预应力锚索施工方案.docx
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预应力锚索施工方案
预应力锚索施工方案
1.概述
新疆某某水电站工程泄洪冲砂洞出口段1150m高程以上边坡布置2000KN级预应力锚索（见工程设计（更改）通知书：
土建-某某-水道字第018号），共有30束锚索，长度分别为28m和36m，其中Q型锚索（28m长度）共有16束，S型锚索（36m长度）共有14束，布置在EL1150m、EL1154.5m、EL1158m、EL1161.5m高程。
目前导流洞正在进行混凝土施工，下游施工道路中断，所有施工机具、材料、设备只能从4#支洞人工转运；出口施工可利用面积为10*25m，且毗邻河道，施工安全风险高；锚索施工在高排架上施工危险性大；施工工期紧，根据施工安排需进行夜班施工。
预应力锚索施工特性见表1。
表1预应力锚索施工特性表
项目名称
2000kN
有粘结
钻孔
孔径（mm）
165
孔深（m）
28
36
供风设备
23m3/min油动空压机
钻机型号
钻神ZSY-60全液压锚固钻机
钻头、钻具
φ165
灌浆
锚具
灌注浆设备
BW250注浆泵
锚索结构
14φ15.2
锚具型号
HVM15-140
张
拉
千斤顶型号
YCW300B辅配YCD-20
油泵
ZB4×500
2.编制依据及规范
（1）依据《设计变更通知》（土建-某某-水道字第018号）和3000KN级预应力锚索施工技术要求；
（2）GB1499-84《热轧钢筋》；
（3）SL46-94《水工预应力锚固施工规范》；
（4）YBJ226-91《喷射混凝土施工技术规程》；
（5）GB5224-85《预应力混凝土用钢绞线》；
（6）GB/T14370-2000《预应力筋锚具、夹具和连接器》。
3.工程量及工期安排
3.1锚索工程量见表2。
表2锚索工程量表
序号
项目
单位
数量
备注
1
2000KN级预应力锚索
根
16
Q型（孔深28m）,单根锚索重约490kg/束
2
2000KN级预应力锚索
根
14
S型（孔深36m），单根锚索重约620kg/束
3
锚固梁C25混凝土
m3
90
4
锚墩C40混凝土
m3
39.65
单个锚墩月1.32m3，共30个
5
钢筋制安
t
16.478
锚固梁；锚墩钢筋合计
3.2工期安排
节点控制性工期为：
在2010年10月10日，完成锚索施工。
4.施工方案
预应力锚索加工设在钢木加工场，人工抬运至工作面，现场分区分段施工，采用搭设35m高、35m宽双排脚手架形成作业平台，进行造孔、安装、注浆、张拉等作业。
5.施工准备
5.1材料、机具、设备运输
鉴于目前施工交通现状，所有施工材料只能从4#支洞口人工转运；大型机具及设备需在4#支洞口拆解后人工转运。
5.2脚手架搭设
脚手架搭设采用扣件、架管式。
所需架管、扣件、垫板、竹夹板、防护网、锚筋等材料由4#支洞人工转运至工作面；搭设35m高、35m宽双排脚手架；二步三跨使用连墙件拉结一次；铺设竹夹板作为施工平台；外架布设安全网，以保证施工安全。
架手架搭设详见专项施工方案。
5.3施工供风
根据工程支护要求和现场具体情况，在施工区出口消能工段设23m3移动式油动空压机两台，主要供给边坡预应力锚索造孔和锚喷支护用风，采用φ150钢管接入主工作面，然后用胶管分配到各施工面。
5.4施工供水
从呼图壁河中取水，施工现场设置的6m3水箱，通过1吋胶管泵送至工作面，提供喷射、养护用水。
5.5施工用电
使用40KW柴油发电机组发电，自行安设低压侧接线至施工区，提供施工照明、坡面喷护等用电。
5.6锚索加工
预应力锚索加工场区布置在钢木加工厂。
预应力锚索加工区设置编束间200m2，其中编束平台尺寸为40×2m（长×宽）。
5.7锚索灌浆
制灌浆系统拆解后人工转运至工作面，视现场情况就近布置在导流洞出口施工工作面处。
6.施工工序
岩石预应力锚索工艺流程见图1。
7.施工方法
7.1施工准备
依照施工图纸，采用全站仪标定孔位，经监理工程师核准后，对孔口周围50×50cm面积内清理整平，搭设钻机平台，将钻神ZSY-60全液压锚固钻机设置在钻机平台上，用罗盘仪调整钻机底座确定钻孔方位，校准钻杆倾角，而后将旋转冲击钻固定在钻机平台上，经复测钻孔方位、倾角符合设计参数后开始钻孔。
7.2混凝土锚固梁施工
对混凝土锚固梁施工范围内清理整平，搭设钻机平台（即施工脚手架）。
混凝土锚固梁的钢筋在钢筋加工场制作，5t自卸汽车运至4#支洞口，人工转运至工作面；人工现场安装；模板采用组合钢模板，利用坡面插筋和造孔脚手架进行模板安装固定；混凝土采用拌和站集中拌制，人工转运、吊装入仓；混凝土中预留锚索孔道，采用直径200mm的无缝钢管进行预埋，其位置和倾角满足图纸要求。
7.3预应力锚索施工
7.3.1钻孔
（1）钻孔孔位
按设计要求或监理工程师指定的位置进行钻孔，确保开孔偏差不大于10cm。
（2）钻孔方法
采用钻神ZSY-60全液压锚固钻机配金刚石钻头进行回转钻进。
（3）钻孔孔径
钻孔孔径满足设计要求，设计要求钻孔直径165mm，终孔孔径不小于设计孔径的10mm。
（4）钻孔孔深
钻孔孔深满足设计要求，若发现孔深虽已达到预定深度，但仍未穿透破碎带或断层等软弱岩层时，则延长孔深，直至监理工程师认可为止。
（5）孔斜控制
确保孔位、孔斜正确，固机平稳。
施工过程中，及时检测孔斜，保证孔斜误差不大于2%，并视钻孔需要，合理采取纠偏措施。
（6）钻孔记录
钻孔过程中，严格遵守操作规程，密切注意孔内情况，如进尺快慢、回水颜色、是否塌孔、掉块等，发现异常情况及时处理，并详细认真做好现场施工记录。
钻孔采取岩芯或进行孔内电视录像，并做好相应记录。
（7）钻孔冲洗
钻孔完毕，采用风、水联合冲洗钻孔，直至孔内岩屑清洗干净为止。
满足孔深、孔斜、洗孔要求后，孔口加盖保护。
（8）特殊情况处理
为保证钻孔、锚索安装的顺利进行，当钻孔过程中出现塌孔、掉块及渗水量大等情况时，则立即停钻，根据监理工程师指示进行固壁灌浆处理。
7.3.2锚索制作
（1）锚索材料
为低松弛高强度钢绞线，其直径、强度、延伸率均满足设计规定。
（2）切割下料
为防止钢绞线端头破损，采用砂轮机切割下料，其切割下料长度等于有效钻孔深度与张拉机具所需预留长度之和。
（3）除防锈处理
使用钢刷去除钢绞线表面浮锈，自由段根据监理工程师指示刷涂防锈油漆或油脂。
（4）锚索组装
将除、防锈处理过的钢绞线按不同孔深分组摆直，内锚固段每隔2m设置一隔离板，中间用无锌铅丝捆扎，每根钢绞线呈波纹状，整个内锚固段呈一串枣核状。
自由段每隔1～2m安装一隔离架或内芯管，使每根钢绞线保持顺直。
在索的中心布置Ф20mmPVC注浆管。
在索的端头套上导向帽。
7.3.3锚索安装与注浆
（1）锚索安装
锚索安装前，首先检查索体、隔离架、隔离板、导向帽是否牢靠，注浆管是否畅通，然后采用人工与机械卷扬相结合的方法安装锚索，保持各钢绞线顺直，不能出现扭结现象。
（2）锚固段注浆
锚固段注浆在锚索安放后施工。
注浆前精确测量搅拌桶、管路及钻孔尺寸，并计算其单位长度注浆量，定量注入，控制锚固段长度。
注浆材料及水灰比按监理工程师指示执行。
浆液注入锚固段后即尽快安放锚索，保证锚索安放到施工图纸规定的位置。
（3）外锚墩浇筑
外锚墩采用钢筋混凝土结构。
锚索安装后，及时焊好外锚墩钢筋网和钢垫板，插入定位管，人工拌和混凝土，按实测的钻孔轴线、倾角浇筑外锚墩，振捣密实，其混凝土强度等级满足设计要求。
外锚墩的几何尺寸、结构强度满足设计要求。
承压面钢垫板与锚孔轴线保持垂直，其误差不大于0.5º，定位管中心线与锚孔轴线重合。
7.3.4张拉与监测
（1）张拉准备
a.张拉前，对张拉系统进行“油压值—张拉力”的率定，作出油压力与张拉力的关系曲线，以供张拉时使用。
b.安装锚具及空心千斤顶，连接液压系统，仔细检查各系统的运行情况，确保无误后开始进行张拉。
（2）张拉机具
先采用YCD-20型千斤顶预紧各单根钢绞线，预紧应力为设计张拉控制应力的10%-15%。
然后用YCW300B型千斤顶及高压油泵完成张拉工作。
（3）张拉
a.试验锚索：
根据设计对Q1-2、S2-2、Q3-2、S4-24束锚索进行试验束的张拉，在进行锚索试验时，认真记录压力传感器的读数、千斤顶的读数以及试验束在不同张拉吨位时的伸长值。
记录成果及时报送监理工程师。
b.非试验锚索：
采用以下步骤进行张拉。
①用千斤顶逐根加压到20KN的预紧荷载，单根预紧分两次进行，以消除锚索的松弛。
②从20KN荷载开始，整体张拉分五级逐渐增大张拉力，直到锚索设计荷载的1.05～1.15倍，即第一级张拉力为500KN，第二级张拉力为1000KN，第三级张拉力为1500KN,第四级张拉力为2000KN，第五级张拉力为2200KN，到达各级张拉力时，均应持荷5min。
当达到第五级张拉力持荷稳压10min后锁定。
锁定后的48h内，若锚索应力下降到设计值以下时，则进行补偿张拉。
c.张拉时以控制张拉荷载为主，并及时测量各级拉力作用下锚索的变形值，若发现测量值与理论计算值大于10%或小于5%时，则停止张拉，分析原因，采取措施予以调整后，方可继续张拉。
（4）监测
选取有代表性的4束锚索（即Q1-2、S2-2、Q3-2、S4-2）安装测力传感器，以监测张拉及锁定卸荷后锚索预应力的变化，以指导、检测现场张拉施工。
7.3.5自由段回填
锚索张拉完毕锁定后或锚索补偿张拉工作结束，根据设计要求或监理工程师指示，对自由段进行水泥回填灌浆，直至全孔密实，回填灌浆压力应不小于0.8MPa。
7.3.6外锚头防护
砂轮机割除外锚头的多余钢绞线，按设计要求，采用混凝土对外锚具及钢绞线进行永久性防护，其混凝土保护层厚度不小于10cm。
对不同类型的外锚头应以不同颜色予以标识，达到醒目和良好区分效果。
8.质量与安全保证措施
8.1质量保证措施
对各道工序严格实行“三检制度”，并经监理工程师检查验收后进入下道工序施工。
对关键工序设制质量控制点并进行跟踪检查，及时清理整改质量隐患。
质量控制点设置见表3。
施工中所有工序都须认真填写详细的施工记录和验收签证记录单，对施工中发生的任何质量异常情况都要快速及时地向有关部门通报，任何单位和个人不得隐瞒和拖延。
表3质量控制点参照表
控制阶段
控制环节
控制内容及标准
施工准
备过程
审核图纸、制定现场施工措施
图纸、技术文件合理性、完整性的审核，并就有关问题与设计协商、明确，要记录详细。
施工方案要报批后执行。
物资、设备进场、检验
制定需用量计划，报批后执行；主要物资经检验合格后方可进入施工流程。
人员培训、配备
特殊工种持证上岗，劳动力配置合理，并进行必要的培训。
施工生
产过程
锚索孔道（管道）
偏差满足设计要求
锚索制安
结构尺寸、转弯半径、吊点间距满足规范要求。
灌浆
止浆塞、配合比、压力、结石强度满足设计要求。
张拉锚固
设备配套标定、力值准确；预紧充分，应力应变对应关系良好。
混凝土浇筑
内实外光，尺寸准确，强度满足设计要求。
8.2安全措施
（1）建立严格的安全管理制度及严格的安全奖惩措施。
（2）锚索施工前应对所有参与该项目施工的人员进行必要的岗前培训，只有经培训合格的人员才能持证上岗作业。
（3）施工人员进入施工现场严格按劳保着装要求着装，班前进行安全施工技术交底，每日进行安全巡检，每月进行安全者考核，奖惩月月兑现。
（4）施工前应检查作业区围岩稳定情况，必要时进行适当处理，各种比较固定的机械应布置在围岩稳定或设支护的地段。
（5）锚索施工工作平台，各种临时起重设施或机械在实施前须经方案论证。
（6）注浆泵、张拉设备高压油泵等承压设备或容器，使用前须全面检查，满足安全要求后再投入使用。
（7）施工作业时，任何情况下，注浆管及锚索张拉时的锚孔前方45°范围都严禁站人，张拉设备的安全必须牢固，张拉方法应符合设计要求及有关规定。
（8）严禁违章操作、野蛮施工，高空作业时搭设的工作平台须牢固可靠，并设置拦杆、挂安全防护网，在醒目处设立安全警示标志。
上、下平台必须有稳固的通道。
（9）施工现场平台上各种工具要摆放整齐，防止工具等物件从平台上坠落砸伤人员。
（10）锚索施工的钻孔应采取降尘措施施工，尽量减少粉尘对人及环境的伤害及污染。
9.资源配置
根据工程施工最高月强度确定施工设备、施工人员的配置。
9.1施工强度分析
锚索施工造孔是关键环节，Q型（锚索孔深28m）16根，S型（锚索孔深36m）14根，造孔总长度892m，使用先进、轻便、快捷的造孔设备（钻神ZSY-60全液压钻机）。
根据投入的钻孔设备，扣除机器移设，单机每天可完成锚索造孔1～2个，为此计划投入钻孔设备4台，备用１台，每天可完成锚索造孔6～8个，日钻孔进尺可满足工期要求。
9.2机械设备配置
机械设备配置见表4。
9.3劳动力配置
劳动力配置见表5。
表4施工机械配置表
序号
设备名称
规格及型号
单位
数量
备注
1
全液压锚固钻机
ZSY-60
台
4
备用１台
2
装载机
3m3
台
1
3
手风钻
YT-28
台
10
4
载重汽车
东风
台
1
5t
5
空压机
油动17m3
台
2
6
挤压式压浆泵
BW250
台
2
7
砂浆搅拌机
200L
台
2
8
电动油泵
ZB4/50
台
1
张拉设备
9
张拉千斤顶
YCD-20
台
1
张拉设备
10
千斤顶
YCW300B
台
1
张拉设备
11
小型增压水泵
台
2
12
柴油发电机组
40KW
台
1
表5劳动力配置表
序号
工种
人数
备注
1
管理人员
2
2
技术人员
4
3
机械操作工
12
4
钻工
32
5
普工
45
合计
95
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