地铁预应力锚索施工工法

中铁五局城市轨道交通工程分公司 预应力锚索支护 2011年11月7日 预应力锚索支护施工 一 前言 随着城市地铁 隧道及建筑深基坑等工程的日益增多 和岩土锚固技术的不断发展 预应力锚索在 明挖支撑体围护结构及在软岩 土体边坡加固等工程中得到广泛应用 XX主线敞口段围护工程 采用混凝土围护桩加预应力锚索为基坑围护结构 稳定了边坡土方 保证了基坑两侧重要管线及建筑物的结构安全 实现基坑不放坡垂直开挖 通过施工经总结形成本工法 预应力锚索支护施工 二 工法特点 1 对于回填土 碎石土 含水量较大 空隙度大的地质 采用跟管钻进 能有效的预防塌孔 保证水泥浆与孔壁岩体的粘结强度 2 该体系能主动提供抗滑力 有效的控制岩体的位移 在锚索的锚固范围内产生亚应力带 从而从根本上改善岩体的力学性能 预应力锚索支护施工 三 适用范围 本工法适用于城市建设 公路 铁路 水利 等相关领域的深基坑边坡围护及土 石滑坡防止工程 预应力锚索支护施工 四 工艺原理 锚索工艺原理是 穿过边坡滑动面的预应力锚索 外端固定于混凝土桩体上 另一端锚固在稳定整体岩体中 锚索的预应力使不稳定土体处于较高围压状态 岩体强度和变形比在单轴压力及低围压条件下好的多 结构面处于压紧状态 显著提高了结构的整体性 锚索的锚固力直接改变了滑动面上的应力状态和滑动稳定条件 预应力锚索支护施工 五 施工流程及施工要点 1 工艺流程 锚索制作 钻孔 锚索 注浆 钻孔 锚索 注浆 再次注浆 反力支座安装 张拉 封锚 预应力锚索支护施工 五 施工流程及施工要点 2 施工要点 1 施工准备将预应力的造孔设备 注浆设备 张拉设备调至工作面附近 待工作面完成后 马上运至工作面 所有施工材料均应由出厂证明 合格证 钢绞线应检测合格 做好施工场地的排水工作 材料 机械的防雨 防水工作 施工用水 电等接到位 2 钻孔钻孔是预应力锚索施工中控制工期的关键工序 为提高钻孔效率和保证钻孔质量 应根据地质条件选择相应的施工工艺及钻机 钻进时按锚索设计长度将钻机所需钻杆摆放整齐 钻杆用完孔深也恰好到位 开孔时应严格控制钻具的倾角及方位角 当钻近20 30cm后应校核角度 在钻进中及时测量孔斜及时纠偏 方位角偏差不得大于3 终孔孔深应大于设计孔深40cm 预应力锚索支护施工 五 施工流程及施工要点 套管护壁法 套管护壁法 如遇破碎带易垮地层时 易造成钻进时漏风或基本不返风 不排渣 钻进效率低 应采取套管护壁法 每进尺1 2m即下入护壁套管 钻进过程中应对每个孔的地层变化 钻进状态地下水及一些特殊情况做好现场记录 预应力锚索支护施工 五 施工流程及施工要点 如遇回填土层 土夹石层 易造成塌孔掉块 应采用偏心钻具随钻跟管钻进法施工 选择偏心跟管的规格是根据所需通孔直径所决定的 主要考虑到套管靴的内径能否通过 施工中主要采用150mm套管靴 配130mm偏心钻头 偏心钻 预应力锚索支护施工 五 施工流程及施工要点 对于在砂卵石 破碎岩层等难以成孔的地层钻进 上述方法效果均不明显 采用新型钻机 全液压双动力头钻机成孔 该钻机为履带底盘装载 全液压驱动 双动力头式钻机 主机装有前后动力头 根管钻进时后动力头接内钻具钻进 前动力头驱动套管回转进行跟管护壁 遇坚硬岩石时钻杆和套管同时击打 可实现快速成孔 全液压双动力头钻机 预应力锚索支护施工 五 施工流程及施工要点 3 锚索制作锚索制作工艺流程 下料 编束 安装支撑环 安装注浆管 验收 穿束 在预先平整好的下料场地上 场地要求宽4m 长度满足锚索下料长度 按下料长度进行下料 每根绞线长度误差控制在10cm左右 下料长度计算 预应力锚索支护施工 五 施工流程及施工要点 4 锚索安装向锚索孔安索前 要核对锚索编号是否与孔号一致 确认无误后即可将锚索用人工抬至工作面 用人工将锚索平顺穿入锚孔 水平运输时 各支点间距不小于2m 且转弯半径不宜太小 安装锚索前 先进行钻孔深度 钻孔倾角 锚索长度的检验 然后安装经检验制作合格的锚索 锚索安装时应按设计倾角和方位平顺推进 严禁抖动 扭转 防止中途散束 当外露部分满足工作长度时即到位 停止穿索 锚索安装工作结束后即可进行灌浆工作 不得在安装好的锚索端部随意敲击钢绞线或悬挂重物 预应力锚索支护施工 五 施工流程及施工要点 5 注浆向锚索孔安索前 要核对锚索编号是否与孔号一致 确认无误后 即可将锚索用人工抬至工作面 用人工将锚索平顺穿入锚孔 水平运输时 各支点间距不小于2m 且转弯半径不宜太小 安装锚索前 先进行钻孔深度 钻孔倾角 锚索长度的检验 然后安装经检验制作合格的锚索 锚索安装时应按设计倾角和方位平顺推进 严禁抖动 扭转 防止中途散束 当外露部分满足工作长度时即到位 停止穿索 锚索安装工作结束后即可进行灌浆工作 不得在安装好的锚索端部随意敲击钢绞线或悬挂重物 预应力锚索支护施工 五 施工流程及施工要点 6 张拉锚索张拉应分级进行 一般应采用先进行单根预应力钢绞线预紧 使锚索各股预应力钢绞线的应力均匀后 再进行整索张拉 预紧应力宜为0 2 com 0 3 com 分级加载和整索张拉程序为 0 0 2 com 持荷2 5min 0 25 com 持荷2 5min 0 5com 持荷2 5min 0 75 com 持荷2 5min 1 0 com 持荷2 5min 1 03 1 06 com 持荷10min 锁定 规范规定 岩锚超张拉系数为1 05 1 10 混凝土结构锚索超张拉系数为1 03 1 06 锚索张拉每级加载后应同步量测其伸长值 锁定后应量测预应力钢绞线的滑移量 每级张拉的稳定时间必须保证 应采用以张拉力控制为主 伸长值校核的双控操作方法 混凝土结构锚索张拉实测伸长值超出理论计算伸长值6 时 应停机检查 待查明原因并采取相应措施后 方可恢复张拉 预应力锚索支护施工 五 施工流程及施工要点 锚索的张拉 张拉结束后 将锚板外的钢绞线处理好 不能松散 以备再进行张拉 为防止外锚头的长期暴露 每次结束后应作相应的防护 预应力张拉完成后 用手提砂轮机切除多余钢绞线 外留长度30mm 锚索的张拉 预应力锚索支护施工 六 安全措施 1 施工前进行安全技术交底 施工过程中要明确分工 统一指挥 2 各种机具设备应处于完好状态 3 上岗前要做好安全培训工作 施工人员进入现场要戴好安全帽 操作人员遵守有关安全操作规程 4 高空作业要设置必要的防护措施 作业人员必须佩戴安全带 5 切割钢绞线使用的砂轮切割机要设置安全护罩 以防断片伤人 6 注浆管路应畅通 不得有堵塞现象 避免浆液突然喷出伤人 注浆管路不使用时要及时注压清水冲洗干净 7 张拉机具各部件应牢靠 特别是高压油管的联接点 以避免突然断裂脱口喷出伤人 在张拉过程中 千斤顶前不得站人 以防锚索断裂造成事故 8 夜间施工应有足够的照明 预应力锚索支护施工 七 质量控制 1 脚手架的搭社必须稳定 对紧固体的紧固必须有人复核 2 钻机在脚手架上必须固定牢固 避免因钻机固定不牢而孔位出现偏差 3 锚索孔径允许误差 2mm 倾角允许误差3 4 锚孔要清洗干净 空中不得留有岩粉和水 5 锚索的编制要确保每一根钢绞线始终均匀排列 平直 不扭不叉 锈 油污要除净