铁路边坡预应力锚索施工技术总结

预应力锚索施工技术总结前言对于铁路工程，预应力锚索加固高边坡是一个新兴的课题，是近几年才逐步开展起来的，虽是如此，但预应力锚索在山区高边坡加固防止山体滑坡等工程中起到相当大的的作用。预应力锚索加固的作用原理：在预应力的作用下通过锚索（一般为5根或7根钢绞线）将松动、不稳定的围岩固定在较深层稳定的围岩上，以防止其滑移或掉落。现以xx二线铁路预应力锚索对高边坡治理的为例作进一步的介绍。一、工程概况及地质条件xx二线铁路DK203+110～DK203+310段长200m，为深开挖路堑。工点位于xx河峡谷左侧陡坡上，地势左高右低，属于xx自然保护区香林寺区，植被覆盖良好。自然坡度30。。工点范围内山体自然横坡1：1～1：2。坡脚依次为既有铁路、312国道、xx河。最大挖方深30m，最大边坡近45m。水文地质条件为：工点范围内地下水和地表水均不发育，地震动峰值加速度为0.4g（相当于地震基本烈度九度）。最大冻结深度：1.38m。主要地层为砂质黄土、碎石土、变质砂岩。地质条件极其恶劣，一次性开挖高度超过2米就会产生山体小范围开裂、留塌现象。二、设计依据1、为减少刷坡数量，降低边坡高度及开挖的危险性，维护山体平衡，保护环境，防止开挖坡面风化，设预应力锚索十字面板及挂网喷混凝土防护工程。2、水泥砂浆与钻孔壁间粘接强度取0.5MPa，钢绞线与水泥砂浆间的粘接强度取1.4MPa，锚固体抗拔安全系数大于2.5，同时考虑了预应力损失。三、预应力锚索的设计布置及其结构示意图1、预应力锚索的设计布置DK203+110～DK203+310段左侧边坡设预应力锚索工程，第一级边坡坡率为1：0.25，高15m；坡面分级设置，第二、三级坡率为1：0.5，边坡高16m；每两级间设2.0m宽平台。左侧边坡设预应力锚索工程，锚索按矩形排列，其垂直及水平间距均为4m，钻孔孔径130mm，每孔锚索采用5根Φ15.2钢绞线，其锁定吨位为77.7t，锚具采用OVM15-5型，钻孔与水平面为15度，采用钢绞线强度级别为1860MPa。面板为预制钢筋混凝土十字型板。边坡和平台挂机编低镀锌双纽铁丝网，铁丝网采用Φ18螺纹钢短锚杆固定，锚杆长度为2.0m，间距2.0m，表面为喷射混凝土防护。锚索正面布置及横断面布置分别见图1、图2。图1锚索正面布置示意图图1锚索正面布置示意图图2横断面布置示意图2、预应力锚索及十字面板结构示意图预应力锚索结构示意图见图3，十字面板结构示意图见图4。图3锚索结构示意图图3锚索结构示意图图4十字面板结构示意图拴四、金主要穴施工纳机械设备谱主要削施工巡机械设备丛见表爷1跟。疑主赞夕购要刊臂亲机羊销蚂械阳滴忘设着择父备表1外序号托名赛告帜称阻规辛射贩格凭型雄受佣号迁功仔勒率司病（绑k雾w钻）卡能式肯力糕喜（焦t延）颠单位壁数量未备越东饲注锅1授锚固工程逼钻机亏MD共-嘴50尺无锡圈2溜2既轻型凿岩培机详YT-2旦8凭耗气量索83.3叹l/s喷天水盯2挨3我风镐铺G10漂沈阳扁4炭4镇卷扬机吨JJK-搜3祝3t纯太原拍3碌5鸡钻孔机驳XY-1无A蜓北京号1歇6避砂浆搅拌朗机职HJ25中3Kw挺南昌估3厌7滚内燃空压抗机钩三比菱膀-600监柳州汤4肉8顺发电机狠30Kw伸北京零1呈9妇注浆机谎UB果J-1.之8狮常德炕2莫10集湿喷机户TK-9呈61沙8.7K尼w很成都俘2西11微钢筋切断兵机岩GJ40投-1捧15Kw怖太原伴2引12址钢筋弯曲窝机崖WJ-4引0存8Kw笼太原鹅1独13丹千斤顶陪YCW1富50B-敲200烛柳州脆4腐14差电动油泵绣ZB4-长500环柳州磨4阵五、施工江工艺及方倦法钉1肠、施工工其艺层⑴激叠预应力锚票索施工工妨艺流程图企见图索5灿。驳⑵怪悟挂网喷射局混凝土施值工工艺流兽程图见图涉6假。帐2蝶、施工方寻法稳⑴弟购预应力锚滤索工程秆①粘呀测量放样捎锚索施工促前必须由留测量班严召格按照设则计要求定仅好点位，辈垂直方向恳与水平方贞向误差应亿小嫌于垦0.05趟m轻。坡坡面成型钻孔清孔锚索安装注浆安装十字面板张拉锚头封闭锚索制作图5预应力锚索施工工艺流程图清刷成型坡面清刷成型坡面钻孔清孔注浆插入锚杆挂铁丝网喷射混凝土覆盖养生锚杆制作图6挂网喷射混凝土护坡施工工艺流程图跑②矮腊坡面成形委开挖边坡卡必须从上歼往下分层镰开挖，分纷层锚固，奖并采用光担面爆破。唯不允许待渗坡面全部者开挖后再杰上锚索。③钻孔域钻孔前，柱钻机机台给应稳定牢阵固，作业住时在钻孔秘反推力作勉用下仍能趣保证钻机鸭稳定和钻部孔方向。答钻孔的倾惊角及水平内角误差控城制在抬1素度以下，蜡孔斜率小宴于露1/50像。辰钻孔时，线尽量不扰吸动钻孔周悔围岩层，鞭必须达到锹设计深度哥,骨更不允许哗弯曲钻孔北。④清孔厌钻孔结束厦后，用聚协乙烯管复爷核孔深，扑用高压风安将孔内从看孔底向外斤继续清孔粱至少尿10击分钟，并喜将孔塞好蔽。喘⑤停梢锚索的制戴作组锚索材料边必须达到财设计强度晨要求，保好证质量。都钢绞线按魔设计长度布用无齿锯急锯断下料沾，量出锚启固段和自店由段长度落。昼清除其上沉污物、锈重斑后再进小行防腐处援理。钢绞盐线自由段钳涂防腐剂拳后，用无洽氯石油沥鄙青涂刷，滥等沥青硬急化后，再峰涂黄油，究套金属波谊纹管。哈制好的锚巩索不能直冰接放在泥拾土上，不柏得粘泥土字、油污等买任何杂物解，安装前鬼要检查钻到孔内有无沈掉块。段⑥上谊锚索的安糠装舒将组装好只锚索抬至倘与之对应问的孔位处愧，孔底端俗装导向帽适，将注浆许管与锚索宜一起插入烂到孔底。⑦注浆键施工中，诚水泥砂浆鱼的质量要姓严格掌握絮，水泥不坏低念于量P.O决42.及5尺，砂为净上化的河砂属，并且要怎过筛分选熄，对搅拌训好的砂浆骂要再次过有筛，以免烈有水泥结伟块堵塞管污路。豆全孔采用疮M40封水泥砂浆三灌注，注猴浆采用孔侮底注浆法祖，注浆压己力为检0.6纸～概0.8M止Pa卫，注浆时术应缓慢搅衫拌砂浆，猫注浆直至讨孔口返浆崇注满锚固殖段为止。工砂浆灌注答必须饱满味密实，注片浆材料固民化前不得离移动锚索概。臂⑧沟训安装十字府面板洲十字板采顷用现场预肯制，待达董到设计强永度后方可套吊装。为招便于实施源高边坡的有喷射混凝虚土防护工竭程，十字灾型板安装场前，应按他其准确位咱置在边坡将开挖深者0.5m滴的十字型袍槽，使十芳字型板嵌密入坡面。⑨张拉鉴A凭、设备标毫定梅张拉前要压对张拉千惯斤顶、油鬼泵进行标虎定，给出售千斤顶出泉力与力压廉力表指示衫压强曲线动，标定时帝千斤顶最弱大出力应离多于锚索升张拉时的乳值。载施工时所孝采用的的爸张拉设备度如下：寨产品名称弹：千斤倚顶场算辽饥型号规格萄：喊YCW1乘50B-衔200歇油上赶智泵跨忘娇最型号规格塌：井ZB4-故500窜张拉设备鲁检测结果误如泽图妇7什：拢千斤顶检艘测湖F-由P膨关系图样作酒图仰7返检测结果绘：一元一列次线性回蜓归方攀程毙F=30绘.16P恼-8.4轰0站相关系治数热γ踏＝烤0.99若998B、张拉沃锚索张拉院前必须把应十字面板桌上的垫板起清理干净嫂，同时各耕个张拉用烦具准备到捆位。蹄张拉施工吵必须等孔析内砂浆强端度达到其潜设计强度洽的戏80%蓝后进行。达张拉前应赠检查锚头赚等设备，洽确认合格吃后清污除叼锈。麻锚索正式概施工前，淘须进行锚妈索拉拔试永验。对两松根锚索进存行拉拔试蝶验，其张被拉吨位为握锚索设计眉极限承载陷力抱129.妖5界ｔ；在施铁工过程中录，随机选挣择锚索总是数过5校%拒的作张拉役试验。试疏验均分五狮段加载，条每次为各霜自张拉吨功位的糟0.2著倍。试验赔中对锚索党各部分变冤位性状要狗做详细记军录，根据谊试验结果券确认设计辞荷载是否冰安全。拉攻拔、张拉虫试验进行疲时，应有慎设计、监布理人员参丸加。原锚索张拉母应逐级进塞行，分两镜次完成。熟第一次张肢拉达锁定违吨位的到60暴～氧70%脂，两次张挽拉时间间仓隔不小于扰5窄天，张拉土中应对锚蚂索伸长及郑受力作记饥录，核实纱伸长与受伙力是否相烧符。每级腐补偿比张拉稳定夫时间为匹5分分钟，最瓣后一级补功偿张拉稳筹定时间为讽10赏分钟。待研锚索锁定猛后再对自渐由段灌浆已。张拉方过程中，萝单孔锚索锋最大张拉似力不超过砍99T蹄。必须保叔证十字面碗板钢垫板磨外侧面与屡钻孔轴线郊垂直，面伸板与坡面皆之间全面档受力。将C絮、锚索张剧拉实际伸醋长量与理着论伸长量爬对比棕按照设计做张拉采用膀二次三级桂以上张拉伪，该段施签工时采用掉四级张拉浇，每级张旺拉采用设匀计张拉荷技载河的击1/竹4稍，张拉前辅先进行初瘦张拉，初撑张拉以工腊具锚和十牧字面板垫拒板密合为眨准。替张拉采用绒张拉应力拍和锚索伸为长量双重恢控制，相钉互校核。能实际伸长捷量和设计宿伸长量要堵求误差不露超守过钞5狸%猪。超过时吃将采取重载新校对设棍备、观看认坡面、检傲查十字面亚板、对预今应力材料示进行弹性宵检验等。馅本段锚索齐设计锚固能段均嫌为咱Lmg=在10土m浊，自由血段耗Lzy=莲4桑m榨～格16支m畜。幼以街C1惹3陈孔为例，眉其控Lmg=景10歌m丘，自由确段搏Lzy=梳14以m绿，结果如搏下：卵理论伸长序量按照计律算公式为或：基△甜L资＝忠（符N禾L耀）勾/EA贸△氧L---怠-楚理论伸长默量依（挥m侵）首N---党-怀锚索张拉州力锦（炕N点）坏L---瞎-倒预应力锚呈索自由段妄长度努（售m营）雷E---漂-烤预应力锚打索弹性模祖量便(遗GPa)途A---兄-容预应力锚暗索截面面感积内m柔2表代入数据思为：热【豆761.祝5KN×本14是m柿】文/爆【京196G战Pa×5荡×3.1戴4÷4×印15.2健2精】你＝袍0.05巧995软m俱＝乒6cm控注：锚索耕锁定张拉功力为挺：歉761.怜5KN押粥强钢绞线弹鸭性模量为都：箱196G适Pa变每束锚索热为须5鄙根窃Φ交15.秤2给的钢绞闹线庆饮菠自由段长飘度为色：港14m仙C1宾3他孔第一次头张拉结摊果陆绢(Lmg勿=10m登圣Lzy=铸14m)册张拉荷载缴（淘K奥N强）牢油表读铁数新(计MPa)踏位移增量歉（阔m宇m煤）挤稳定时间菊（荒mi觉n饶）闪一级张拉扁115.驶26以4.1旺3朗5然二级张拉脂241.咱96影8.3检4拆5工三级张拉灶365.处98坏12.4夫6战5龙四级张拉旧489.秧24艇16.5戏12孝10幼C1识3拿孔第二次图张拉结细果招木(Lmg亭=10m载欺Lzy=欺14m)菊张拉荷载族（夕K添N年）妻油表读丙数饱(发MPa)隐位移增量迟（误m扰m杠）彻稳定时间损（免mi押n忽）涉一级张拉逝190.毙7江6.6猫2酒5混二级张拉丙380.选7征12.9旦2乖5序三级张拉拌570.克7嫁19.2造13涉5禾四级张拉蚀761.殖5绝25.5徐17默10御实际伸长氧量：第一稳次与第二邻次张拉合卧计为脸：巨3+4+森6+12罪+2+2祸+13+归1盲7靠＝填59mm邪结挠赤先甩果：翼（舰60-5卷9州）比/60=幕1.7丙%赠＜乳5%毁飞符合设计顾要求接⑩犯蔬锚头封闭劝张拉结束者后，锚头邀部分应涂说防腐剂，晒再有涛C15躲混凝土封住闭。稻⑵骗逃挂网喷射悼混凝土护辣坡棍①绿故清刷边坡躁表面松动揉土石及风循化岩层，体一直清刷声到较新鲜涝的硬层，激并使坡面袄大纯致平整，练坑凹进行梳嵌补。痛②坦妈顶部、两沙侧凿槽，策砌筑侧沟脆及护裙。牙③握意用风枪安春装犯49m景m惧钻头打锚嚷杆孔，孔渡深应比锚沃固深度垂深悬20c柔m蝇。困④菊讽用高压水棵将孔中岩吐粉冲洗干海净，灌边满政1姐：鄙3君水泥砂浆乒，再插入意并固定锚缝杆，使锚衔杆处于锚放孔中心。估⑤察欲用扫帚清成扫坡面浮见土、碎石夫，并用高池压水进一诵步冲洗干烤净。梨⑥础台由于设计竿喷射混凝暴土王18c爪m兔，所以必群须分层喷辟射。在安肤装绑扎镀毫锌铁丝网理前，先初市喷述8船～要10c冒m海厚混凝土团。漫A静、扩喷射混凝望土正式作僚业以前应饱进行试喷茧，以调节条适中之水墙灰比，在宜试喷中，登水灰比是用通过混凝对土的外观花特牲来判存断的；当井喷射灰体室表面颜色扒灰暗，出后现干斑，律回弹量大私，粉尘飞雨扬则说明惠水灰比过锅小，应加乌大水量：耍当喷射灰孩体面表直期皱拉毛，袋滑动以致毅流净淌阅凡则水灰比脊过大，应毅减少水量嚼；当喷射伶灰体表面攀粘粘糊糊惯，表面平略整，呈现鼠一层水亮荐光泽，骨屋料分布均尺匀，回弹铺量小，则乌为适宜之尘水灰比。三B预、喷射混华凝土的顺傲序是：自净下而上逐逆次喷射，贺先喷凹处货和孔洞，止后喷平处窑。粘C槐、混凝土来一般一次荒喷射达设教计厚度，宪两次喷射采间隔时间讽以上次喷形射灰体达免到初凝为嚷宜。吴D缘、喷射混去凝土时，甲应使喷枪堂咀垂直坡吓面最大偏缘斜角不宜令超持过未15拔°躬，喷枪咀门移动方式狮可为圆圈雄法省，盾亦可为条炎形循回法路。喷浆作掉业如当日驴未完应留津有伏“势毛挑边心”澡茬以使翌晶日继续作模业时衔接亲。尿E劝、喷射混然凝土冤时突,精喷枪与坡扶面间的距贤离一般不龟大驰于道1.5m践,厅以评1鸡m乱左右为岭佳具,溉当管路长撒度艇为电8通～扁20债m持时各,寇工作风压截为基15赌0京～青250K据pa邪,寸水压应高选于工作风霉压省10哲0莲～母150K材pa阶,今绝对不允愁许低于风沙压。宴⑦谣梅当固定锚丽杆之砂浆翅强度台达旋70%恋且初喷混社凝土凝固回后，闻将预制信镀锌铁谷丝框条架隙按设计要去求安装在处边坡锚杆伟上，绑扎狗焊接牢固漠后立即安惕装绑扎染镀锌沾铁丝网。宫⑧绑衬喷射监剩余部分统厚度的哀混凝土。偶⑨播数覆盖养生否：降A阶、当喷射挽作业完成心后，立即吉用茅草或掉草袋将灰若体覆盖，烂为防止茅交草或草袋芽被风吹走违或下滑，鸟应在其上薄铺盖标厚另1泳～怜2c棋m秩细土。锤B物、当灰体缠达到初凝棒后，立即拖开始洒水槽养生，使粪灰体表面贺经常保持虑湿润餐，迟养生持续汤时间一般习为淘7标～图10配d旦。倚六、施工家中遇到的酒问题及采扭取的措施哗1倚、施工中贴遇到的问列题村原设计地瞧质情况：茫⑴骂裂砂质黄土夏：乐厚预1.肢0暴～互4.0身m慌浅黄罪色茶,威土质较均堪一祖,虏硬争塑寇-搅坚垦硬违,苍Ⅱ府级普通消土泉,籍舌σ煌=120忽kP调a幸，具困有过Ⅱ碌级自重湿临陷性，湿什陷土层膛厚泉4.0诉m慕。久⑵笋凶碎石土：傅浅灰色，窗成分以砂伸岩为主，悲棱角状，疤厚箱2.唯0加～慈4.0敢m淡，粒径级贿配双：法D拍：提2熊0忠～炉40m钩m物约绢占河15晨%科，大秧于拌60m冠m至零星，余推为角砾及惹砂土质充针填，潮湿坊，中密湿，衰Ⅲ俱级硬土剑，密σ港0批=550化kP宵a涝。俊⑶干迎变质砂岩索：浅灰色窃—施灰绿色，糕矿物成分乏为石英、年长石等，乓岩质较硬御，硅钙质蝇胶结，块唯状构造，懂层理较发纷育，岩层央产状席：宇N35阀。屑W/55汉。京N睬，表层全顶风化蒙—泰强风化，拴风化层堂厚斥1凯5湿～犬18惑m王。完整岩食层透V搜级次坚石芦，君σ族0稍=100眨0kP短a院，风化穷层餐I今V葬级软石补，邀σ揭0厌=50旷0kP龟a我。抓实际施工炭时地质情杨况：笋在开挖过止程中，发研现上部地泼层地质情煎况与设计降地层存在携较大差异躲，除顶部武覆盖层为谦砂质黄土竞、碎石土嚼外，下部汇地层并非禁单纯变质幻砂岩，而咐是以顺层烘粉砂质千供枚岩夹变走质砂岩，蹈千枚岩呈汗片状构造估，片理、洁层理较发细育，片理叮产纹状绣N60旋°共～拌75°W槽/54积°念～眉60°紧N浆，岩层走砌向与线路绒平行，层睬厚喊5覆～是10c偏m届，发育两消组节理，栽节理产状裤：刊SN/8出5务S脑、抄N65°放E/70腾°决S走或谁N20°稳E/90燕°博、块N70°隙W/58咏°水N谷，节理延初伸长素度趟0.舞5名～栏2m应,索呈破碎至称较破碎状嗓，岩石表制层全风眨化防-易强风化，文风化层厚申约滨10格m钟，弱风化帖岩均层缠V槽级次坚石修，阁σ智0蜘=800慨kP栏a波，风化层龄为愉Ⅳ那级软石臭，久σ倦0蜘=400膛kP桶a索，攀V绍级围岩；鸡局部地段裕夹有变质继砂岩，砂望岩呈褐红贵色或青灰缓色，岩质剩较硬，薄芦层状构造高，层理较悠发育，岩如层产状与苏粉砂质千腰枚岩相同妖，表层全汤风输化腥-鉴强风化，乏风化层条厚井1颗5偏～从18坛m难，弱风化麦岩槐层驳V津级次坚石陈，探σ烈0记=100址0kP夹a物，风化层怪为堵Ⅳ燕级软石加，骂σ茄0套=500稠kP浅a君。宝此种风化吧粉砂质千锯枚岩夹变辰质砂岩暴夕露后很快写变为松散劈的破碎体朋，呈片状按剥蚀下落章，且岩层捏倾角小于头边坡坡比撇，尤其顶俘部为砂质框黄土与碎与石土更是汪难以保持厚设计坡比腿，再加上坑天气下雨钞冲刷、浸洁蚀，使岩肤体风化加版剧，为此醒在施工过附程中身不断发生惠溜坍食，更无法脂成孔。站2顺、施工中懂采取的措谈施必⑴始品普通钻机贺的弊端领DK20相3+11市0有～土DK20希3+31吴0努段路堑边倡坡防护设耽计为预应离力锚索工遮程下，黄2920拦m愚锚索位于友此种地层怠中，单孔爷最大孔深菠达栋26卖m防。在风化递且欠较破碎的樱粉砂质千积枚岩夹变鸣质砂岩中侨进行预应绳力锚索施水工，成孔敌是十分关企键的。采叉用进口钻油机双管跟切进，机型桨太大，操件作困难，舌且最大跟垦进深度跪为暗3伸0键～做40盏m备；而采用先传统的地养质钻机成猪孔很困难舒，甚至无京法成孔吼。即使牌采用套管圣，存一方面看85盗%良以上的套乒管无法取筝出，动造成极大充的浪费；罪另一方面威传统的地易质钻机每信台每天成庙孔谢仅骗2哭0瑞～飘30肃m狮，既影响捉工期，又趴增加了成著本，且质肢量无法保码证。离⑵烤句改装钻机鸣国产钻机笋在钻具、断工艺等方垦面改进后榜，在破碎增地层中采欧用套管跟幼进法，最去大深度可师达查60薯m豆，其性能己良好，可敏以解决松啄散、破碎续地层中成协孔的问题柴。征将传统地羊质钻机改衬进后，使榨施工进度推加功快亮5城倍，既保觉证了质量伙，又加快具了进度，办且节约成昂本。奸①烂父施工方法法成孔与套躲管同步钻孔进，成孔躲后将钻具雀全部取出韵，按设计捉将锚索放宗入孔内，绞然后边抽屿管边注浆份，防止塌疮孔影响质额量。画②工施工工艺曾在套管头券部加工、醋安装管角火，在冲击答器与钎头术之间设计题、加工、台安装导向杏器，设计勾尺寸使得灵钎头刚好献露出套管饿外，再在应冲击器上钻边接钻杆臂。如此，戒导向器可慕保证方向突，并控制相钎头与套巴管的连接次，同时使垮得套管与绝钎头同步盲推进。成惩孔后钎头荒可顺利收匪回到套管扁中，整个呈钻具从套价管中提出剂，将套管嫂留在孔内成，保证钻心孔不坍塌迟。然后将谱锚索下入庭孔中，边晃抽套管边适注浆，最那后将套管从全部抽出汪。这样既歌保证了注滔浆的质量调，又能将泼套管全部申取出，且川加快了工惧期。岔A破、对于变翁质砂岩或城较硬岩石约采用常规外潜孔锤钻富进（见川图什8裳）瞧常规潜孔讨锤钻进时界操作规程构为：钻头+潜孔锤上机钻头+潜孔锤上机加接钻杆动力头接钻杆川B记、对于风外化且较破霞碎的粉砂律质千枚岩葬夹变质砂菠岩采用跟槽管钻进（纲见掠图鞋9商）与常规潜