水电水利工程预应力锚索锚固质量 无损检测规程Word文件下载.docx

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附录B15

条文说明16

1总则

1.0.1为统一水电水利工程预应力锚索锚固质量无损检测方法的技术要求，规范检测行为，确保检测质量，特制定本规程。

1.0.2本规程适用于大中型水电水利工程的预应力锚索锚固质量无损检测及质量评价。

1.0.3水电水利工程预应力锚索锚固质量应进行无损检测，并对锚索锚固质量进行评价。

1.0.4水电水利工程预应力锚索锚固质量无损检测除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术语和符号

2.1术语

2.0.1预应力钢绞线pre-stressedcablebolt

由多根高强度钢丝捻制并经消除应力处理后，具有强度高和松弛性能好的绞合钢缆。

2.0.2预应力锚索pre-stressedanchorcable

由锚具、预应力钢绞线和附件构成的结构体。

2.0.3预应力锚固pre-stressedanchorage

对预应力锚索施加张拉力，提高岩土体或支挡结构物的稳定性，改善其内部应力状况的技术措施。

2.0.4外锚头outerfixedend

对锚索实现张拉和锁定的支撑装置。

2.0.5锚束体tensilesection

利用锚索自身的弹性变形将拉力传递给锚固体，锁定后能够适应设计范围内的拉力变化以及伸缩或弯曲变形的锚索部分。

2.0.6内锚固段inneranchoringsection

预应力锚固体的内部持力端，采用胶结材料使锚固体内端与岩体粘结成整体的部分。

2.0.7锚固体cableboltingsystem

锚索锚固后，锚索、注浆体和钻孔周围岩体组成的复合体，由外锚头、锚束体和内锚固段组成。

2.0.8有粘结预应力锚索bondedpre-stressedcablebolt

预应力钢绞线经张拉锁定、灌浆后，其张拉段与被锚固介质无相对滑动的预应力锚索。

2.0.9无粘结预应力锚索nonbondedpre-stressedcablebolt

预应力钢绞线经专用防腐脂油敷涂和外包层处理，经张拉锁定后，其张拉段在被锚固介质内可相对滑动的预应力锚索。

2.0.10锚索长度cableboltinglength

有粘结预应力锚索长度为外锚头和锚固段长度之和；

无粘结预应力锚索长度为外锚头、自由段和内锚固段长度之和。

2.0.11锚固长度cableboltinganchoredlength

有粘结预应力锚索为孔口到孔底的注浆段长度，无粘结预应力锚索为内锚固段长度。

2.0.12锚固体完整性cableboltingintegrity

反映锚索锚固体断面尺寸、注浆密实性、连续性的综合指标。

2.0.13锚固缺陷cableboltingflaws

使锚固体完整性恶化，引起锚固结构强度和耐久性降低的灌浆不密实、达不到设计要求的锚固长度等现象的总称。

2.0.14锚索无损检测cableboltno-damagedetectingorcableboltinspection

对锚索锚固体实施无损害或不改变其性能的检测。

2.0.15声波反射法sonicreflectionmethod

采用瞬态或稳态方式在外锚头激振，实测外锚头的加速度或速度时程响应曲线，通过波动理论或时频分析，对锚固体的完整性进行判定的无损检测方法。

2.0.16垂直叠加verticalstack

为增强有效波能量，在同一位置重复激发、重复接收，叠加振动记录。

2.2符号

2.1.1材料性能参数

Cb——钢绞线波速，m/s；

Cc——注浆材料波速，m/s；

Cr——围岩波速，m/s；

Ct——锚固体波速，m/s。

2.1.2几何参数

A——锚索杆体截面面积，mm2；

L——钢绞线长度，m；

Lr——设计锚固长度，m；

Φ——锚索锚固体直径，mm。

2.1.3测试参数

Cbm——同类钢绞线的波速平均值，m/s；

Ctm——同类锚索体波速平均值，m/s；

D——注浆密实度，%；

f——声波频率，Hz；

Lm——实测锚固长度，m；

Lx——锚索缺陷段累计长度，m；

Lr＇——实测锚索锚固体长度，m；

L0——实测外锚头长度，m；

T——声波信号周期，s；

ti——时间、声时测量值，s；

tx——缺陷反射波到达时间，s；

t0——入射波波动开始时刻，s；

x——接收传感器至缺陷界面的距离，m；

△f——锚索锚固体底部相邻谐振峰之间的频差，Hz；

△fx——缺陷相邻谐振峰之间的频差，Hz；

te——锚固体底部反射波旅行时间，s。

3基本规定

3.0.1预应力锚索锚固质量无损检测实施前，应根据施工设计资料编制实施方案，现场检测后应及时编制简报，项目完成后应提交锚索锚固质量无损检测结果总报告。

3.0.2水电水利工程预应力锚索锚固质量检测宜采用声波反射法，应对锚索长度和锚固体完整性进行检测与评价。

3.0.3水电水利工程预应力锚索锚固质量检测前应进行锚索模型试验，确定锚固体波速值。

3.0.4检测成果应根据检测方法的技术特点和适用范围，结合现场施工工艺、使用要求、施工过程等因素进行综合分析判断。

3.0.5检测设备应经质量技术监督部门授权的检定机构检定或校准合格。

3.0.6检测时应确保所使用的仪器、设备在检定或校准周期内，并处于正常状态。

3.0.7检测单位应通过相应的实验室认可或计量认证，检测人员应经过培训合格，并具有相应的资质。

3.0.8预应力锚索无损检测的新方法、新设备，应经过试验验证和工程建设有关各方认可后方可在检测中采用。

4检测设备

4.0.1检测设备应配套齐全、功能完整，主要技术参数和精度符合本标准要求，宜实现检测资料数字化长期保存。

4.0.2检测设备应满足防尘、防潮及防水等检测环境要求，并能在-10℃～50℃环境下正常工作。

4.0.3检测系统应包括激振器、传感器和信号采集与分析仪等。

4.0.4激振器应符合下列规定：

1激振器宜采用瞬态激振器或稳态激振器；

2瞬态激振器应包括能激发宽脉冲至窄脉冲的力锤系列；

3稳态激振器应激振力可调，电磁式稳态激振器扫频范围宜为200Hz~8000Hz。

4.0.5传感器应符合下列规定：

1宜采用加速度传感器或速度传感器；

2传感器结构宜采用中空式或非中空式。

非中空式传感器感应面直径宜小于单根钢绞线截面直径，可通过强力磁座或粘结材料与钢绞线外露端耦合；

3传感器响应频率宜为1Hz～10000Hz；

4在线性响应范围内，加速度传感器电荷灵敏度宜为10pc/（m/s2）～20pc/（m/s2）；

速度传感器电压灵敏度宜为50mV/（cm/s）～300mV/（cm/s）。

4.0.6信号采集与分析仪应符合下列规定：

1应具有输入、显示、储存检测参数和实测波形的功能，一屏宜同时显示不少于三条采样波形；

2应具有数据处理、分析以及数据通信功能；

3模拟放大器频率带宽范围应为1Hz～10000Hz；

4具有滤波频率可调功能，模数转换应不低于24位；

5采样间隔最小为2μs，且可调，采样长度可调；

6应具有垂直叠加功能。

5检测比例及评定标准

5.1一般规定

5.1.1锚索施工质量评价应以单项或单元工程为评价单位，按锚索数量进行计量。

5.1.2预应力锚索锚固质量应检测锚索长度，评价锚固体完整性。

5.2检测比例

5.2.1常规部位预应力锚索施工质量检测比例应不少于施工总数的20%，且单项或单元工程不少于10束。

5.2.2关键部位预应力锚索施工质量检测比例应不少于施工总数的50%，必要时应100%检测，且单项或单元工程不少于20束。

5.2.3单项或单元工程锚索施工质量检测合格率达不到要求时，应加倍检测。

5.3评定标准

5.3.1锚固体检测长度判定应符合下列规定：

1设计对锚固体长度有具体要求，锚固体检测长度满足设计要求可判定锚固体长度合格。

2设计对锚固体长度无特殊要求，检测长度应大于等于其设计长度的95%，可判定锚固体长度为合格。

5.3.2锚固体完整性评定为Ⅱ类及以上，可判定锚索注浆质量合格。

5.3.3根据检测锚固体长度和完整性，锚索锚固质量分级标准如下：

1Ⅰ级预应力锚索：

长度合格，锚固体完整性为Ⅰ类；

2Ⅱ级预应力锚索：

长度合格，锚固体完整性为Ⅱ类；

3Ⅲ级预应力锚索：

长度不合格或锚固体完整性为Ⅱ类以下。

5.3.4单项或单元工程锚索抽检质量达到以下标准，可判断为合格：

1一级和二级边坡预应力锚索抽检样本中80%达到Ⅰ级，且无Ⅲ级锚索；

2三级边坡锚索抽检样本中均达到Ⅱ级及以上。

6现场检测

6.1一般规定

6.1.1预应力锚索锚固质量现场检测宜采用声波反射法。

6.1.2预应力锚索锚固质量检测参数为锚索长度和锚固体完整性。

6.1.3锚固体完整性宜根据检测波形的时频特征、缺陷位置和大小以及施工记录等资料进行综合判定。

6.1.4检测前应检查仪器设备。

6.1.5现场检测应采用随机抽样检测。

当检测锚索数量不足或检测数据出现异常情况时，应补充检测。

6.1.6现场检测锚索应予以标识，多方检测时编号应统一；

检测仪器记录、现场标识、图纸标识的锚索编号等应一致。

6.1.7现场检测宜在锚索张拉前进行，特殊情况下可在锚索张拉后、或封锚前进行检测。

6.1.8对分散型预应力锚索应对锚索中的所有钢绞线进行检测。

6.2现场安装和操作

6.2.1接收传感器宜安装在钢绞线端部，且接收面应与钢绞线轴线垂直。

用耦合剂粘结时，应具有足够的粘结强度。

典型安装图见图6.1和图6.2。

图6.1传感器典型安装方式

（一）图6.2传感器典型安装方式

（二）

6.2.2激振器操作应符合下列规定：

1振源激振方向应与钢绞线轴线方向平行；

2分体式探头应避免激振器触击接收传感器；

3激振点宜选择在钢绞线的中心位置；

4宜用宽脉冲获取锚固底部或锚固体下部缺陷反射信号；

5宜用窄脉冲获取锚固体上部缺陷反射信号；

6稳态激振应在每一个设定频率下获得稳定响应信号，并应根据锚固体长度和锚固体围岩约束情况调整激振力大小。

6.3现场检测参数设定

6.3.1同一工程相同规格的锚索，检测时宜保持相同的技术参数。

6.3.2时域信号记录的时间段长度应在2L/Cbm时刻后延续不少于5ms；

幅频信号分析的频率范围上限不应小于5000Hz。

6.3.3锚固体长度应设定为设计锚索长度。

6.3.4锚固体波速宜设定为本工程钢绞线波速的测定值。

6.3.5激振器激振信号脉宽参数宜设置为0.5ms～1ms。

6.3.6时间采样间隔宜根据锚固体长度、锚固体波速和频域分辨率合理选择，应不小于2us。

6.3.7时域信号采样点数宜不小于1024点。

6.3.8传感器参数值应按计量检定结果设定。

6.4检测记录

6.4.1单束锚索记录参见附录A。

6.4.2检测波形信号不应失真和零漂。

6.4.3检测信号幅值不应超过测量系统的量程，不应削峰。

6.4.4单根钢绞线检测的有效波形记录应不少于3条，且波形一致性好。

6.4.5应测量和记录被测外锚头长度，并描述孔口段注浆情况。

6.5检测数据分析

6.5.1检测数据分析应以时域分析和频域分析为主，结合施工记录、地质条件和波形特征等因素进行综合分析。

6.5.2锚固体波速平均值的确定应符合下列规定：

1无粘结预应力锚索锚固体波速宜取本工程所用材质和规格的钢绞线波速平均值，按（6.5.2-1~6.5.2-3）式计算平均值：

（6.5.2-1）

（6.5.2-2）

或

（6.5.2-3）

式中:

n——参加波速平均值统计的标准钢绞线的数量（n≥3）；

Cbi——第i根试验钢绞线波速实测值，m/s，且

；

Lr＇——接收传感器至钢绞线底端距离，端收则为钢绞线的实测长度，m；

△te——钢绞线底部反射波旅行时间，s；

△f——相邻谐振峰之间的频差，Hz。

2有粘结预应力锚索锚固体波速宜取同材质、同规格、同类型、锚固体完整性为Ⅰ类以及底部反射信号明显的3束预应力锚索锚固体波速的平均值，按（6.5.2-4~6.5.2-6）式计算锚固体波速：

（6.5.2-4）

（6.5.2-5）

（6.5.2-6）

Cti——第i束试验锚固体波速实测值，m/s，且

。

6.5.3锚固体长度计算应符合下列规定：

1钢绞线底部反射波信号宜以谐振峰呈等间距排列，相邻频差的相对误差不大于5%；

2钢绞线底部反射波到达时宜取多条检测波形的底部反射波到达时的平均值；

3钢绞线长度宜按下式计算：

（6.5.3-1）

（6.5.3-2）

（6.5.3-3）

L0＇——接收传感器至钢绞线外露自由端距离，端发端收则为0，m；

Cm——同类锚固体的平均波速，m/s。

4应结合锚索结构形式，根据同一束锚索所有被检测钢绞线长度综合确定锚固体长度。

6.5.4缺陷判断及缺陷位置计算应符合下列要求：

1缺陷反射谐振信号宜以谐振峰呈等间距排列；

2时域缺陷反射波到达时间应小于锚固体底部反射波到达时间；

3幅频域缺陷信号频差值应大于锚固体底部信号频差值；

4缺陷位置应按下式计算：

（6.5.4-1）

（6.5.4-2）

x——接收传感器至缺陷界面的距离，m；

△tx——缺陷反射波旅行时间，s；

△fx——缺陷相邻谐振峰之间的频差，Hz。

5锚索缺陷长度应按下式计算：

（6.5.4-3）

（6.5.4-4）

——第i段缺陷长度，m；

——接收传感器至第i段缺陷起点界面的距离，m；

——接收传感器至第i段缺陷终点界面的距离，m；

Lx——锚固体缺陷段累计长度，m。

6.5.5单根钢绞线检测波形类别根据波形的时频衰减特性、缺陷和底部反射信号相位变化，按表6.5.5-1所列实测时域或频域信号特征进行判定。

表6.5.5-1锚固体完整性波形特征评判标准

检测波形类别

单根钢绞线检测波形

波形特征

时域信号特征

幅频信号特征

Ⅰ

波形规则，呈指数快速衰减，持续时间短

时刻前无缺陷反射波，杆底反射波信号微弱或没有

呈单峰形态，或可见微弱的底部谐振峰，其相邻频差

Ⅱ

波形欠规则，呈逐步衰减或间歇衰减趋势形态，持续时间较长

时刻前可见明显的缺陷反射波或清晰的杆底反射波，但无杆底多次反射波

呈不对称多峰形态，可见谐振峰，其相邻频差

Ⅲ

波形不规则，呈慢速衰减或间歇增强后衰减形态，持续时间长

时刻前可见明显的缺陷反射波及多次反射波，或清晰的、多次锚固体底部反射波信号

呈多峰形态，锚固体底部谐振峰明显、连续，或相邻频差

6.5.6根据锚索所检测钢绞线波形类别，锚固体完整性评判标准如下：

1Ⅰ类锚固体完整性：

锚固体所有钢绞线中Ⅰ类检测波形大于等于80%。

2Ⅱ类锚固体完整性：

锚固体所有钢绞线中Ⅱ类及以上检测波形大于等于75%，且Ⅰ类检测波形小于80%。

3Ⅲ类锚固体完整性：

锚固体所有钢绞线中Ⅱ类及以上检测波形小于75%。

6.6检测成果报告

6.6.1在检测过程中，锚索检测结果应以简报及时提交。

6.6.2简报应包括锚索布置图、被检测锚索位置及编号、锚索检测成果表、检测统计分析结果，检测曲线，并满足下列内容：

1锚索布置图中的被检测锚索和未检测锚索应分别标识；

2检测锚索成果表参见附录A；

3检测统计表具体内容及要求参见附录B。

6.6.3检测报告应在各期简报基础上形成，内容包含但不限于以下主要内容：

1工程项目概况；

2检测依据；

3检测仪器设备及方法；

4检测资料分析；

5检测成果综述；

6检测结果评价；

7附图和附表。

本标准用词说明

本标准用词符合下列规定：

1表示很严格，非这样做不可的用词：

正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；

2表示严格，在正常情况均应这样做的用词：

正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；

3表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：

正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；

4表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词，采用“可”。

引用标准名录

GB50086岩土锚杆与喷射混凝土支护技术规范

DL/T5083水电水利工程预应力锚索施工规范

DL/T5176水电工程预应力锚固设计规范

DL/T5353水电水利工程边坡设计规范

《岩土锚索（索）技术规程》（CECS22：

2005）

附录A

（资料性附录）

单束锚索体检测记录表

工程名称：

项目名称：

单元工程：

锚索编号：

锚索部位：

仪器型号：

检测日期：

注浆日期：

检测波形及解释示意图

名称

锚索编号

直径

（mm）

总长度

（m）

外锚头长度（m）

内锚固段长度（m）

注浆密实度

（%）

其它

设计值

检测

值

检测：

校核：

附录B

单项或单元工程锚索体无损检测报告表

检测编号：

工程名称

单元工程

监理单位

检测日期

施工单位

报告日期

仪器型号

检测部位

检测类别

检测依据

序号

设计参数

检测参数

分级

评价

备注

锚固体长

度（m）

外露长

检测单位

检测：

校核：

审查：

水电水利工程预应力锚索锚固质量

无损检测规程

条文说明

（初稿）

1总则

1.0.1锚索锚固质量无损检测技术已在水电工程中得到广泛应用为统一锚索锚固质量检测方法及成果评价标准，特制定本标准。

锚索无损检测是对锚索实施无损害或不改变其性能的检测，目前普遍采用且成熟的方法为声反射法，该方法具有无损、便捷、准确等特点，已在锚索锚固质量无损检测中得到广泛应用。

本标准所指的检测方法为声波反射法。

依据《岩土锚杆与喷射混凝土支护技术规范》（GB50086）第10.1.5条规定“全长粘结型锚索，应检查砂浆密实度，注浆密实度大于75%方为合格”。

依据目前水电水利工程的习惯用语，锚索注浆密实度能更确切地表述锚索注浆质量，本标准定义锚索中充填粘结物的密实程度为注浆密实度。

1.0.1为确保水电水利工程预应力锚索施工质量，统一锚索质量无损检测方法，为设计和施工验收提供可靠依据，使锚索施工质量检测工作符合安全适用、技术先进、数据准确和正确评价的要求，制定本规程。

1.0.3其它工程是指水电工程的相关工程，如进场道路、采石场等。

3基本规定

3.0.3检测前应收集以下与检测有关的资料：

1工程项目用途、规模、结构，项目锚索的设计类别及功能、设计数量、设计长度范围；

2工程项目的锚索设计布置图、施工工艺、施工记录、监理记录；

3与锚索工程有关的地形、地质资料。

4检测方案宜包括：

工程概况、编制依据、检测方法、检测内容、工艺流程、现场检测关键过程控制、质量判断标准、检测数量、检测成果形式及提交和存档、检测质量保障措施、不合格锚索的处置、检测机构职责和功能设置等。

5地质缺陷会对检测原始波形产生影响，进而影响锚索质量的评判结果。

检测期间，应对处于不良地质条件部位的锚索进行记录，确定不良地质体在岩体内的分布状况。

不良地质因素主要包括：

断层破碎带、软弱夹层、溶洞等。

一般在地质缺陷部位支护工程量增大，或支护形式变更，检测单位需根据实际情况调整检测方案。

3.0.4水电工程的锚索数量较大，施工周期较长，一般同步开展检测单位引进与锚索模拟试验。

锚索模拟试验可获得不同缺陷锚索的锚固体波速，同时还对检测人员的检测水平和检测仪器的测试精度进行考核。

3.0.