可回收锚索施工方案.doc

广州市某工程预应力可回收锚索
施工方案

1、概述
1.1本站概况：
广州市某工程位于广州市海珠区某路与某路交汇处，北接某路，东接某立交，西接某南。车站为某线延长段和某线交汇站。其中：某线起讫里程为YDK9+849.140～YDK10+006.890。车站总长157.75m，标准段基坑深度25.3m、宽21.3m，扩大段基坑深度26.3m，基坑总面积约3645m2，土方总开挖量约9.14万m3；某线车站起讫里程某线YDK29+329.75～YDK29+475.950，车站总长146.20m,标准段基坑深度约16.3m、长144m、宽20.7m，扩大段基坑深度17.4m，基坑总面积约3994m2，土方总开挖量约6.5万m3。
车站总建筑面积21543㎡,涉及车站主体结构，7个出入口和3个风亭。其中：某线车站建筑面积12532㎡（主体10365㎡，附属2167㎡），南北走向，地下三层双柱三跨整体式现浇钢筋混凝土框架结构。某线车站建筑面积9011㎡（主体6712㎡，附属2299㎡），东西走向，地下二层双柱三跨整体式现浇钢筋混凝土框架结构。
本站用锚索支护共为四处，某线、某线各两处，共设有锚索125条，其中某线止水墙位置40条、某线左线37条（含对锚5条）、某线左线30条，某线右线18条（含对锚2条），锚索施工总长度为3312.7延长米，其中一期工程1328延长米。
1.2岩土分层及其特性
某站的地层和岩层自上而下共分为九层：1．人工填土；2．淤泥质砂；3．淤泥或淤泥质土、中、细砂；4．冲洪积粉质粘土层；5．残积层；6．基岩全风化；7．强风化：8·中风化岩；9．微风化岩。本次锚索施工涉及的是2---9层、淤泥质砂～微风化岩。各土层特性具体如下：
〈1〉杂填土、素填土：杂色、棕红色、黄绿色、灰褐色、灰白色，松散-稍密，湿-稍湿。素填土的组成物重要为人工堆积的粉质粘土和中细砂碎石垫层；杂填土混杂瓦片、砖块和混凝土碎块等建筑垃圾，0.0～0.3m多为砼、沥青路面，以下多为粘性土，局部耕植土。整个场地内钻孔普遍有揭露。层面标高7.28～8.36m，厚度0.50～860m,平均厚度3.40m。大部欠压实～稍压实。
〈2-1〉层淤泥质土层，重要为淤泥质土及淤泥，灰黑色，流塑，饱和，海陆交互相沉积。由粘粒及有机质组成，有臭味，局部夹薄层粉、细砂，见朽木。整个场地钻孔普遍有揭露，层面标高-4.05～6.85m，厚度为0.50m～4.80m，平均厚度为1.86m。
〈2-2〉层淤泥质砂层，重要为淤泥质粉砂及淤泥质细砂，灰黑色，松散~稍密，局部中密，饱和。海陆交互相沉积。局部夹薄层淤泥质土。层面标高-1.89～6.97m，厚度为0.90～3.80m，平均厚度为1.98m。
〈3-1〉层冲积-洪积砂层(Q3al+pl)：由冲积、洪积作用而形成，重要为细砂，另一方面为中砂、粗砂、砾砂，灰白色、灰色、浅黄色，松散～中密，饱和，局部含砾石，含粘粒，粒径较均匀，级配差。分布不连续，大多呈透镜体状，层面标高为-2.39～2.28m，厚度0.90～6.50m,平均厚度2.52m。
〈4-1〉 粉质粘土：黄褐色、棕红色、灰白色，可塑，局部硬塑。冲积-洪积而成，以粘粒为主，质较纯，为中档压缩性土层。局部含砾砂。在局部为稍密状粉土，层面标高为-6.29～4.04m，厚度0.50～7.40m,平均厚度2.11m。
〈4-2〉河湖相沉积 淤泥质土层(Q3al)：灰黑色、深灰色，软塑-流塑，饱和。河湖相沉积，含腐植物（有机质、朽木），味臭。以粉粘粒为主，质较纯，局部含少量细、中砂，间夹薄层中细砂。干燥收缩,分布较广。层面标高为-4.86～1.88m，厚度0.50～5.70m,平均厚度2.27m。
〈5-1〉可塑状态的粉质粘土以及呈稍密状的粉土：棕红色，以粘粒为主，含较多粉细砂及少量亚圆状的中粗砂，层面标高为-7.31～1.13m，厚度0.50～3.90m,平均厚度2.25m。
〈5-2〉硬塑～坚硬状态的粉质粘土以及呈中密～密实状的粉土：棕红色, 以粘粒为主，含较多粉细砂及亚圆状的少量中粗砂。该层偶夹全风化或强风化岩块。层面标高为-9.16～0.08m，厚度0.50～10.80m,平均厚度3.07m。
〈6〉全风化泥质粉砂岩、粉砂岩、泥灰岩：棕红色、深红色、深灰色；岩石已风化成土柱状或土块状，呈坚硬状；岩石组织结构已基本破坏，但结构尚可辨认；岩石碎屑物重要为泥质、粉砂质，局部夹强风化岩块。岩石全风化带在可挖性方面属于土层。层面标高为-13.14～-4.40m，厚度0.60～5.70m,平均厚度2.58m。
〈7〉强风化泥质粉砂岩、粉砂岩、泥灰岩：棕红色或褐红色，岩石组织结构已大部分破坏，但原岩结构尚可清新辨认，矿物成分已显著变化；风化裂隙很发育，岩体破碎；泥胶结为主，岩芯
破碎，呈半岩半土状，局部呈短柱状及碎块状；岩质软，锤击声沉；夹全风化、中档风化或微风化薄层。层面标高为-17.89～-0.62m，厚度0.50～13.10m,平均厚度3.07m。
〈8〉中档风化的泥质粉砂岩、粉砂岩、泥灰岩：棕红色或褐红色成，泥质状、粉粒状结构，中厚层状构造；岩石组织结构部分破坏，矿物成分基本未变化，见裂隙多被方解石脉充填胶结；泥质、钙质胶结，胶结一般，岩芯较完整，以短柱状-块状为主；岩质稍硬；岩石完整性指标(RQD)一般70%。该层强风化及微风化夹层较多。层面标高为-24.04～-4.17m，厚度0.50～7.10m,平均厚度2.51m。
〈9〉微风化泥质粉砂岩、粉砂岩、泥灰岩：棕红色或褐红色，泥质、粉粒状结构，块状构造；岩石组织结构基本未变化，见少量风化裂隙，被灰白色方解石脉充填胶结；铁质、钙质胶结为主，胶结良好，岩芯完整，以长柱状为主(节长10～30cm，部分可达35～100cm)；岩质致密、坚硬，锤击声响；微风化岩层局部夹强、中档风化岩层。岩石完整性指标(RQD)为90%。层面标高为-25.34～-4.87m，厚度0.85～17.60m,平均厚度5.65m。
1.3重要工程数量：
部位
工程数量
一期工程
二期工程
止水墙北
某线左线
某线左线
某线右线
钻孔长度
1328m
887.4m
1109.4
580.8m
锚索
φ12.7
1.53t
----
----
0.38
φ15.7
5.49t
4.75
6.54t
2.74
总计
钻孔长度：3312.7m
锚索重量：18.52t

1.4关键工期规定：
总工期（关门工期）：2023年12月28日
阶段工期：为满足盾构始发井的需要及设计变更后工期调整，某线南端80米主体要在2023年8月28日前完毕，并回填移交场地，比投标工期延长两个月。某线及剩余某线主体结构在2023年4月28日前完毕，并回填恢复路面。附属结构及竣工验收于2023年12月28日前完毕。
1.5当前工程进展情况:
目前，一期工程范围的地下连续墙已施工完毕，实现一期工程基坑围护结构封闭，进入基坑土方开挖、支撑架设施工阶段，土方施工方面：端头井范围已开挖至第四道支撑标高位置，标准段挖至第二道支撑标高位置，靠止水墙段尚未开挖，待锚索施工完毕后方可进行止水墙位置的土方开挖。支撑施工方面，一期工程范围的第一道混凝土支撑及冠梁已所有施工完毕，端头井部位腰梁已施工至第四道，钢支撑目前总共架设二十根（含小角撑），为了保证2023年8月28日完毕某线南段80米范围结构施工的阶段性工期规定，目前已经采用措施，加快端头部分土方开挖及支撑的架设等工作，目前一期工程止水墙锚索已具有施工条件，项目正在积极组织人员设备争取早日进行锚索施工。
2、可回收锚索施工
2.1施工准备
在锚索施工前三天锚索施工相关人员、设备进场，进行必要的水、电管线布设、泥浆池及泥浆沟的制作及机械设备的组装调试等前期准备工作，对锚索施工所需的材料如钢绞线、垫块及锚头等材料提前制作加工，对施工所需材料进场后立即进行相关的检查工作，保障施工中使用合格的货源，提前做好用于张拉千斤顶标定工作。并做好施工人员的安全教育工作。
2.2锚索施工技术参数
（1）、Ⅳ一Ⅳ线（某线左线）
第一排冠梁上水平对锚为5束钢绞线，共5根，锚索长度分别为22.1m、19.1m、16.1m、13.1m、lO．1m。锚索无需注浆，张拉锚定即可，设计轴向力575KN，施加预应力345KN。
第二排锚索距地面4．2m，5束钢绞线，锚索长度29.1m。锚固段20.1m，非锚固段9m，水平夹角300，设计轴向力649KN，施加预应力390KN，其抗拔力平均每米3.2吨。
第三排锚索距地面7．7m，5束钢绞线，锚索长度26m。锚固段18m，非锚固段8m，水平夹角300，设计轴向力775KN，施加预应力465KN，其抗拔力平均每米4.3吨。
第四排锚索距地面10．5m，水平夹角300，5束钢绞线，锚索长度20.2m。锚固段15m，非锚固段5.2m，设计轴向力622KN，施加预应力373KN，其抗拔力平均每米4.2吨。
第五排锚索距地面13m，水平夹角300，5束钢绞线，锚索长度15.5m。锚固段10.1m，非锚固段4.4m，设计轴向力762KN，施加预应力457KN，其抗拔力平均每米7.5吨。
（2）、Ⅶ一Ⅶ线（止水墙位置）
第一排锚索距地面1．5m，水平夹角300，5束钢绞线，锚索长度39.5m。锚固段长度31.4m，非锚固段长度8.1m。设计轴向力448KN，施加预应力269KN，平均每米抗拔力1．4吨。
第二排锚索距地面4.2米，水平夹角300，5束钢绞线，锚索长度37.7m。锚固段30m，非锚固段7.7m。设计轴向力720KN，施加预应力432KN，平均每米抗拔力2．4吨。
第三排锚索距地面7．7m，水平夹角300，5束钢绞线．锚索长度32m。锚固段23m，非锚固段9m，设计轴向力594KN，施加预应力356KN，平均每米抗拔力2．6吨。
第四排锚索距地面lO．5m，水平夹角300，5束钢绞线，锚索长度23.5m。锚固段17m，非锚固段6.5m，设计轴向力560KN，施加预应力336KN，平均每米抗拔力3.3吨。
（3）、Ⅷ- Ⅷ线（某线左、右线）
第一排锚索距地面1．5m，分为某线左线、右线，左线为冠梁上水平5束对锚，共2根，锚索长度分别为10.2m、8.2m，锚索无需注浆，张拉锚定即可;右线第一排与水平夹角为300，，锚索长度48.7m，锚固段38.7m，非锚固段长度10m，5束钢绞线。设计轴向力686KN，施加预应力412KN，平均每米抗拔力1.8吨。
第二排锚索距地面4.2m，水平夹角300，5束钢纹线，锚索长度43.3m锚固段33.3m，非锚固段10m。设计轴向力616KN，施加预应力370KN，平均每米抗拔力1.85吨。
第三排锚索距地面7.7m，5柬钢绞线，锚索长度37.1m。锚固段30.5m，非锚固段6.6米，设计轴向力735KN，施加预应力441，平均每米抗拔力2.4吨。
第四排锚索距地面10.5m，水平夹角300，5束钢绞线，锚索长度31.1m。锚固段25.5m，非锚同段5.6m，设计轴向力680KN，施加预应力408KN，平均每米抗拔力2.7吨。
第五排锚索距地面24.5m，水平夹角300，5束钢绞线，锚索长度24.5m。锚固段18m，非锚固段6.5m，设计轴向力475KN，施加预应力285KN，平均每米抗拔力2.6吨。
2.3、施工工艺、流程
l、钻机就位
根据设计图纸及相关规范的规定，基坑土方挖至锚索标高以下500mm时，应立即停止继续开挖，平整作业面范围场地，吊入钻机就位，钻机下面应垫枕木，保证其平整度。采用罗盘测量钻秆角度，控制误差在±2度以内。钻机安装规定牢固，施工中不得产生移位现象。
2、钻孔、清孔
锚索钻孔设备采用XY-300专业锚杆机，钻孔位置、孔深、孔径及钻孔倾角
均应满足设计规定，成孔直径为150mm，在局部含砂地段用钢套管跟进至穿过砂
层1．0～2．Om处，以防塌孔。在无砂层地段套管跟进至l～3米，起定位、导向作用，锚索实际钻孔深度应比设计深度长0．5m以保证锚索推送到位，钻孔采用回转钻进方式，钻进时采用泥浆循环护孔，反复循环，对孔口流出的泥浆不断清除残渣。遇含砂层地段应加大泥浆比重，以防塌孔，钻孔达成设计深度后，继续超钻20～30mm，钻孔完毕后，反复用泥浆循环清孔，以清除孔内泥渣等残留物。当遇有严重塌孔，以致锚索送不进去，应拔出锚索，二次钻进、清孔，切不可强行插入，或若孔内渗水量较大或者钻孔穿过砂层时，拨去钻杆，改用套管钻孔，成孔后应立即进行注浆。针对本工程地质特点和锚索较长，采用三翼钻头配备高压泥浆泵水循环钻进工艺。

开挖工作面

预应力锚索成孔

循环泥浆清孔

锚索制安

清水清孔

浆液制备
注 浆

钢腰梁制作
张拉、锁定

达成75%设计强度
施工下一条

可回收锚索施工工艺流程
3、锚索制作
可回收锚索是采购钢绞线进行现场制作的，钢绞线的下料长度=锚索设计长度+锚头(腰梁)厚度0.8米长度。锚索组装在组装架上进行，组装前应仔细检查钢绞线是否平直、完整，剔去带锈和具有齿痕的钢绞线。锚索组装结构采用枣核形，依次为导向帽，架线环(对中支架)、束线环(内锚固段)；隔离波纹管，对中支架(自由段)，注浆管沿全长设立，因设计规定采用二次注浆法，二次高压注浆管应设立在锚索中间(一次性使用，不回收)，为保证锚索在钻孔内居中，保证一定厚度的砂浆保护层(不小于2．0CM)。
4、安放锚索
锚索在向孔内安装就位前，要重新检查钻孔是否符合设计规定，检查锚索各部的位置是否对的，捆扎是否牢固，经检查合格的锚索即可向孔内安装，安装过程还要观测锚索送入孔内是否畅通，假如发现锚索送入钻孔内困难，必须将锚索取出重新钻孔安装。安放锚索时，应防止扭曲压弯，注浆管随锚杆一同放入孔内，管端距孔底为50～100mm，杆体放入角度与钻孔倾角保持一致，且插入孔内深度不应小于锚索长度的95％，安放好后杆体始终处在钻孔中心。下锚时在注浆管与锚头齐平处作一标记，下锚时抓住锚索和注浆管一齐下，以防止注浆管脱落，下锚完毕，再次检查注浆管与锚头是否齐平，如发现注浆管拉出，应拨出锚索，重新下锚。
5、再次清孔
下锚完毕后，改用大泵量清水清孔，置换出孔内泥浆，直至孔口流出清水为止。
6、锚索注浆
锚索注浆是锚索施工的关键技术之一，注浆质量决定了锚索的拉拨力。清孔完毕后，连接好注浆泵和预埋的注浆管，同时按设计规定制备好水泥浆，进行注浆。采用底部注浆工艺，压力灌入水灰比为0.45的42.5R普通硅酸盐水泥净浆，注浆压力为0．5～1.0MPa。水泥浆过筛，整个灌浆过程必须连续。一边灌浆一边拨出灌浆管，拨管过程中必须保证灌浆管始终埋在水泥浆内，一直到孔口流出水泥浆为止，方可终止注浆。为提高水泥初期强度，可加入3％的三乙醇胺。灌浆完毕后，拨出注浆管。灌浆完毕，应立即清洗灌浆设备。
7、张拉与锁定：
预应力锚索在注浆lO天后可进行张拉，分5级张拉至设计值并锁定。张拉腰梁的承压面应平整，并与锚索的轴线方向垂直。锚索张拉之前，须对千斤顶，油压表和高压油泵进行系统标定，采用整体张拉方式。
2.4工期安排
保障关键工期的规定按照总体施工组织的安排，一期工程止水墙处锚索计划 于2023年5月20日前完毕，二期工程范围锚索施工时间待定
3、可回收锚索的实验、质量控制
3.1实验
回收锚施工前在实地有代表性地层中作一、二组实验，实验方法采用循环加、卸荷载法。 实验程序严格按《广州地区建筑基坑支护技术规定》(GJB02-98)进行，加荷等级与锚头位移测读间隔时间按下表拟定。锚杆正式张拉前，取O．1倍的设计轴向力预先张拉，使其各部位紧密接触。张拉荷载按设计荷载的0．1F一0．25F→0．50F→O．75F→l_OF→1．2F逐级加荷(F为设计轴向力)，每级荷载的观测时间不少于5分钟，并应等变形稳定后，方可进行下一级荷载的张拉。
●待孔内水泥锚固体强度达成75％设计强度后方可进行张拉作业，一般在锚杆注浆10天后进行；
●采用循环加荷，初始荷载为锚杆设计拉力的O．1倍，最大实验荷载不超过锚杆杆体承载力标准值的0．9倍；
●在每级加荷等级观测时间内，锚头位移量不大于O．1mm时可施加下一级荷载，否则要延长观测时间，直至锚头位移增量在2h内小于2．Omm时再施加下一级荷载；在每级的观测时间内测读锚头位移三次，并作好具体记录。
3.2质量控制
l、在钻机成孔时，锚孔端部来回扩孔成倒锥形，做到底部比上部大；钻机安装稳固并在施工中随时校正，保证锚杆孔的倾角与设计相符，并且钻孔保证平直。锚索水平方向孔距误差不应大于100mm.
2、清孔洗孔要干净彻底，直至孔中流中清水为止，以保证锚孔孔壁与锚固水泥体的充足粘结。
3、锚索的非锚固段要用塑料管包裹好，防止锚索直接与水泥浆接触，失去非锚固段作用；
4、水泥浆应搅拌均匀，随用随搅，水泥浆应在初凝前用完，同时应过筛，防止石块、杂物混入浆液；施工中严格按水灰比制浆，实际灌浆量应大于理论灌入量，灌浆压力为0．5～1．OMpa；为不改变水泥浆的水灰比而增强其可泵性，可在浆液中加入3％的减水剂；
5、工程所用的重要材料及锚索锚具、夹片等必须经质检部门检查合格，并有出厂合格证证明书方可使用；
6、预应力锚杆张拉前应对张拉设备进行标定。张拉时应先小吨位将杆体拉紧，使其每根索体受力均匀，再一级一级加至设计锁定力。张拉的顺序应考虑锚杆间的互相影响，采用跳拉的方式进行。锚杆锁定后，若发现有明显的应力损失时，应进行补偿张拉； ‘
7、施工过程中，要有专职技术人员在现场做好质量验收和有关现场指导，发现问题及时解决。
4、施工部署、劳动力、设备配置计划
4.1施工部署
l、场地准备
（1）锚索钻孔前应仔细探明地下管线的准确位置，保证地下管线安全。
（2）施工前须整平施工场地，止水墙位置第一层锚索施工时将机械架设在混凝土支撑梁上，并做好布孔工作。
2、技术准备
技术准备工作在开工前完毕，由工程技术负责人组织实行，涉及资料收集、图纸会审、施工组织编写与审核、施工图表制作、等项工作。
(1)资料收集
a. 场地工程地质勘察报告；
b．施工平面图；
c．桩位布置图；
d．地下管道等障碍物分布图。
(2)施工前应准备足够的施工记录报表、施工工程量汇总表及开工、竣工与验收的签证单等与工程有关资料。
施工前由公司总工程师向项目技术负责人交底，项目技术负责向全体工作人员进行技术交底。内容涉及：工程概况、设计规定、施工技术参数和工艺参数、保证质量的措施及旋工安全管理制度。
4.2施工组织管理
l、管理架构

项目经理部

后勤保障
生产部
质安部
技术组

机修电工
材料供应
张拉班
注浆组
成孔班
锚索制安组

2、部门职责
①项目经理部
项目经理一名，负责全面工作，技术管理上实行主任工程师负责制，全面负责生产技术和质量管理工作。值班工程技术人员一名，具体负责解决生产施工中的技术质量和安全问题。施工员一名，按设计图纸指导生产班组完毕施工任务。质检员、安全员各一名，．在项目经理的领导和协调下，分管工程施工验收、质量检查、安全检查等工作。质检员、安全员分别是质量检查组、安全检查组的骨干力量，与各施工班组密切协作，贯彻施工质量、安全管理措施的实行。
②生产班组
钻孔班：负责锚孔的定位、钻进施工、清孔等工作；
制安班：负责锚索的进场验收与现场制作的部分，另需协助下锚：
注浆班：负责水泥浆液的搅拌和灌注工作
张拉锁定班：负责锚索锚、夹具的安装及预应力施加。
③后勤保障
设材料供应、机修、电工各一名，负责工程材料和设备的供应和检修，电工应配合安全员对机电设备的用电安全检查。材料供应由专人负责，加固料由对口厂家供应，所用的钢材、水泥的生产厂家要有市建委颁发的认证书，并有材料出厂合格证，所有材料经复检合格后方可使用。
4.3劳动力配置计划
本工程计划投入的劳动力见下表：
项目
岗位名称
人数
管

理
项目经理
1
技术负责
1
技术员
1
施工员
1
质安员
2
施
工
班
组
成孔班
6
制安班
4
注浆班
4
张拉锁定班
3
后保
勤障
材料供应
1
机修、电工
1
合计
25
4.4施工设备配置计划
本工程计划投入的重要机械设备见下表：

序号
名 称
单位
数量
存放地点
状态
1
XY一300地质钻机
台
2
广州
良好
2
水泥浆搅拌机
台
2
广州
良好
3
注浆泵
台
2
广州
良好
4
焊机
台
l
广州
良好
5
切割机
台
l
广州
良好
6
千斤顶
台
1
广州
良好
7
油泵车
台
l
广州
良好
5、安全生产、文明施工
5.1安全生产
1、成立以项目经理为组长、技术负责人为副组长的安全文明施工领导小组，制订本工程的安全生产，文明施工制度。
2、施工现场实行三相五线制，保证施工用电安全。
3、本工程设立专职安全员，督促各工种严格按照本工种的安全操作规程执行。施工中每一道工序都必须作好施工安全措施交底，明确安全施工重点，克服盲目施工。
4、机电设备必须由专职人员操作，按规定作好维修保养。
5、坚持特种工种持证上岗，严禁非操作人员代岗。
5.2文明施工
l、泥浆排放：施工中循环泥浆沿泥浆沟流动流入泥浆池，对于废弃泥浆经沉淀后排放，待一定期间泥浆沉淀干涸后再行解决。
2、现场必须按照文明施工的标准和具体规定组织施工，采用分班组包干，责任到人的办法，使文明施工现场管理工作形整天天有人抓，事事有人抓，一抓到底的文明机制。
3、施工现场周边要保持环境卫生，不准乱倒垃圾、渣土，不准扔废弃物，不准乱排污水。
4、做好饮食卫生工作，防止流行病毒的传播，积极采用防止措施，添置防护用品；食堂不购买变质食物：保证职工有一个良好的生活、工作环境。
5、搞好文明施工教育，加强消防、保安工作。