最新预应力锚索高边坡防护施工方案.docx
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最新预应力锚索高边坡防护施工方案
预应力锚索高边坡防护施工方案
2006-02-0700:
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对于山区高速公路路基工程挖方数量大路堑边坡高地质比较差的地段一般采用预应力锚索地梁以确保路基高边坡稳定。
预应力锚索地梁工程施工是一项地质条件变化复杂、关键工程隐蔽和施工技术难度较大的特殊施工作业要安排一支受过专业训练、具有丰富施工经验的专业施工队伍进行施工。
主要施工工序如下：
、锚孔测放
边坡施工边挖边加固即开挖一级防护一级不得一次开挖到底。
根据各工点工程立面图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。
如遇既有刷方坡面不平顺或特殊困难场地时需经设计监理单位认可在确保坡体稳定和结构安全的前提下适当放宽定位精度或调整锚孔定位。
、钻孔设备
钻孔机具的选择根据锚固地层的类别、锚孔孔径、锚孔深度、以及施工场地条件等来选择钻孔设备。
岩层中采用潜孔冲击成孔；在岩层破碎或松软饱水等易于塌缩孔和卡钻埋钻的地层中采用跟管钻进技术。
、钻机就位
锚孔钻进施工搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架根据坡面测放孔位准确安装固定钻机并严格认真进行机位调整确保锚孔开钻就位纵横误差不得超过高程误差不得超过钻孔倾角和方向符合设计要求倾角允许误差位方位允许误差。
、钻进方式
钻孔要求干钻禁止采用水钻以确保锚索施工不致于恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。
钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制防止钻孔扭曲和变径造成下锚困难或其它意外事故。
、钻进过程
钻进过程中对每个孔的地层变化钻进状态（钻压、钻速）、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。
如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时须立即停钻及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力～）待水泥砂浆初凝后重新扫孔钻进。
、孔径孔深
钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值。
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以上。
、锚孔清理
钻进达到设计深度后不能立即停钻要求稳钻～分钟防止孔底尖灭、达不到设计孔径。
钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞必须清理干净在钻孔完成后使用高压空气（风压～）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。
除相对坚硬完整之岩体锚固外不得采用高压水冲洗。
若遇锚孔中有承压水流出待水压、水量变小后方可下安锚筋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。
、锚孔检验
锚孔钻造结束后须经现场监理检验合格后方可进行下道工序。
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。
、锚索体制作及安装
预应力锚索体由锚梁、自由段、锚固段和安全段四部分组成。
采用压力分散型锚索由三个单元锚索组成每个单元锚索分别由两根无粘结钢绞线内锚于钢质承载体组成钢绞线通过特制的挤压簧和挤压套对称地锚固于钢质承载体上要求单根的连接强度大于。
钢质承载体要求采用号钢材加工制作其厚度不小于。
钢绞线采用和高强度低松弛无粘结预应力钢绞线。
安装前要确保每根钢绞线顺直不扭不叉排列均匀除锈、除油污对有死弯、机械损伤及锈坑处剔出。
钢绞线沿锚索体轴线方向每～设置一架线环保证锚索体保护层厚度不小于。
安装锚索体前再次认真核对锚孔编号确认无误后再用高压风吹孔人工缓缓将锚索体放入孔内用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度计算孔内锚索长度（误差控制在范围内）确保锚固长度。
、锚固注浆
注浆采用水泥砂浆经试验比选后确定施工配合比。
实际注浆量一般要大于理论的注浆量或以锚具排气孔不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。
如一次注不满或注浆后产生沉降要补充注浆直至注满为止。
注浆结束后将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净同时做好注浆记录。
、地梁制作
地梁采用混凝土整体浇注。
基础先铺垫砂浆调平层再进行钢筋制作安装钢筋接头需错开同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的且有焊接接头的截面之间的距离不得小于。
如锚索与竖梁箍筋相干扰可局部调整箍筋的间距。
砼浇注尤其在锚孔周围钢筋较密集一定要仔细振捣保证质量。
、锚索张拉及锁定、封锚
通过现场张拉试验确定张拉锁定工艺。
锚索的张拉及锁定分级进行严格按照操作规程执行。
在设计张拉完成～后再进行一次补偿张拉然后加以锁定。
补偿张拉后从锚具量起留出长～钢绞线其余部分截去须用机械切割严禁电弧烧割。
最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙然后对锚头采用不低于的混凝土进行封锚防止锈蚀和兼顾美观。
施工方法
、锚索框架防护
在施工前首先对原材料进行试验并进行张拉设备的配套标定工作砼配合比试验设计然后按如下步骤进行施工：
施工放样→边坡清理及孔位布置→搭设平台、钻孔→清孔→安装预应力钢绞线及锚固端注浆→框架砼施工（钢筋加工和模板安装）→按程序分级张拉预应力钢绞线锚固→二次注浆→封锚、砼强度检测。
施工工序见表《预应力锚索框架防护施工工艺框图》
○造孔：
放样布孔根据边坡开挖面的立面图按设计要求将锚孔位置放在坡面上采用钢管脚手架搭设施工作业平台平台用锚杆固定于坡面。
钻机用汽车吊提升到平台上安装就位钻机就位后自上而下进行钻孔作业钻孔使用液压潜孔钻机施钻采用无水钻进的干法作业。
以确保边坡地质条件不被恶化保证孔壁稳定性。
钻孔过程应有专人负责对地质情况及钻进情况详细记录每钻进米或地质变化时应取土样土样应存放备查。
在钻孔过程中对每个孔的地层变化、钻进状态、地下水及一些特殊情况要及时反馈、采取措施。
若遇地层松动破碎时应采用跟进套管的钻进技术以确保孔壁完整不坍；如遇坍孔应立即停钻进行固壁灌浆处理待水泥初凝后重新清孔钻进。
当采用注浆护壁时在浆液中可掺入适当剂量的速凝剂（初凝时间控制在～）浆液初凝后即可继续钻进。
如果锚固端在预定位置提前进入或未能达到弱风化层应提请变更设计。
钻孔过程使用测斜仪检测钻孔的角度及顺直度及时纠偏保证钻孔斜度控制在允许误差之内。
为了确保锚孔深度保证锚固段不小于设计长度实际钻孔深度要求大于设计深度且必须嵌入弱风风岩层
○清孔：
钻孔结束后用高压风进行清孔孔壁不得有粘土或粉砂。
石屑和岩粉通过大量高压空气沿孔向孔口吹出孔口处粉尘过大易碍操作工人的视线影响操作必须对孔口进行喷洒水雾的除尘方法使岩粉与水雾同时沉积于地面以保证动力不易损坏及影响操作工人的健康。
钻孔时应保持清洁孔壁无污染物以确保水泥砂浆与岩体的粘结。
清孔完成后应将孔口暂时封堵避免碎屑杂物进入孔内。
○编索下锚：
锚索编制前要确保每根钢绞线顺直、不扭不叉、排列均匀。
除锈、除油污对有死弯、机械损伤及锈坑处应剔除。
下料长度：
下料前应对钻孔实际长度逐孔进行测量并考虑锚墩高度、千斤顶长度、工具锚工作锚的厚度以及张拉操作余量下料长度按下式确定：
其中：
预应力钢铰线下料长度（）
实际孔深（）
锚墩及锚具厚度（）
千斤顶长度（）
预留长度（）
编束：
按孔号截取锚索体材料钢绞线必须采用机械切割严禁电弧切割同时也不得采用焊接。
材料截取后在编索平台上进行拉直编索。
在锚固段安置隔离架和紧箍环、安装锚索末端导向帽、自由段防腐处理在自由段钢绞索上涂锈漆及脱水黄油外套防腐管在末端安置止水环并用胶布缠绕；在锚固段、自由段、交界处需特别注意绑扎牢固以防止注浆时水泥浆进入自由段。
注浆管沿隔离架中心穿入管端距锚索末端导向帽不超过用铁丝浆注浆管与隔离架绑扎固定。
下索：
锚索编制完成后经检查锚固段长度及各部件是否正确准确无误后按对应孔号下入锚索孔内。
下锚时用力要均匀一致防止在推送过程中损伤锚索配件和保护层。
○锚固注浆
下锚后及时进行注浆浆体为水泥砂浆水灰比为强度不低于。
浆液采用砂浆拌合机拌制汽车吊提升至工作平台贮浆斗中由注浆机注入浆管进入孔底空气从底孔中排出当浆液指示器显示已注满时缓慢抽出注浆管用水冲洗干净以备再用。
○锚索框架梁浇筑施工
框架施工前需先将该部分边坡进行修整。
如有因刷坡超挖或坍塌悬空则先用浆砌片石嵌补。
土质边坡采用人开挖地梁槽石质边坡采用风镐开凿地梁槽。
清除基坑表面松土采用～水泥砂浆调平然后进行钢筋骨架的安装立模和砼浇筑。
钢筋在加工场加工半成品运至现场安装。
安装钢筋骨架时应注意锚索钢管的埋设和锚锭板及锚具的定位。
确保与锚孔保持顺直斜托顶面与锚孔轴线应保持垂直锚垫板尺寸误差控制在～。
。
模板安装时应注意保护层的控制和模板的加固牢靠模板采用拼装式钢模板或竹胶模板安装采用短锚杆固定在坡面上砼浇筑时应注意砼的振捣和竖梁尺寸的控制边浇筑边振捣保证密实度。
○张拉
待砼强度达到后即可对锚索进行预应力张拉。
张拉采用双控法及利用拉力与伸长值来控制锚索应力以控制油表读数为主用伸长量来较核。
当实际伸长量与理论伸长值差别大于时应暂停张拉待查明原因后方可继续进行。
张拉前应将锚垫板表面清除干净锚具安装应与锚垫板和千斤顶密切对中并与锚索轴线方向垂直千斤顶轴线与锚索轴线应在同一条直线上。
张拉方式采用整体分级张拉并在正式张拉前取的张拉力进行预张拉。
张拉稳压时间除最大一级应稳压外其余每级持荷稳压时间应控制在左右。
具体张拉方式如下：
→→→→→→
○自由段注浆封锚
锚索张拉完成后即可进行自由段注浆注浆管从锚垫板的注浆孔插入采用压力注浆压力一般不超过浆液与锚固段相同注浆时注浆管应边注边拔并保持注浆管始终有一段埋于浆液中保证浆饱满。
由于自由段穿过土层多为岩层破碎或有裂隙易发生漏浆因此注浆过程中要注意观察若发生漏浆则隔后补注浆直到注满为止注满后将锚头外露部分用砂浆封好防止锚头外露锈蚀而造成预应力损失。
○封锚处理
在注浆完成七天后如无异常情况可进行封锚处理。
多余外露的锚索用手提砂轮机切除严禁电弧烧割并留～外露锚索以防拽滑。
然后用砼将锚头封闭以防风化浸蚀。
、锚杆框架防护
当刷坡完毕应根据现场技术人员的坡面锚杆布置图按图放出锚杆点位施工人员根据点位开始施钻。
采用手持凿岩机配自钻式注浆锚杆进行施工。
当锚杆钻到设计深度后进行锚杆安设经检验验收后应及时进行注浆防止坍孔影响效果。
浆液应严格按设计配合比配制采用拌浆机拌制浆体强度不得低于。
注浆压力控制在～之间所用水泥浆应掺入早强剂和膨胀剂以提高砂浆的早期强度同时在锚杆的施工过程中随时注意观察地质的变化当地质出现异常时立即上报监理工程师及设计单位以改善施工设计。
锚杆钻孔、清孔、砼框架的施工要求和方法都与锚索框架的施工要求大同小异在此不再叙述。
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石边坡锚索加固设计与施工
张伟
级土木工程专业岩土工程班
第一节岩石边坡工程勘探
山东省莱州市金仓矿业有限公司仓上金矿位于莱州市境内年产黄金两是我国大型露天金矿之一矿区位于莱州市以北公里属过西乡管辖矿区采场坑口地势较为平坦标高为左右上口尺寸为分东西两个采场西部采场终了设计坑底标高终了边坡最大高度目前开采水平为和形成的包边坡边坡台阶高度为并段后为台阶边坡角第四系为强风化带为斜长角闪岩为花岗岩为上盘综合边坡角为′〃′〃下盘综合边坡角为′〃′〃
东部采场北帮地质构造复杂断层交错北帮西部断层与边坡面形成小角度相交为逆断层断层产状∠∠上缓下陡表面光滑并充填有厚的黑色断层泥局部有断层破碎带使部分边坡出现稳定性不足本工程加固范围位于东部采场北帮西部的线之间该面边坡受和的影响边坡稳定性明显不足这两个断层形成楔体上部为汽车运输道一旦楔体失稳将直接影响采场的安全生产使该矿生产瘫痪停产为此莱州市金仓矿业有限公司于年委托鞍钢矿山研究所对仓上金矿北帮西部进行边坡稳定性分析及综合治理方案研究并进行了边坡加固设计加固设计范围为
第二节边坡预应力锚索治理方案设计
一边坡治理方案
本设计主要采用预应力锚索加固方案在加固范围内包括断层以西共分和四个区区宽区宽区宽区宽采用排预应力锚索防护外设钢筋混凝土锚墩结构并挂网喷射混凝土
二预应力锚索设计与计算
滑坡推力单位宽度坡体重量
左
右
按坡顶有裂隙破坏计算
临界张裂隙深度
取
水位高度取
浮力
裂隙中的净水压力
锚固力计算
稳定系数取
锚固力
锚杆的安装角
段锚固力由下式
得出
同理得出
锚索截面积
选择根钢绞线组成锚索每根最大抗拉力锚索抗拉力
锚固段长度
各段长度如下表
段
段
左段
右段
段
锚固段
自由段
总长度
张拉力验算
张拉力验算考虑一定的安全储备
间排距选择
此时由每排五根锚索所提供的锚固力为
显然锚固力更大于张拉力满足设计要求
第三节预应力锚索施工
一施工方案
根据剩余下滑力选用锚索体为的高强低松弛钢铰线单个锚固单元设计荷载为即由根钢铰线组成内锚固段采用自由注浆锚固锚固长度为或张拉段采用金属波纹管隔离波纹管直径为待张拉完毕后进行注浆
二主要施工工序技术措施
一锚索造孔及制安
锚索造孔锚索孔均采用钻孔钻孔倾角为钻孔深度为锚索长度加钻孔施工前应严格定位定向倾斜角度偏差小于水平方向偏差小于安装锚索前应进行洗孔处理用压气吹净沉渣
锚索编制采用高强低松弛钢铰线根据设计要求钢铰线下料时应注意其切割的质量检查对有磨损破股的应予剔除钢铰线的切割应使用砂轮锯不得使用电弧切割锚头用铁丝拢紧二道分离架采用厚铸铁件锚固段每隔设置一个分离架分离架与分离架之间用铁丝拢紧形成如串桃核状的索体张拉段用金属波纹管隔离管端用棉花黄油堵紧并用铁丝绑扎牢靠
锚索安装安装锚索前必需严格检查钻孔深度锚索长度是否与设计相符检查张拉段长度是否准确波纹管端部密封是否可靠分离架固定是否牢固锚索体不得有锈蚀油污现象下锚索前应对孔口进行保护严防泥土石块和杂物带入孔内锚索体露出孔口不得小于
锚固段的注浆锚固段的锚固采用灌注净水泥浆工艺将塑料管附在锚索体上一同送入孔内水泥净浆采用普通硅酸盐水泥水灰比控制在左右用注浆泵向孔内注浆直至浆液溢出孔口后一分钟左右注浆后如浆液面下降应及时补注直至浆液稳定在孔口为止
二锚索锚墩施工
锚墩结构如图所示锚墩上台面与锚索轴向垂直高锥角采用混凝土锚墩内设间距为的正方形钢筋网钢筋两端均设锚固弯钩
三喷射混凝土施工
对局部岩面破碎带应加挂钢筋并喷射混凝土钢筋网由光面钢筋绑扎而成网格喷射混凝土厚度为
钢筋网应按要求使钢筋牢固地固定在坡面上喷射混凝土时不应晃动
喷射混凝土前应用高压风水清洗坡面并保持喷射作业前坡面潮湿喷射混凝土混合料配比应符合设计要求并定期取样进行试验喷射混凝土时应控制好水灰比保证喷层表面平整呈潮湿光泽无麻窝干斑或滑移及流淌现象喷射混凝土作业应分片分段进行顺序由下而上喷射时喷头应垂直于喷面并保持的距离
喷射混凝土一般应分次喷射第二次喷射应在第一次喷混凝土终凝后进行初喷超过小时应用高压水清洗喷层表面
喷射混凝土终凝后两小时应开始喷水养护防止干裂养护时间不少于昼夜
四锚具选择
锚具采用锚具系统该锚具包括锚环夹片锚板和螺旋筋组成级锚索采用型锚具其相配套的金属波纹管为在浇灌钢筋混凝土锚墩的同时埋入浇灌为一体安装时应严格控制锚板的角度使其与锚索轴向相垂直并注意锚索体的钢铰线露出锚板外不小于
五锚索张拉
当锚索孔口钢筋混凝土达天龄期后不低于设计强度的即可对锚索张拉
张拉前应清理承压板面并检查承压板后面的混凝土质量如该处混凝土有空鼓现象应在张拉前进行修补锚具安装时锚板应对正夹片片位要均匀并打紧张拉用张拉千斤顶单根逐一顺序张拉预紧油压为宜
千斤顶及锚头夹具安装到位后以缓慢的速度升压分级加载至所需的张拉力并认真记录活塞位置和钢铰线拉出长度直至达到设计的预紧力并稳压维持分钟再进行卸压换孔
两天后补张拉一次以减小预应力损失
六张拉段孔道灌浆
孔道灌浆要求密实水泥强度等级不低于采用普通硅酸盐水泥水灰比灌浆时应缓慢进行不得中断并保持排气通顺灌满孔道后封闭排气孔再继续加压至稍后再封闭注浆管最后封锚封锚用水泥砂浆浇注
主要施工工序见施工工艺流程图图
图施工工艺流程图
三主要机械设备选择
锚孔钻机型钻机配潜孔冲击器二台
型履带式钻机一台
空压机型二台
沙浆泵型二台
搅拌机型一台
张拉千斤顶型二台
型一台
电焊机交直流两用一台
砂轮切割机型一台
高压油泵型电动油泵一台
型电动油泵一台
气焊设备一套
水泵一台
喷浆机转子Ⅳ型一台
四劳动组织及工程进度见图
五工程质量控制
一质量检验标准适合的规范
达到设计合同所要求的质量标准
混凝土标准《混凝土结构工程施工及验收规范》
水泥浆《混凝土结构工程施工及验收规范》
喷射混凝土《锚杆喷射混凝土规范》
钢铰线《预应力混凝土用钢铰线》
钢铰线《预应力筋用锚具夹具和连接器》
金属波纹管《预应力混凝土用金属螺旋管》
二主要材料质量控制
本工程采购的主要工程材料均要有生产厂家提供有效的生产许可证产品实验资料产品合格证及相关证明
四施工中的质量控制
钻孔
钻孔孔位方位角倾角严格根据设计要求由现场技术人员指导定钻并由甲方工地代表核准后开钻钻孔完成后采用寸塑料管吹孔并用吹管测量孔深满足设计要求后由甲乙工地代表核准后下锚索对于深部锚固段岩体破碎的适当地加大锚固长度以及孔深
锚索
锚索体总长度锚固段长度张拉段长度都应由甲方工地代表测量核实锚固段作油渍污物清除处理钢铰线规整顺畅分离架固定牢固自由段波纹管连接处涂黄油以防渗浆内端头用黄油棉堵塞长度不小于并用铁丝固定波纹管表面无碰凹或变形现象经严格检验合格方能下索
注浆
严格控制浆液水灰比采用立式搅拌机拌浆并在搅拌筒中标示水位标尺以严格控制水加入量在必要的情况下适当加入减水剂并减小水灰比注浆时应连续灌注停泵时间不大于
钢筋混凝土
根据设计及合同要求进行配合比设计并进行试验检验以后每混凝土抽制一组试件送验作出混凝土要求配合比试验报告及试件抗压检验报告钢筋的绑扎执行《混凝土工程施工及验收规范》
挂网喷射混凝土
金属网的铺挂在钢筋混凝土悬挂的钢筋绑扎之前进行挂网之前坡面清理平
齐网格整齐满足设计要求喷射混凝土执行《锚杆喷射混凝土规范》标准喷射混凝土厚度用埋桩法控制
张拉
锚索的预应力张拉在混凝土梁施工天后进行强度超过设计强度的张拉方法及技术要求根据设计及工程的施工组织设计进行每次张拉均设有甲方工地代表在场方能进行严格采用分阶段多循环的张拉方式并做好施工记录
第四节锚索施工工程监测
一工程监测的目的
监测的主要目的是了解边坡的变形情况可能导致滑坡的外部因素的变化以及滑坡发生前可能会出现的征兆对于边坡的变形情况除了要了解重点位移监测量的量值大小还要了解位移的变化速度和变化加速度等对于可能导致滑坡的外部因素的变化重点掌握降雨的强度地震和边坡周边的自然环境变化和人类活动对边坡稳定的影响情况对于滑坡征兆需要及时了解诸如山体张裂缝的出现和发展局部岩体崩塌异常的地下水冒水现象和动物活动行为的异常表现等及时掌握这些情况将有助于预测滑坡发生的时间和滑坡规模为有关部门作出决策采取避险行动提供依据
人为的开挖或砌筑等改变了原来固有的动态平衡使其应力重分布找到新的平衡在重新平衡期间可能出
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