锚索施工指导书.doc

一、工程概况
DIK20+185～DIK20+330位于江北客站内 ,左侧路基为顺层路基,由于左侧路堑顶上的地方道路经改移后跨越铁路,铁路路堑开挖后受顺层不利构造面的影响, 为了采用有效加固措施.在线路设立锚固桩和锚索桩.
DIK20+253～DIK20+325段地质情况以泥岩夹砂岩为主，其中1#～6#和12#～13#为锚固桩,7#～11#为锚索桩. 在桩体强度达成设计强度的75%以后,按2～3m一层分层开挖桩前土体,施工土钉,开挖到锚索位置时施工锚索.
每根锚索桩均设立2孔锚所锚索,每孔锚索均用6ф15.2mm高强度低松弛钢铰线制作,锚索长度由锚固段、自由段及张拉段组成；锚固段长度为10m，锚索长度为27.5m～42.5m,自由段采用塑料套管隔离防护,裸露部分需做防腐解决,全孔范围内均采用M35 水泥砂浆灌注.注浆压力为0.6～0.8Mpa,锚索孔径为115mm.
二、编制依据
① 《铁路路基施工技术规范》 TBJ202—96
② 《站场路基个别工点设计图》 重枢施站-03
③ 《铁路路基常用加固防护设计图》 贰路2023-05
三、施工组织及重要设备、材料
3.1施工组织
本工点预应力锚索桩施工采用一次流水作业方式，根据地形搭设脚手架，各工序互相配合作业，锚索施工按照施工工艺流程图沿山体自上而下施工。施工前应进行技术交底和安全交底，施工中施工人员按工序明确分组，统一指挥，以保证钻孔、张拉、斜托等各工点间工序顺次展开、衔接顺畅。
3.2施工机具
3.2.1成孔设备
预应力锚索施工中，成孔是整个工程的关键工序，由于地质情况的好坏对成孔效率有很大的制约性，因此在采用成孔设备时，因以轻便、灵活、实用为原则，本工程采用两台QZJ-115型全风动潜孔钻机，该机灵活，重只有200kg，钻进的角度可以随意调整，同时整机可解体人工搬迁，钻机的动力是全风动，动力单一、移动方便、操作简朴。
3.2.2动力设备
电力来源采用高压电网供应，空压机是钻机的重要动力设备，它决定钻机的速度和成孔质量，根据钻机的风耗量9~12m3的规定，该工程选用了两台12m3的电动空压机分别配备供钻机工作。
3.2.3注浆及张拉设备
注浆机采用CGJ-30C型注浆机灌注砂浆，该机压力大，采用挤压式注浆，对灌注砂浆极为有利。张拉设备采用YCW-150型千斤顶进行张拉，并配静探数显仪及传感器一套，用以标定千斤顶。锚具采用OVM六孔锚具，并在7#、9#、10#锚索桩第一排锚索上安设GMS锚索测力计，测力计量程单孔6束为1200KN。
3.3施工材料
按照设计规定采用，高强度、低松弛钢绞线进行施工，钢绞线强度级为1860Mpa,直径为15.24mm,注浆管采用φ22mm聚乙烯管。锚固段灌注M35水泥砂浆，斜托为C35砼，锚索封头为C15砼。
三、施工工艺和方法

工艺流程图
拟定锁定荷载
根据试样拟定其强度
压力检测
转移及撤出
封头
锁定
实验
养护
封孔注浆
施加预应力
钻机撤出
锚索安装
一次灌浆
测定流动度取样
清孔
造孔
检尺组装检查
拟定锚孔位置及锚固角
安装钻机
锚固材料
造孔设备
塔设脚手架
锚索制作
拟定产品及数量
机械材料进入现场

测力计观测

3.1钻孔
3.1.1 桩体预留孔道
在进行桩体混凝土灌注之前,须进行锚索孔位的预留.采用内径ф150mmPVC管在设计位置按设计角度预留,且每根锚索桩在最下排锚索以下1m处预留一个备用锚索孔.
3.1.2钻孔
钻孔是锚索施工中控制质量及工期的关键工序，本段防护锚索孔孔径设计均为Φ115mm，俯角分别为15°、20°、23°,锚索间距为1m。
一方面根据施工现场地形情况搭好支架 ,架稳钻机,要做到到“正、平、稳、固”的规定，保证钻机受力后不摇摆、不移位。钻机安装好后，要全面检查钻机方位、倾角、水平度和开孔钻头落点差,方可开钻. 钻孔采用干钻,坚决不允许和钻(水钻).对锚固孔则规定圆直，不得弯曲，在钻孔施工过程中要及时测斜，必要时每5m测一次，如发现孔斜应立即纠治。
钻孔时先按设计的孔深把钻杆整齐排放在钻机旁，钻杆的总延米应大于设计孔深2～3m量出钻机给进前端至岩面的长度，以便随时了解进尺。钻孔开始后，要随时观测钻进情况，特别对孔内吹出的岩屑及钻进的尺度细心观测，一旦发现进尺忽然加快，应立即调整给进速度，防止导致卡钻，这说明有也许碰到软弱层或破碎带，破碎带吹出的岩屑多为黄色，粘土含量高，此时应在钻孔钻进记录中记下该破碎带的深度和厚度，以供技术人员了解实际情况及时调整设计给予解决。倾斜角偏差不超过±1°，每孔超钻0.2～0.5m，防止孔底被岩(土)屑侵占。
3.1.3清孔
钻孔结束以后，为了保证注浆后浆液能与孔壁粘结良好，应对孔内用高压风吹孔，保证孔内无岩屑及残渣，吹干净后立即将编好的锚索安装就位。
3.1.4塌孔及卡钻解决
塌孔及卡钻的因素重要是由于钻进到破碎带后，高压风从裂隙中泄漏，孔内风压减少，无法将钻出的岩屑吹出孔外，形成岩屑堆集导致卡钻，或是孔壁破碎掉块形成塌孔卡钻。
对事故解决采用两种方法：当较浅层发生卡钻、漏风无法钻进时，退出潜孔锤后运用水泥细砂浆回填塞钻孔，然后再将潜孔锤重新送进孔，运用水泥细砂浆护壁；当卡钻发生较深时，退出潜孔锤，用水泥浆（应稠）灌注，直到注满发生的破碎层，隔天后，重新开钻，这种方法起护壁作用，防止漏风有助于吹出岩屑，防止塌孔和卡钻。
3.2编索及下索
3.2.1下料长度拟定
下料长度按下式拟定：L=Ls+Lm+Ld+d
其中：L-预应力钢铰线下料长度；Ls-锚索实际孔深；Lm-锚墩及锚具厚度；Ld-千斤顶长度；d-预留长度。
实际施工中下料长度为孔深再加1.5m，已可以满足该工程的设计及所用设备规定，钢铰线的切割采用砂轮切割机切割。
3.2.2编索
按下料长度每束六根下好料，平顺放于干净平整的场地，逐根检查钢铰线有无损伤，同时应进行防锈措施。然后量出锚固段和自由张拉段的长度，作好标记，并对自由段进行防腐、隔离解决，方法如下：
（1）、除锈；（2）、涂抹黄油；（3）、用Φ22聚乙烯管作套管隔离。
预应力锚索桩锚固段长度设计为10米，施工中先将六根钢铰线插入导向帽内，在锚固段每隔1m安装一个隔离架，并使钢绞线间有一定的间隙，以保证灌浆时能将锚束内空隙充填密实，使钢铰线得到充足握裹和保护。再把隔离架、紧箍环、注浆管按设计组合在一起。在自由段按设计规定进行防腐解决，并用Φ22聚乙烯管作套管隔离，并将自由段端头用粘胶带缠封。注浆管沿隔离架中心孔穿过，直到距导向帽约30cm处，隔离架与隔离架之间用铁丝将钢铰线绑扎，松紧限度应使注浆管可以活动，使整个锚索体呈枣核状，同时应在注浆管上的自由段开始处粘扎测定注浆是否到位的电线，编好后，应再次检查锚固段长度各部件是否对的。一经安好，不得任意敲击，不得悬挂重物。
3.2.3下索
将编好的锚索用人工抬运到孔口，抬运中严禁拖拉。锚索在运送、吊装过程中各支点间距不得大于2米，转弯半径不得太小，操作应细心，不得损坏锚索及防护层。进孔后向孔底推动，如有困难应重新清孔，若还不行，应用钻机扫孔，直到下好索。

3.3锚固段注浆
使用525号普通硅酸盐水泥拌制添加早强剂的350号水泥砂浆，浆液采用砂浆拌合机拌制，人工用水桶运到注浆机料斗中，浆从注浆管进入孔底，空气从低孔中排出，注浆压力为0.6～0.8Mpa，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。注浆浆液应搅拌均匀，随搅随用，浆液应在初凝前用完，并严防石块、杂物等混入浆液。对试件的抗压进行实验，7天强度可达28.6Mpa，证明可进行张拉。
3.4锚墩制作
锚固段注浆后，就可以开始制作锚墩，锚墩是一个受压构件，它把锚索预应力荷载均匀地传递到岩体，锚墩由楔形的现浇钢筋混凝土（C35）锚头、预埋定位钢管、OVM锚垫板、钢垫板组成（如图3所示）

注完浆，绑扎锚墩钢筋，用Φ120mm，长700mm的薄壁钢管插入孔口内，孔外部分与锚墩混凝土顶面平齐，立模浇注C35混凝土。浇筑时应注意锚索应与锚墩顶面垂直。为达早强可加早强剂，7天后即可达张拉限度。规定垫板的平面与锚索的轴线垂直，以保证预加力施力方向的对的。
3.5张拉
张拉前应对张拉设备进行标定，并对试件的抗压强度进行实验，当砂浆和锚墩混凝土强度达成75%后方可开始张拉。按设计初始预应力值分两次逐级张拉初步锁定。第一批锚索应一方面施工3孔做验证实验，拟定锚索锚固力与设计值是否相符。规定单孔6束锚索张拉力不小于1100KN。验证完全合格后方可进行其他锚索施工。实验锚索应按设计初始预应力值重新张拉锁定。第一次张拉值为设计张拉力的70%，持荷稳定5min；第二次张拉值为设计张拉力的115%，持荷稳定大于20min。两次张拉间隔时间不宜小于3～5天。锚索张拉中应对锚索伸长及受力作好记录，核算伸长与受力是否相符。无应力损失时即可锁定。张拉时严格控制加荷速度，张拉控制荷载应以压力表读数为主，测定钢绞线长度为辅，实测伸长值与设计伸长值之差应符合设计及规范规定，张拉完后，用锚具初步锚定。为克服锚索蠕变等因素导致的预应力损失，应在锚索张拉6～10d后，用吨位较大的千斤顶(YCW150)进行一次补张拉，然后锁定。
锚索桩锚索长度、初始预应力一览表
桩号
桩截面（m）
锚索排数(从上至下)
初始预应力（KN）
单孔锚索束数
锚索长度（m）
钻孔长度（m）
锚索设计下倾角
#7
1.75×2.75
1
450
6
31.5
31
15
2
340
6
27.5
27
23
#8
2×2.75
1
470
6
35.5
35
15
2
360
6
30.5
30
23
#9
2×2.75
1
440
6
37.5
37
15
2
360
6
33.5
33
20
#10
1.75×2.75
1
460
6
37.5
37
15
2
380
6
42.5
42
20
#11
1.75×2.75
1
460
6
37.5
37
15
2
380
6
42.5
42
20
根据《公施规》规定：预应力钢材用应力控制方法张拉时，应以伸长量进行校核，按规范所提供的公式计算如下：
锚索桩锚索长度、张拉伸长量一览表
桩号
锚索排数(从上至下)
锚索长度（m）
10%
（mm）
25%
（mm）
50%
（mm）
70%
（mm）
100%
（mm）
110%
（mm）
#7
1
31.5
20.8
50.2
104.1
145.7
208.1
289.5
2
27.5
18.2
45.6
91.1
127.6
182.2
200.5
#8
1
35.5
23.4
58.5
116.9
163.7
233.9
257.3
2
30.5
20.2
50.4
100.8
141.2
201.7
221.9
#9
1
37.5
24.7
61.7
123.4
172.7
246.7
271.4
2
33.5
22.1
55.3
110.5
154.7
221.0
243.1
#10
1
37.5
24.7
61.7
123.4
172.7
246.7
271.4
2
42.5
27.9
69.6
139.3
195.0
278.6
306.4
#11
1
37.5
24.7
61.7
123.4
172.7
246.7
271.4
2
42.5
27.9
69.6
139.3
195.0
278.6
306.4
理论伸长量的计算公式：
后张法简化计算法：

式中：P——预应力钢筋的张拉力，N；
L——预应力钢筋的长度，m ；
Eg——预应力钢筋的弹性模量，MPa；
Ay——预应力钢筋截面面积，mm2 ；
式中：——预应力钢筋的平均张拉力，取张拉端的拉力与计算截面处扣除孔道磨擦损失后的拉力平均值，即：

3.6自由段注浆封锚
在路堑开挖完毕且锚索桩及桩间复合结构形成后，应随机抽取3根进行张拉检测，规定单孔6束锚索张拉力不小于900KN、检测合格率达100%后，方可用手提砂轮切割机切除外露多余钢绞线，开始注浆：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0.5Mpa,浆液与锚固段相同。由于自由段多数存在岩层破碎，或有裂隙存在，易发生漏浆，因此应注意观测，若发生漏浆，应隔一天后补注浆直到注满为止。注满后将锚头外露部分用C15混凝土封好，防止锚头外露锈蚀而导致预应力损失。
此外，在7#、9#、10#锚索桩第一排锚索上安设GMS锚索测力计，测力计量程单孔6束为1200KN。在锚索张拉及每一层岩土开挖过程中，应对安装锚索测力计的锚索受力作好记录，同时对桩顶位移进行监测，发现异常应及时告知，观测时间到交验为止。
3.6工程实验
在施工过程中，为保证工程质量，要进行以下工作：
1） 孔径、孔斜度、孔深的测试；
2） 钢绞线材质实验；
3） 锚具性能实验；
4） 千斤顶、油泵、压力表的校验；
5） 锚索锚固拉实验；
6） 注浆配合比选定，外加剂掺量的选定；
7） 试件抗压实验。