1、预应力锚索施工方案1.概述新疆某某水电站工程泄洪冲砂洞出口段1150m高程以上边坡布置2000KN级预应力锚索（见工程设计（更改）通知书：土建-某某-水道字第018号），共有30束锚索，长度分别为28m和36m，其中Q型锚索（28m长度）共有16束，S型锚索（36m长度）共有14束，布置在EL1150 m、EL1154.5m、EL1158m、EL1161.5m高程。目前导流洞正在进行混凝土施工，下游施工道路中断，所有施工机具、材料、设备只能从4#支洞人工转运；出口施工可利用面积为10*25m，且毗邻河道，施工安全风险高；锚索施工在高排架上施工危险性大；施工工期紧，根据施工安排需进行夜班施工。预
2、应力锚索施工特性见表1。表1 预应力锚索施工特性表项目名称2000kN有粘结钻 孔孔径（mm）165孔深(m)2836供风设备23m3/min油动空压机钻机型号钻神ZSY-60全液压锚固钻机钻头、钻具165灌浆锚具灌注浆设备BW250注浆泵锚索结构1415.2锚具型号HVM15-140张拉千斤顶型号YCW300B辅配YCD-20油泵ZB45002.编制依据及规范（1）依据设计变更通知（土建-某某-水道字第018号）和3000KN级预应力锚索施工技术要求；（2）GB1499-84热轧钢筋；（3）SL46-94水工预应力锚固施工规范；（4）YBJ226-91喷射混凝土施工技术规程；（5）GB522
3、4-85预应力混凝土用钢绞线；（6）GB/T14370-2000预应力筋锚具、夹具和连接器。3.工程量及工期安排3.1锚索工程量见表2。表2 锚索工程量表序号项 目单 位数 量备 注12000KN级预应力锚索根16Q型（孔深28m）,单根锚索重约490kg/束22000KN级预应力锚索根14S型（孔深36m），单根锚索重约620kg/束3锚固梁C25混凝土m3904锚墩C40混凝土m339.65单个锚墩月1.32 m3，共30个5钢筋制安t16.478锚固梁；锚墩钢筋合计3.2工期安排节点控制性工期为：在2010年10月10日，完成锚索施工。4.施工方案预应力锚索加工设在钢木加工场，人工抬运至
4、工作面，现场分区分段施工，采用搭设35m高、35m宽双排脚手架形成作业平台，进行造孔、安装、注浆、张拉等作业。5.施工准备5.1材料、机具、设备运输鉴于目前施工交通现状，所有施工材料只能从4#支洞口人工转运；大型机具及设备需在4#支洞口拆解后人工转运。5.2脚手架搭设 脚手架搭设采用扣件、架管式。所需架管、扣件、垫板、竹夹板、防护网、锚筋等材料由4#支洞人工转运至工作面；搭设35m高、35m宽双排脚手架；二步三跨使用连墙件拉结一次；铺设竹夹板作为施工平台；外架布设安全网，以保证施工安全。架手架搭设详见专项施工方案。5.3施工供风根据工程支护要求和现场具体情况，在施工区出口消能工段设23m3移动
5、式油动空压机两台，主要供给边坡预应力锚索造孔和锚喷支护用风，采用150钢管接入主工作面，然后用胶管分配到各施工面。5.4施工供水从呼图壁河中取水，施工现场设置的6m3水箱，通过1吋胶管泵送至工作面，提供喷射、养护用水。5.5施工用电使用40KW柴油发电机组发电，自行安设低压侧接线至施工区，提供施工照明、坡面喷护等用电。5.6锚索加工预应力锚索加工场区布置在钢木加工厂。预应力锚索加工区设置编束间200m2，其中编束平台尺寸为402m（长宽）。5.7锚索灌浆制灌浆系统拆解后人工转运至工作面，视现场情况就近布置在导流洞出口施工工作面处。6.施工工序岩石预应力锚索工艺流程见图1。附件加工内锚段灌浆浆材
6、制作钢绞线检查下料锚索制作钢铰线运输钻机就位固定钻 孔孔道验收张拉锚固自由段灌浆施 工 准 备锚索安装外锚头防护垫座混凝土浇筑混凝土拌制图1 岩石预应力锚索工艺流程图垫座混凝土浇筑全孔段灌浆张拉锚固浆材制作粘结式无粘结7.施工方法7.1 施工准备依照施工图纸，采用全站仪标定孔位，经监理工程师核准后，对孔口周围5050cm面积内清理整平，搭设钻机平台，将钻神ZSY-60全液压锚固钻机设置在钻机平台上，用罗盘仪调整钻机底座确定钻孔方位，校准钻杆倾角，而后将旋转冲击钻固定在钻机平台上，经复测钻孔方位、倾角符合设计参数后开始钻孔。7.2混凝土锚固梁施工对混凝土锚固梁施工范围内清理整平，搭设钻机平台（即
7、施工脚手架）。混凝土锚固梁的钢筋在钢筋加工场制作，5t自卸汽车运至4#支洞口，人工转运至工作面；人工现场安装；模板采用组合钢模板，利用坡面插筋和造孔脚手架进行模板安装固定；混凝土采用拌和站集中拌制，人工转运、吊装入仓；混凝土中预留锚索孔道，采用直径200mm的无缝钢管进行预埋，其位置和倾角满足图纸要求。7.3预应力锚索施工7.3.1钻孔（1）钻孔孔位按设计要求或监理工程师指定的位置进行钻孔，确保开孔偏差不大于10cm。（2）钻孔方法采用钻神ZSY-60全液压锚固钻机配金刚石钻头进行回转钻进。（3）钻孔孔径钻孔孔径满足设计要求，设计要求钻孔直径165mm，终孔孔径不小于设计孔径的10mm。（4）
8、钻孔孔深钻孔孔深满足设计要求，若发现孔深虽已达到预定深度，但仍未穿透破碎带或断层等软弱岩层时，则延长孔深，直至监理工程师认可为止。（5）孔斜控制确保孔位、孔斜正确，固机平稳。施工过程中，及时检测孔斜，保证孔斜误差不大于2%，并视钻孔需要，合理采取纠偏措施。（6）钻孔记录钻孔过程中，严格遵守操作规程，密切注意孔内情况，如进尺快慢、回水颜色、是否塌孔、掉块等，发现异常情况及时处理，并详细认真做好现场施工记录。钻孔采取岩芯或进行孔内电视录像，并做好相应记录。（7）钻孔冲洗钻孔完毕，采用风、水联合冲洗钻孔，直至孔内岩屑清洗干净为止。满足孔深、孔斜、洗孔要求后，孔口加盖保护。（8）特殊情况处理为保证钻孔
9、、锚索安装的顺利进行，当钻孔过程中出现塌孔、掉块及渗水量大等情况时，则立即停钻，根据监理工程师指示进行固壁灌浆处理。7.3.2锚索制作（1）锚索材料为低松弛高强度钢绞线，其直径、强度、延伸率均满足设计规定。（2）切割下料为防止钢绞线端头破损，采用砂轮机切割下料，其切割下料长度等于有效钻孔深度与张拉机具所需预留长度之和。（3）除防锈处理使用钢刷去除钢绞线表面浮锈，自由段根据监理工程师指示刷涂防锈油漆或油脂。（4）锚索组装将除、防锈处理过的钢绞线按不同孔深分组摆直，内锚固段每隔2m设置一隔离板，中间用无锌铅丝捆扎，每根钢绞线呈波纹状，整个内锚固段呈一串枣核状。自由段每隔12m安装一隔离架或内芯管，
10、使每根钢绞线保持顺直。在索的中心布置20mmPVC注浆管。在索的端头套上导向帽。7.3.3锚索安装与注浆（1）锚索安装锚索安装前，首先检查索体、隔离架、隔离板、导向帽是否牢靠，注浆管是否畅通，然后采用人工与机械卷扬相结合的方法安装锚索，保持各钢绞线顺直，不能出现扭结现象。（2）锚固段注浆锚固段注浆在锚索安放后施工。注浆前精确测量搅拌桶、管路及钻孔尺寸，并计算其单位长度注浆量，定量注入，控制锚固段长度。注浆材料及水灰比按监理工程师指示执行。浆液注入锚固段后即尽快安放锚索，保证锚索安放到施工图纸规定的位置。（3）外锚墩浇筑外锚墩采用钢筋混凝土结构。锚索安装后，及时焊好外锚墩钢筋网和钢垫板，插入定位
11、管，人工拌和混凝土，按实测的钻孔轴线、倾角浇筑外锚墩，振捣密实，其混凝土强度等级满足设计要求。外锚墩的几何尺寸、结构强度满足设计要求。承压面钢垫板与锚孔轴线保持垂直，其误差不大于0.5，定位管中心线与锚孔轴线重合。7.3.4张拉与监测（1）张拉准备a.张拉前，对张拉系统进行“油压值张拉力”的率定，作出油压力与张拉力的关系曲线，以供张拉时使用。b.安装锚具及空心千斤顶，连接液压系统，仔细检查各系统的运行情况，确保无误后开始进行张拉。（2）张拉机具先采用YCD-20型千斤顶预紧各单根钢绞线，预紧应力为设计张拉控制应力的10%-15%。然后用YCW300B型千斤顶及高压油泵完成张拉工作。（3）张拉a
12、.试验锚索：根据设计对Q1-2、S2-2、Q3-2、S4-2 4束锚索进行试验束的张拉，在进行锚索试验时，认真记录压力传感器的读数、千斤顶的读数以及试验束在不同张拉吨位时的伸长值。记录成果及时报送监理工程师。b.非试验锚索：采用以下步骤进行张拉。用千斤顶逐根加压到20KN的预紧荷载，单根预紧分两次进行，以消除锚索的松弛。从20KN荷载开始，整体张拉分五级逐渐增大张拉力，直到锚索设计荷载的1.051.15倍，即第一级张拉力为500KN，第二级张拉力为1000KN，第三级张拉力为1500KN, 第四级张拉力为2000KN，第五级张拉力为2200KN，到达各级张拉力时，均应持荷5min。当达到第五级
13、张拉力持荷稳压10min后锁定。锁定后的48h内，若锚索应力下降到设计值以下时，则进行补偿张拉。c.张拉时以控制张拉荷载为主，并及时测量各级拉力作用下锚索的变形值，若发现测量值与理论计算值大于10%或小于5%时，则停止张拉，分析原因，采取措施予以调整后，方可继续张拉。（4）监测选取有代表性的4束锚索（即Q1-2、S2-2、Q3-2、S4-2）安装测力传感器，以监测张拉及锁定卸荷后锚索预应力的变化，以指导、检测现场张拉施工。7.3.5自由段回填锚索张拉完毕锁定后或锚索补偿张拉工作结束，根据设计要求或监理工程师指示，对自由段进行水泥回填灌浆，直至全孔密实，回填灌浆压力应不小于0.8MPa。7.3.
14、6外锚头防护砂轮机割除外锚头的多余钢绞线，按设计要求，采用混凝土对外锚具及钢绞线进行永久性防护，其混凝土保护层厚度不小于10cm。对不同类型的外锚头应以不同颜色予以标识，达到醒目和良好区分效果。8.质量与安全保证措施8.1 质量保证措施对各道工序严格实行“三检制度”，并经监理工程师检查验收后进入下道工序施工。对关键工序设制质量控制点并进行跟踪检查，及时清理整改质量隐患。质量控制点设置见表3。施工中所有工序都须认真填写详细的施工记录和验收签证记录单，对施工中发生的任何质量异常情况都要快速及时地向有关部门通报，任何单位和个人不得隐瞒和拖延。表3 质量控制点参照表控制阶段控制环节控制内容及标准施工准
15、备过程审核图纸、制定现场施工措施图纸、技术文件合理性、完整性的审核，并就有关问题与设计协商、明确，要记录详细。施工方案要报批后执行。物资、设备进场、检验制定需用量计划，报批后执行；主要物资经检验合格后方可进入施工流程。人员培训、配备特殊工种持证上岗，劳动力配置合理，并进行必要的培训。施工生产过程锚索孔道（管道）偏差满足设计要求锚索制安结构尺寸、转弯半径、吊点间距满足规范要求。灌浆止浆塞、配合比、压力、结石强度满足设计要求。张拉锚固设备配套标定、力值准确；预紧充分，应力应变对应关系良好。混凝土浇筑内实外光，尺寸准确，强度满足设计要求。8.2 安全措施（1）建立严格的安全管理制度及严格的安全奖惩措
16、施。（2）锚索施工前应对所有参与该项目施工的人员进行必要的岗前培训，只有经培训合格的人员才能持证上岗作业。（3）施工人员进入施工现场严格按劳保着装要求着装，班前进行安全施工技术交底，每日进行安全巡检，每月进行安全者考核，奖惩月月兑现。（4）施工前应检查作业区围岩稳定情况，必要时进行适当处理，各种比较固定的机械应布置在围岩稳定或设支护的地段。（5）锚索施工工作平台，各种临时起重设施或机械在实施前须经方案论证。（6）注浆泵、张拉设备高压油泵等承压设备或容器，使用前须全面检查，满足安全要求后再投入使用。（7）施工作业时，任何情况下，注浆管及锚索张拉时的锚孔前方45范围都严禁站人，张拉设备的安全必须牢
17、固，张拉方法应符合设计要求及有关规定。（8）严禁违章操作、野蛮施工，高空作业时搭设的工作平台须牢固可靠，并设置拦杆、挂安全防护网，在醒目处设立安全警示标志。上、下平台必须有稳固的通道。（9）施工现场平台上各种工具要摆放整齐，防止工具等物件从平台上坠落砸伤人员。（10）锚索施工的钻孔应采取降尘措施施工，尽量减少粉尘对人及环境的伤害及污染。9.资源配置根据工程施工最高月强度确定施工设备、施工人员的配置。9.1 施工强度分析锚索施工造孔是关键环节，Q型（锚索孔深28m）16根，S型（锚索孔深36m）14根，造孔总长度892m，使用先进、轻便、快捷的造孔设备（钻神ZSY-60全液压钻机）。根据投入的钻
18、孔设备，扣除机器移设，单机每天可完成锚索造孔12个，为此计划投入钻孔设备4台，备用台，每天可完成锚索造孔68个，日钻孔进尺可满足工期要求。9.2 机械设备配置机械设备配置见表4。9.3 劳动力配置劳动力配置见表5 。表 4 施工机械配置表序号设备名称规格及型号单位数量备注1全液压锚固钻机ZSY-60台4备用台2装载机3m3台13手风钻YT-28台104载重汽车东风台15t5空压机油动17m3台26挤压式压浆泵BW250台27砂浆搅拌机200L台28电动油泵ZB4/50台1张拉设备9张拉千斤顶YCD-20台1张拉设备10千斤顶YCW300B台1张拉设备11小型增压水泵台212柴油发电机组40KW台1表5 劳动力配置表序号工 种人数备注1管理人员22技术人员43机械操作工124钻 工325普 工45合计95
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