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云南省澜沧江小湾水电站
导流隧洞预应力锚索工程施工技术措施

合同编号：（XW/C1-A）

审定：
校核：
编写：

小湾141水电工程联营体
二○○二年八月十六日

预应力锚索施工技术措施

一、工程概况
二、施工布置
三、预应力锚索施工
四、施工进度安排
五、主要施工资源配置计划
六、质量控制措施
七、安全保证措施

预应力锚索施工技术措施

一、工程概况
1、导流洞进口地段岩石主要为MV－1黑云花岗片麻岩夹角闪云母片岩及云母角闪岩。山坡岩体卸荷作用较强烈，在1016m~1036m高程之间的边坡上设置两排锚索，间、排距6m，共布置13根， 以控制坐标点为起点向上游方向布置，在1078m高程设置一排共12根锚索，在1090m高程及以上高程部位共设置五排共65根锚索（13根/排），锚索间、排距5m，在位于左岸上线出渣公路至左岸高线出渣公路之间（高程约为EL.1265~EL.1400），狗崖子沟沟心下游侧至清坡范围线内的边坡，设锚索L=30m，方向N80E°~S80E°，锚固角下倾10°~15°，暂计12根。
预应力锚索采用1800KN，长度25~40m，梅花形布置。
2、导流洞出口预应力锚索设置具体位置见“国家电力公司昆明勘测设计研究院下发的导流隧洞出口开挖及支护图（1/6）”中5-5剖面上、下游侧最上两台开挖边坡上（锚索在每台边坡上从起始位置自上而下布置，第一排距马道的坡面距离为1m）及左岸中线公路以下3-3、4-4剖面上、下游侧局部位置（锚索分别从起始位置自上而下布置，各三排14根，第一排距中线公路以下边坡坡面距离为2m），5-5剖面上、下游侧锚索方位角分别为NE59°和NE74°，锚索下倾10°~15°。
预应力锚索采用1800KN，长度25~40m，@5m×5m（水平距离×高差）梅花形布置。
主要工程量如下表：
项 目
单位
数量（米/根）
进
口
预应力锚索
1800KN
L＝40m/根
m
560/14
L＝35m/根
m
1155/33
L＝30m/根
m
1050/35
L＝25m/根
m
500/20
出
口
预应力锚索
1800KN
L＝40m/根
m
2400/60
L＝35m/根
m
4480/128
L＝30m/根
m
5820/194
L＝25m/根
m
2425/97
二、施工布置
1、 施工供风
根据其工作面距离导流洞进出口施工支洞固定压风站的远近，灵活运用固定压风站及移动式空压机供风。
2、 施工用水
在工作面制备一3m3的蓄水池，供注浆时使用。
3、 施工供电
施工电源利用已建成的导流洞进出口施工支洞供电系统网接引至工作面。
4、 砂石料供应
砂料采用澜沧江江砂，骨料采用洞挖石渣人工打制
5、 砼及水泥净浆供应
在每个工作面附近布置一台0.35m3/min的移动式混凝土搅拌机及一台UH4.8型注浆机。
6、 施工分层、分区
根据本工程特点，将本工工程进行分层、分区作业，具体详见附后图纸。
7、 锚索加工场地布设
a、 导流洞进口在1120高程以下的锚索加工场地设在左岸上游下线出渣公路K3+410~460段公路上；
b、 导流洞进口在EL.1265~ EL.1400高程区的锚索加工场地设在左岸上游上线出渣公路K0+160~200段公路上；
c、 导流洞出口区的锚索加工场地设在左岸中线公路（R12）K0+210~260段公路上。
加工场地至多占用半副路面，以保证施工车辆正常通行。加工场地砼路面提前施工，四周作好排水设施，并作防雨棚。
三、预应力锚索施工
本合同段边坡预应力锚索为180t级，深度25～40m。
其基本施工程序如下：
锚索制备
→送索→内锚段灌浆→浇筑锚墩→张拉锁定→封孔灌浆→外锚头保护
钻 孔
为保证锚索灌浆施工不受爆破影响，施工开始前在现场进行爆破震动测试，找出震动波的衰减规律，并根据规范对锚索灌浆施工的震动影响规定，选择合理的施工程序和安全距离，保证锚索施工安全、顺利、优质完成。
1、材料
a、 预应力锚索使用的钢绞线符合《SL46-94》的规定，运输中防止磨损， 其性能参数必须符合《预应力混凝土用钢绞线》的规定，同时对运达工地的每批钢绞线作100%的外观检查和10%的抽样拉力试验，抽样结果和出厂产品质量证书、标志、说明书等报监理工程师批准后使用。
b、 预应力锚索的锚具必须有厂家产品合格证书，并且应符合国家关于钢材质量的规定。
c、 所采用的水泥标号不低于525#的新鲜普通硅酸盐水泥，水泥质量应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）的规定。过期、变质水泥不得使用。
d、 水、砂的质量必须满足《水工混凝土施工规范》（SDJ207-82）有关条款的规定。
2、造孔
在锚索区采用1.5寸钢管搭设双排脚手架，钢管间排距为1.5 m×1.5m，脚手架底脚钢管及横向钢管与山体通过Φ25锚杆可靠连接，锚杆入岩深度1m，外露0.5m，间排距为3m×3m，梅花形布置，锚杆与脚手架焊牢。
在钻孔位置铺设竹跳板，作为钻机及人员操作平台，竹跳板与脚手架用8号铅丝可靠绑扎连接，竹跳板在脚手架上不得滑动。
预应力锚索采用QZJ-100B型钻机造孔，钻孔的孔位、孔深、倾斜度应按设计要求进行严格控制，在锚索部位搭设施工脚手架，按孔位、孔向架设钻机，开孔时力求精确，孔深严格按要求控制。
造孔过程中应作好锚固段始末两处的岩粉采集，如在其他部位发现软弱岩层、出水、落钻等异常情况，也应随时作好采样记录，并及时报告监理工程师。若在锚固段发现上述异常情况，应将孔深适当加长，以确保锚固段位于较好的地层中。
钻孔过程中，若因岩石软弱破碎而导致坍孔时，可进行固结灌浆固壁。在堆积体边坡的松散体内钻孔时，为防止坍孔应采取套管全程跟进方式钻孔，直至不坍孔段为止。
钻孔到位应采用高压风、水循环冲洗，孔内不允许有积水、石粉和石渣等。钻孔结束后，必须经监理工程师验收后，才能进行下索、注浆等工序。在安装锚索前，将钻孔孔口堵塞保护。
3、预应力锚索的制作
锚索的制作应在有防雨设施的加工厂完成，钢铰线下料前，将钢绞线放在平坦干净的水泥地面上或工作平台上，摊开理直，根据实际钻孔深度及锚具长度用钢尺丈量，砂轮切割，严禁电弧切割。下料切口两侧用20号铅丝绑扎，以免切割后切口松散（下料误差：“-0，+10cm）。
锚索体的长度等于锚头以里的长度加外露长度。外露长度包括撑脚高度、张拉千斤顶高度、工具锚板及工作锚板厚度与预留长度（一般为200mm）。对观测锚索尚应加上测力计高度。编束时一定要把钢绞线理顺后在进行绑扎。钢铰线下料或编束后如搁置时间较长，应采取临时防锈措施。
内锚固段需组装成枣核状。量出内锚段的长度并作出标记，在此范围内穿对中隔离架，间距1m，两对中隔离架之间扎铅丝一道，内锚固段锚束分二层组装，隔离支架应能使钢绞线可靠分离，使每根钢绞线之间的净距≥5mm，且使隔离架处锚索体的注浆厚帽。张拉段每隔2m设置一道对中支架，端头2m区段内加密到1m。对中支架应保证其所在位置处锚索体的注浆厚度大于10 mm，对中支架之间扎铅丝一道，锚索入孔前应逐段剪去铅丝。
钢铰线成束后，要检查其长度、组装直径、钢铰线有无交叉和重迭等，进行验收后，合格者方可使用。对合格的锚索要登记挂牌，标明锚索编号、锚索长度，以防装错孔位。
锚索入孔时，不过多地来回抽动锚索体，且送入孔道的速度应均匀，防止损坏锚索体和使锚索体整体扭转。
锚固段安装一根排气管和一根灌浆管，灌浆管由孔口经张拉段，穿过定位止浆环直至导向帽，用于锚固段注浆；排气管由孔口经张拉段穿过定位止浆环即止，用于锚固段注浆时排气。张拉段需专门设一根灌浆管，伸至止浆环附近即可。
4、锚索安装
导流洞进口在EL.1265~ EL.1400高程区的锚索安装由设在左岸上游上线出渣公路K0+160~200段公路上的加工场由人工向上通过钢管爬梯抬运至锚索区入孔。
导流洞进口在1120高程以下的锚索安装由设在左岸上游下线出渣公路K3+410~460段公路上的加工场由人工向下通过钢管爬梯抬运至锚索区入孔。
导流洞出口区的锚索安装由设在左岸中线公路（R12）K0+210~260段公路上的加工场由人工向上通过钢管爬梯及边坡马道抬运至锚索区入孔。
钢管爬梯由1.5寸钢管绑扎而成，钢管爬梯宽度为1.2m，两侧设扶手，钢管爬梯与山体通过Φ25锚杆可靠连接，锚杆入岩深度1m，外露0.5m，锚杆与钢管爬梯连接采用焊接，焊接质量必须满足规范要求。
锚索入孔前对钻孔重新进行通孔检查，对塌孔、掉块应进行清理干净或处理，不得欠深。安装前应对锚索体进行详细检查，核对锚索编号与钻孔孔号，并对损坏的配件进行修复和更换。
推送锚索时用力要均匀一致，应防止在推送过程中损坏锚索配件。推送锚索时不得使锚索转动，在将锚索体推送至预定深度后，检查排气管和注浆管是否畅通，否则应拔出锚索体，排除故障后重新安装。
5、混凝土锚墩施工
混凝土锚墩施工需在内锚固段灌浆结束后方可进行外锚墩浇筑。在混凝土浇筑前需要清除锚头底部范围的松动岩块，承压钢板底部混凝土或水泥砂浆充填密实。
6、锚固灌浆
内锚段灌浆在锚索入孔后即可进行，自由段灌浆则在锚索张拉锁定后进行，浆液配比按试验室给出的配比执行。为给锚索张拉提供依据，注浆时对每一根预应力锚索的灌浆浆液均取样做抗压强度试验，并要求在进行张拉时混凝土的强度不得低于设计强度的75%。灌注前，应对注浆体进行流动性测定，浆液在粘度计流出的时间以不超过6秒为宜；还应进行泌水性测定，在量筒中注入500cm3浆液，3h后泌水量不得超过2%。
锚索的内锚段采用一次注浆一次张拉，排气管回浓浆后即以0.5MPa的压力闭浆，闭浆时间15min。当锚索补偿张拉并经检验合格锁定后，即可进行自由段注浆，注浆直到锁定处串冒浓浆1min方可闭浆，闭浆压力0.5MPa，闭浆时间15min，待7d后作补封注浆。
7、锚具安装
锚具必须有厂家产品合格证书，并经过规定的试验验收程序方可使用，锚具表面的防锈油脂使用前一定要清洗干净，不得有油污、铁屑、泥沙等杂物。锚具各组件按次序依次安装好，锚垫板和锚板应对中并相吻合。
8、锚索的张拉
预应力锚索的张拉作业其基本施工程序如下：
机具率定→分级理论值计算→外锚头混凝土强度检查→张拉机具安装→预紧→分级张拉→锁定→签证
锚索张拉待锚固灌浆抗压强度和锚墩混凝土抗压强度达到规定时，才能对预应力锚索进行张拉和锁定。张拉前必须把张拉机具、测力装置及所需附属机具准备齐全，并都进行过严格的率定和校验。对率定和校验过的机具要妥善保管，以免影响精度，机具率定或校验证书必须经过验收合格后方可使用，张拉设备在张拉前必须配套标定，并将率定合格证书报监理工程师。张拉设备的标定间隔期不宜超过六个月，经拆卸检修的张拉设备或经常强烈撞击的压力表，都必须重新标定。
张拉共分五个量级进行，即张拉荷载分别按设计吨位的25%、50%、75%、100%、110%逐级依次进行。除最后一次超张拉要求静载持续30min外，其余四个量级中，每级持续时间均为5min，上述五个量级的张拉均应在同一工作时段内完成，否则应卸荷重新再依次张拉。张拉各量级稳定前后，均应量测钢绞线的伸长值与回缩值，若实测伸长值与理论伸长值相差超过10%或小于5%，应停止张拉，查明原因后才能重新张拉。
加荷、卸荷速率应平稳。张拉时，升荷速率每分钟不宜超过设计预应力值的0.1；卸荷速率每分钟不宜超过设计预应力值的0.2。
锚索张拉完毕锁定后，会产生一定的应力损失。因此在进行第二次注浆前，应进行一次补偿张拉，其间隔时间不得少于72h。补偿张拉完成后即可进行封孔注浆。补偿张拉的施载吨位为设计吨位的105%，锚索注浆封孔7d后，还应对孔口段的离析沉缩部分，进行补封注浆。松弛损失一般为锁定吨位的3%~4%，在补偿张拉前，应注意检查。若发现异常吨位时要查明原因进行处理。
认真填写张拉记录，锚索施工全部完成后，施工单位应向监理工程师提交必须的验收资料。
9、外锚头保护
端头锚在补封注浆结束后，进行锚头混凝土保护帽封堵施工。切去锁定板外多余的钢绞线（锁定板外预留100mm），按设计尺寸采用环氧砂浆浇封，保护帽最小厚度15cm，封头底部需包住承压钢板。
四、施工进度安排
1、锚索施工工期安排如下：
进口：I区锚索施工工期为2002年8月5日至2002年9月30日；
II区锚索施工工期为2002年9月15日至2003年5月31日；
IV区锚索施工工期为2003年9月15日至2002年11月15日；
出口：III区锚索施工工期为2003年1月1日至2004年8月31日。
2、单根锚索施工周期如下：
钻孔、检孔、锚索制备（2天）→ 送索、内锚段灌浆（1天）→ 浇筑锚墩、养护（7天）→锚固灌浆和锚墩混凝土抗压强度达到规定→ 张拉锁定（1天）→ 间隔3天 → 补偿张拉、封孔注浆（1天）→ 间隔7天→ 补封注浆、外锚头保护（1天）
五、主要施工资源配置计划
1、根据本项目施工进度计划及施工强度的需要，结合施工组织设计方案，施工劳动配置计划见下表。
工 种
人 数
工 种
人 数
工 种
人 数
工 种
人 数
队长
3
技术员
6
钻工
16
安装工
12
试验工
6
运转工
6
修理工
6
电工
6
驾驶员
6
测量工
9
浇筑工
6
普工
24
2、根据本项目工程施工的特点，结合联营体现有设备的实际情况，拟投入的主要机械设备配置计划见下表
设备名称
型号及规格
数量
制造厂商
购置年份
检修情况
锚索钻机
QZJ-100B
6
河北宣化
2000
良好
注浆机
UH4.8
3
上海
1998
良好
自卸车
东风5T
3
湖北
1999
良好
穿心式液压千斤顶
YCD200
3
上海
2000
良好
砂轮切割机
400mm
3
浙江
2002
良好
空压机
VPH700（20m3/min）
3
上海英格索兰
1999
良好
六、质量控制措施
1、 钻孔的孔位、孔深、倾斜度应按设计要求进行严格控制，其孔距、排距偏差允许为±20cm，倾斜度及方位角允许偏差为±2.5°，有效孔深的超深不大于20cm，且每钻进5m，用测斜仪校正一次，保证孔位达到设计和规范要求。
2、 严格执行“三检”制，作好班组自检，必须作好各工序的施工记录，施工中上道工序不合格或未经监理工程师验收签证的预应力锚索阶段产品，不得进入下一道工序施工。
3、 认真做好施工记录，各道工序施工人员必须经培训并经考核合格后方可上岗作业，严禁违章操作。
4、 工具锚夹片与工作锚夹片两者不可混用，工具锚夹片使用一般不宜超过10次。工作锚板、限位板和工具锚板之间的钢绞线一定要保持顺直，不能相互扭结，以保证张拉的顺利进行。
5、 锚固段和张拉段交界处的止浆环必须能承受大于0.5MPa的注浆压力，且不漏浆，止浆环处钢绞线与止浆环之间必须密封好，止浆环充气压力≥0.5MPa，并用压力表检查有无漏气现象。
6、 锚索入孔时索体的弯曲半径必须大于5m。
7、 锚索上安装的各种进回浆管应保持通畅，管路系统耐压值不低于设计灌浆压力的1.5倍。
8、 对于张拉合格并锁定后的锚索，在相隔24h至72h时间内，按5%的比例随机抽检锁定吨位。实测值不得大于设计值的5%，并不得小于设计值的3%。
9、 灌浆结束标准：
a、 灌浆量大于理论吸浆量；
b、 回浆量比重不小于进浆量，稳压15min，孔内不在吸浆，即进、排浆量一致。
10、 锚索锚固段、张拉段灌浆必须采用灌浆自动记录仪。
11、 封孔灌浆的沉缩部分复灌后不得有脱空现象。
12、 在锚索张拉注浆体强度达到70%以前，其20m范围内不得进行爆破作业。
七、安全保证措施
1、 建立强有力的安全保证体系，各级生产机构配齐专职安全员，实行岗位责任制，把
安全生产纳入竞争机制，纳入承包内容，逐级签订包保责任状。明确分工，责任到人，作到齐抓共管。抓管理，抓制度，抓队伍素质，盯住现场，跟班作业，抓住关键。
2、安全生产的再教育，进一步提高全员的安全生产意识。增强全员主人翁的责任感，
牢固树立安全第一的思想；针对本工程的特点，进行岗位培训，对职工进行安全知识和技能教育，遵章守纪和标准化作业的教育，并认真学习技术安全规则，经考核合格持证上岗。
3、开展安全标准工地建设，施工现场作到布局合理，施工规范，防护严密，工地作到管线齐全，灯明路平；标志醒目，防护设施齐全；在施工现场悬挂有关施工安全标语，设立醒目警示牌，高空作业配带安全帽，安全带，配置安全网。土石方机械施工时，设专人现场指挥，确定合理的车辆机械走行线路。并设立明显安全标志。
4、预应力张拉操作必须严格遵守操作规程，操作时应有专人负责千斤顶受力方向危险区内不得有人穿行或停留。张拉过程中应防止以下情况：
a、夹片脱落和飞出；
b、内锚头突然失效；
c、断丝与滑丝。
5、锚具在张拉、锚固过程中，不得敲击或猛烈震动，严防“飞锚”伤人。