mpa。
锚索锁定前先张拉至设计预应力的1.1倍，保持15分钟，然后卸荷至零，再重新张拉至锁定荷载进行锁定作业。
即张拉程序为：
0→110%δcon（持荷15分钟）→0→100%δcon锚固
张拉应采用双控法即利用张拉应力和伸长值来控制锚索应力，以控制油表读数为主（控制应力为主），用伸长量来校核，锚索伸长量计算过程见后附1所示。
4.7封锚
补偿张拉后，立即进行封锚。
封锚时，从锚具外端留下50mm钢绞线，多余的部分截去，在其外部包覆厚度不小于50mm的水泥砂浆保护层。
4.8锚索实验
锚索实验的主要目的是确定锚固体与岩土体的摩阻强度和验证锚索设计参数（如：
锚固长度、抗拔力等）和施工工艺的合理性，因而锚索的破坏应控制在锚固体与岩土体间。
验收试验的目的是检验施工质量是否达到设计要求，也称现场验收试验或质量控制试验，它是针对所有工程锚索进行的；通过验收试验，可获知锚索受力大于设计荷载时的短期锚固性能，以及设计条件时锚索的安全系数，以验证设计的合理性和安全性。
将验收试验结果与基本试验结果进行恰当的对比，可作为锚索长期性能评价的参考。
试验设备和方法：
试验设备包括张拉千斤顶、油压表、油泵和用于连接它们的高压油管，以及相关变形量测系统和固定设施。
张拉设备投入正式使用前，应有具有相应资质的计量单位进行标定，且在有效期内，并应绘制压力表与系统拉力曲线。
验收试验对张拉系统的精度要求一般较高，试验时对锚索施加应力和变形需要几种设备同时进行测定，如精度较高的压力表、压力传感器、千分表、游标卡尺等。
五、锚索施工注意事项及质量保证措施
5.1技术指标
①锚位点放线，各方向允许误差均为±1cm。
②所有紧固件误差不超过：
倾角±0.5°，方位角±1°。
③锚索钻孔深度不应小于设计，也不宜大于设计长度500mm。
④锚索的长度要根据钻孔的实际深度确定，允许误差±2cm，并对锚索按孔号相应编号。
⑤安放锚索要保证锚索孔壁有不少于1cm的注浆厚度，锚索安放要平直，张拉段要放在锚孔中央。
⑥严格控制加水量和水灰比，灰砂比允许误差为±0.03。
⑦锚墩制作允许偏差各方向均为±3cm，安装时应先安放好孔口定位钢管，以保证锚墩与锚孔垂直。
⑧张拉前张拉设备要标定，重复三次取平均值。
各根钢纹线拉力不均匀系数在0.95--1.05之间，各根钢纹线的拉力差为±5%。
⑨钢绞线理论伸长率误差为±6%
⑩张拉段注浆必须待浆液溢出孔口稳定1--2分钟，方可停止注浆，24小时后还需进行补浆，以确保注浆饱满。
5.2特殊情况处理
①渗水的处理。
在钻孔过程中或钻孔结束后吹孔时，从孔中吹出的都是一些小石粒和灰色或黄色团粒而无粉尘，说明孔内有渗水，岩粉多贴附于孔壁，这时，若孔深已够，则注入清水，以高压风吹净，直至吹出清水；若孔深不够，虽冲击器在工作，仍有进尺，但应立即停钻，拔出钻具，洗孔后再继续钻进，如此循环，直至结束。
当
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