预应力锚索张拉施工指导性方案.docx

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预应力锚索张拉施工指导性方案

预应力锚索（杆）施工指导性方案

一、工程概况

管段起讫里程为DK***+219.75～DK***+075.00，管段内共76段路基，路堑边坡防护形式主要有：

预应力锚索（杆）框架、普通锚杆框架、孔窗式护坡（护墙）、拱形骨架、浆砌片石，路堤边坡防护形式主要有：

拱形骨架、浆砌片石护坡、正六边形砼空心块、三维柔性生态护坡。

管段内路基以路堑为主，边坡防护以预应力锚索为主。

二、边坡地质情况

沿线地形、地质条件比较复杂，区域地质作用剧烈，不良地质发育。

沿线边坡主要地质为泥质粉砂岩、强风化泥质砂岩、粉质粘土，岩质软，具有膨胀性，节理裂隙发育，岩体较破碎，部分地段有顺层，

三、整体施工方案

预应力锚索（杆）防护施工主要由测量放样、钻孔、锚索制作及安装、注浆、格梁及锚墩施工、锚索（杆）计安装、张拉及锁定、补充注浆（二次注浆）、封锚等工序组成。

在锚索施工前必须进行锚索（杆）拉拔试验。

1、测量放样

为保证锚孔位置准确，格梁整体线型美观，可采用整体布孔位，搭设坡面脚手架的方法。

具体操作过程中严格控制好坡顶、坡脚（同一坡面上）两条基准线（基准线一般定位格梁面高程），依据上下基准线挂坡面线，分别确定各节点位置，然后按照挂线位置紧贴坡面搭设脚手架，按照格梁尺寸搭设，将锚孔位置定于脚手架节点上（要考虑钢管直径），局部进行高低调整，保证整体脚手架平齐。

2、钻孔

钻机应严格按照设计孔位、倾角和方位准确就位，采用测角量具控制角度，孔位、孔斜率、孔径、孔深满足规范及设计要求。

成孔后孔口进行覆盖防护，防止雨水或土渣进入孔内。

钻进过程中应对每孔地层情况、进尺速度、潮湿程度以及一些特殊情况作现场记录。

如遇塌孔，应采用套管跟进组合钻具作业或注水泥砂浆处理。

锚杆（索）成孔后应及时下放锚索（杆）并注浆。

3、锚索制作及安装

制作锚索前，准确计算钢绞线的每根长度，采用切割机切割，严禁电焊烧割，长度一次性截取，不得采用焊接等连接，考虑锚索张拉工艺要求，锚索实际长度比设计长度多留2m。

安装承载体过程中，剥离钢绞线表面塑料套管（和载体连接部位），将钢绞线表面防腐油脂清洗干净，然后用挤压机将挤压套和钢绞线进行机械连接。

按照设计要求安装隔离架、架线环、对中支架等配件。

压力分散型锚索因各单元锚索长度不同，因此应对各单元锚索进行标记。

编号可采用两重编号的原则，避免因施工中因锚索拖动将标记磨损，一是对钢绞线外露段（剥皮后）用不同颜色胶带标记；二是对外露段外套管分别采取切除不同长度的方式。

以上两种方式同时使用，特别要注意，锚索张拉时外露钢绞线套管要全部剥离，一定要采取可靠的方法。

下锚前，应采用高压风反复清孔，并用一根聚乙烯管复核孔深，待孔内粉尘吹净且孔深不小于锚索设计长度时，拔出聚乙烯管，准备下放锚索。

下锚索过程中，推送锚索时用力要均匀一致，应防止在推送过程中损坏锚索配件。

推送锚索时不得使锚索转动，将锚索体推送至预定深度后，检查注浆管是否畅通，否则应拔出锚索体，排除故障后重新安装。

4、注浆

注浆用采用注浆机进行，必须从孔底到孔口返浆式注浆，注浆压力不小于0.6～0.8MPa，浆液采用M40水泥砂浆。

浆从孔口溢出时视为注满，必须一次注满，要多进行次补浆，以保证浆体充满钻孔。

注浆完毕后，将锚索固定在孔口中央。

预应力锚杆注浆分为两次注浆，第一次为锚固段注浆，待锚杆张拉锁定后第二次注浆。

5、格梁及锚墩施工

施工程序为：

测量放线→格梁开挖→砂浆垫层→绑扎钢筋→支立模板→安装锚索孔口波纹管→安装螺旋筋及孔口钢筋网→安装锚具（锚垫板）→现浇混凝土→混凝土养护。

格梁在施工前，首先开槽并进行修整，然后采用C20混凝土垫层找平，对超挖部位严禁采用松散土块回填，必须采用C20混凝土填补，严禁格梁垫层下有虚渣和空洞。

严格按照设计图纸和规范要求绑扎钢筋，确保主筋长度及箍筋间距满足要求，钢筋接头尽量避开节点位置。

模板必须安装顺直，接缝严密，顶面可进行加盖，确保格梁面平整。

浇筑过程中，控制浇筑速度，不宜过快，防止胀模，浇筑过程中必须进行振捣，确保砼密实。

菱形格梁施工完砼后可在挡水堰位置埋设预埋钢筋，保证后续挡水堰施工时与格梁的连接质量。

拆除模板时，保证混凝土表面及棱角完整，不被破坏。

浇筑完后对格梁进行覆盖养生，特别是锚墩位置，必须按要求养护到位。

6、锚索（杆）计安装

若需要安装锚索（杆）计的孔位，按照工点图中指定孔位进行安装，安装前必须进行标定、编号，安装时保证锚索（杆）计座在锚墩面上，必须放置平稳，锚索（杆）从测力计孔中心穿过，如发现几何偏心过大，应及时调整。

7、张拉及锁定

在张拉前必须根据锚索锚固设计吨位选择合适的千斤顶及油压泵，并进行标定，得出千斤顶拉力和油压表压强的张拉方程。

根据相关参数计算锚索张拉荷载及伸长量，并计算出不同荷载对应的张拉油表读数。

当格梁砼强度及孔内M40砂浆强度，达到设计强度的80%以上，方可进行锚索的张拉。

在正式张拉前，先按照荷载为0.1倍的设计拉力预张拉，整体张拉1～2次，使锚索拉直，然后松开。

压力分散型锚索进行张拉时，按照设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%五级分级补偿，分级整体张拉。

在张拉过程中，当荷载每增加一级，均应稳定5min，并记录位移读数。

最后一级张拉荷载应维持10~20min，每级稳定后测读锚头位移不应少于3次。

张拉至110%稳定后可进行锁定，若发先应力损失，应及时进行补张拉。

8、补充注浆（二次注浆）

张拉锁定后，可进行补充注浆。

预应力锚索应从补浆孔进行补浆，保证波纹管及锚具内注浆饱满。

预应力锚杆采用二次注浆管进行注浆，注浆前确保排气孔畅通。

9、封锚

锚索张拉完成7天后，对其拉力和外观进行复查，复查合格后，采用手提砂轮机切除多余钢绞线（从锚具起预留大于10cm，但不超过锚头），然后支模，用混凝土及时封闭锚头，要求整齐、美观。

四、关键工序施工（锚索（杆）张拉）

1、工艺流程图

压力分散型预应力锚索（3单元6束）为图1所示，拉力集中型预应力锚索、预应力锚杆为图2所示，见下图。

注：

当预应力锚索为2单元4束时，每循环只进行第一步补偿张拉（补偿张拉1），不需第二部补偿（补偿张拉2），其他工序仍按照流程进行。

图1：

压力分散型预应力锚索张拉工艺流程图

图2：

拉力集中型预应力锚索、预应力锚杆张拉工艺流程图

2、工艺流程

（1）压力分散型预应力锚索（3单元6束）

①预张拉：

在正式张拉前，先按照荷载为0.1倍的设计拉力预张拉，整体张拉1～2次，使锚索拉直，然后松开。

②差异分步补偿张拉：

第一步：

先按照差异荷载△P1张拉第一单元（最长一组锚索），并采用△L1-2进行控制，张拉到位后锁定工作锚和工具锚；在千斤顶行程内可不回油，压力表不归零，继续进行第二步张拉。

第二步：

再按照差异荷载△P2同时张位第一单元（最长一组锚索）和第二单元（次长一组锚索），并用△L2-3进行控制，张拉到位后锁定工作锚和工具锚；在千斤顶行程内不回油，压力表不归零，继续进行整体同步张拉。

③分级补偿，分级整体张拉：

按照上述，每级荷载张拉前先进行第一、二步分单元补偿张拉后，再将三组锚索（即一、二、三单元）整体张拉，按照设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%五级分级补偿，分级整体张拉，至张拉锁定。

（2）压力分散型预应力锚索（2单元4束）

①预张拉：

在正式张拉前，先按照荷载为0.1倍的设计拉力预张拉，整体张拉1～2次，使锚索拉直，然后松开。

②差异分步补偿张拉：

按照差异荷载△P1张拉第一单元（最长一组锚索），并采用△L1-2进行控制，张拉到位后锁定工作锚和工具锚；在千斤顶行程内可不回油，压力表不归零，继续进行整体同步张拉。

③分级补偿，分级整体张拉：

按照上述，每级荷载张拉前先进行第一单元补偿张拉后，再将锚索（2单元）整体张拉，按照设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%五级分级补偿，分级整体张拉，至张拉锁定。

（3）拉力集中预应力型锚索、预应力锚杆

①预张拉：

在正式张拉前，先按照荷载为0.1倍的设计拉力预张拉，整体张拉1～2次，使锚索拉直，然后松开。

②按照设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%五级分级整体张拉，至张拉锁定。

3、张拉荷载和伸长量计算。

（1）压力分散型预应力锚索（3单元6束）

①张拉荷载计算：

锚索设计荷载采用平均法进行分配，即每单元锚索承受的荷载为设计荷载的1/3，单根锚索承受的荷载为1/6，忽略孔道摩擦和其它不利因素。

②伸长量计算：

根据每单元锚索长度，确定各级荷载对应的伸长量。

△L1=PL1/EA△L2=PL2/EA△L3=PL3/EA

公式中（L1、L2、L3）长度计算时，锚索有效张拉长度=锚固段+自由段+锚墩轴心厚度+锚具厚度+千斤顶的工作长度。

③差异荷载和伸长量计算：

差异伸长量：

△L1-2=△L1-△L2△L2-3=△L2-△L3

差异荷载：

△P1=E*A*（△L1-2/L1）*2

△P2=E*A*（△L2-3/L2十△L2-3/L1）*2

其中：

L1，L2，L3—分别为第一、二、三单元锚索的长度，且L1>L2>L3；

△L1，△L2，△L3—各单元锚索在各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）的作用下的伸长量；

△L1-2，△L2-3—各单元锚索在各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）作用下的差异伸长量；

P—各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）的作用下单根钢绞线束的荷载；

A—单根钢绞线束的截面面积；

E—钢绞线的弹性模量；

△P1，△P2—各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）分步差异张拉之第一、二步级张拉荷载增量。

（2）压力分散型预应力锚索（2单元4束）

①张拉荷载计算：

锚索设计荷载采用平均法进行分配，即每单元锚索承受的荷载为设计荷载的1/2，单根锚索承受的荷载为1/4，忽略孔道摩擦和其它不利因素。

②伸长量计算：

根据每单元锚索长度，确定各级荷载对应的伸长量。

△L1=PL1/EA△L2=PL2/EA

公式中（L1、L2）长度计算时，锚索有效张拉长度=锚固段+自由段+锚墩轴心厚度+锚具厚度+千斤顶的工作长度。

③差异荷载和伸长量计算：

差异伸长量：

△L1-2=△L1-△L2

差异荷载：

△P=E*A*（△L1-2/L1）*2

其中：

L1，L2，—分别为第一、二单元锚索的长度，且L1>L2；

△L1，△L2—各单元锚索在各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）的作用下的伸长量；

△L1-2—锚索在各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）作用下的差异伸长量；

P—各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）的作用下单根钢绞线束的荷载；

A—单根钢绞线束的截面面积；

E—钢绞线的弹性模量；

△P—各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）差异荷载增量。

（3）拉力集中预应力型锚索、预应力锚杆

锚索有效张拉长度=锚固段+自由段+锚墩轴心厚度+锚具厚度+千斤顶的工作长度。

按照设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%的作用下，整体分级张拉。

△L=P*L/（E*A）

其中：

L—锚索（杆）的长度（为锚索时L均等长）；

△L—各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）的作用下的伸长量；

P—各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）；

A—孔内钢绞线（锚杆）的总截面面积；

E—钢绞线（锚杆）的弹性模量；

4、张拉过程控制

（1）张拉前将锚垫板管内的混凝土清理干净、消除钢绞线上的锈蚀、泥浆。

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轴线在一条直