预应力锚索施工工艺

一、适用范围

新建铁路武汉至广州客运专线四标段（XＸTJIＶ）第六单元顺层路堑、高边坡的加固。 二、施工准备

1、清理坡面。

2、准备所需的原材料,并做好检测试验。 三、施工工艺

工艺流程见图2。 钻孔 锚索制作 锚索安装注浆立锚墩张拉封孔注浆外部保护 1、 钻孔

钻孔是锚索施工中控制工期的关键工序。为提高钻孔效率和保证钻孔质量，一般采用潜孔冲击式钻机。该钻机所配钻杆是统一规格，按锚索设计长度将钻孔所需钻杆摆放整齐，钻杆用完,孔深也恰好到位。由于钻杆长度有±５ｍm的误差，要求钻孔深度超出锚索设计长度O．5m左右。

钻孔结束,逐根拔出钻杆和钻具，将冲击器清洗好备用。用一根聚乙烯管复核孔深，并以高压风吹孔，待孔内粉尘吹干净，且孔深不少于锚索设计长度时，拔出聚乙烯管,以织物或水泥袋纸塞好孔口待用。

两种特殊情况的处理：

渗水的处理。在钻孔过程中或钻孔结束后吹孔时,从孔中吹出的都是一些小石粒和灰色或黄色团粒而无粉尘，说明孔内有渗水,岩粉多贴附于孔壁,这时，若孔深已够，则注入清水,以高压风吹净,直至吹出清水；若孔深不够，虽冲击器工作,仍有进尺,也必须立即停钻,拔出钻具,洗孔后再继续钻进,如此循环,直至结束。有时孔内渗水量大，有积水,吹出的是泥浆和碎石，这种情况岩粉不会糊住孔壁，只要冲击器工作,就可继续钻。如果渗水量太大,以至淹没了冲击器,冲击器会自动停止工作,应拔出钻具进行压力注浆。

塌孔、卡钻的处理。当钻孔穿越强风化岩层或岩体破碎带时，往往发生塌孔。塌孔的主要标志是从孔中吹出黄色岩粉，夹杂一些原状的(非钻头击碎的、非新鲜的、无光泽的)石块，这时，不管钻进深度如何,都要立即停止钻进,拔出钻具，进行固壁注浆，注浆压力采用０．４ＭPa，浆液为水泥砂浆和水玻璃的混合液，24小时后重新钻孔。雨季，常常顺岩体破碎带向孔内渗流泥浆,固壁注浆前，必须用水和风把泥浆洗出(塌入钻孔的石块不必清除）,否则,不仅固壁注浆效果差,还容易造成假象。

2.锚索制作

锚索可在钻孔的同时于现场进行编制，内锚固段采用波纹形状，张拉段采用直线形状。锚索长度是从钻孔孔口算起,因此,钢绞线下料长度应为锚索设计长度、锚头高度、千斤顶长度、工具锚和工作锚的厚度以及张拉操作余量的总和。正常情况下,钢绞线截断余量取50mm。将截好的钢绞线平顺地放在作业台架上，量出内锚固段和锚索设计长度，分别作出标记；在内锚固段的范围内穿对中隔离支架，间距6０～1０0cｍ，两对中支架之间扎紧固环一道；张拉段每米也扎一道紧固环,并用塑料管穿套,内涂黄油;最后,

在锚索端头套上导向帽。

3．锚索安装

向锚索孔装索前，要核对锚索编号是否与孔号一致,确认无误后，再以高压风清孔一次即可着手安装锚索。

安装下倾锚索比较简单，没有更多的技术问题。安装上倾和水平锚索时则要注意以下四点:检查定位止浆环和限浆环的位置,损坏的,按技术要求更换;检查排气管的位置和畅通情况;锚索送入孔内，当定位止浆环到达孔口时,停止推送，安装注浆管和单向阀门；锚索到位后，再检查一遍排气管是否畅通,若不畅通，拔出锚索,排除故障后重新送索。

4.注浆

不管锚索孔的方向如何，我们都采用排气注浆。下倾的孔,注浆管插至孔底，砂浆由孔底注入,空气由锚索孔排出;上倾和水平孔，砂浆由孔口注入,空气压向孔底，由孔底进入排气管排出孔外(水平锚索,空气经限浆环进入排气管）。

上倾和水平锚索孔注浆过程中,当排气管不再排气，且有稀水泥浆从排气管压出时,说明注浆已满;对于下倾锚索注浆，采用砂浆位置指示器控制注浆位置。

锚索孔注浆采用注浆机，注浆压力保持在O．3～O.6Mpa。 5．立锚墩

锚墩是一个受压构件，它把锚具的集中荷载传递到岩面,此外，由于一般情况下孔口岩面不会与锚索轴线垂直,所以，锚墩还有调整岩面受力方向的作用。为了使锚墩上表面与锚索轴线垂直,预先将一根外径与钻头直径相

同的薄壁钢管和垫板正交焊牢，浇筑锚墩前将钢管的另一端插入钻孔即可。

6．锚索的张拉

张拉锚索前需对张拉设备进行标定。标定时,将千斤顶、油管、压力表和高压油泵联好，在压力机上用千斤顶主动出力的方法反复试验三次,取平均值,绘出千斤顶出力(kN）和压力表指示的压强（Ｍpa）曲线,作为锚索张拉时的依据。国产压力表初始起动压强不完全相同，所以,标定曲线上必须注明标定时的压力表号，使用中不得调换。压力表损坏或拆装千斤顶后,要重新标定。

若锚索是由少数钢绞线组成,可采用整体分级张拉的程序，每级稳定时间2~3ｍiｎ；若锚索是由多根钢绞线组成，组装长度不会完全相同,为了提高锚索各钢绞线受力的均匀度，采用先单根张拉，3天后再整体补偿张拉的程序。

7．封孔注浆

补偿张拉后，立即进行封孔注浆。对于下倾锚索，注浆管从预留孔插入，直至管口进到锚固段顶面约５0cm；对于上倾和水平锚索,通过预留注浆管注浆。孔中的空气经由设在定位止浆环处的排气管排出。

8．外部保护

封孔注浆后,从锚具量起留50mｍ钢绞线，其余的部分截去，在其外部包覆厚度不小于50ｍｍ的水泥砂浆保护层。

为保质保量地按期完成施工任务，工地必须成立Ｑc小组,自始至终每个阶段坚持采用科学的工作方法,制定一系列对策和实施办法,及时改善锚索体结构,积极改进施工工艺,采用先进的网络技术组织施工,尽量做到均衡

生产，使钻孔、注浆、张拉、封锚等工序互不延误,交叉进行，并按统一表格做好施工记录。 四、机具设备

锚索工程是在整个边坡上全段范围内流水作业，因此，各种机械尤其大型设备,应当选择可移动式和装配式的;由于锚索施工都是立体交叉,互为制约，故机械的作业效率要求高;考虑到大多数锚索作业都是在脚手架上进行，所以要顾及到设备的轻型化;由于施工地点均较偏僻,交通不便，故要求设备的备件和备用品必须充分。根据上述原则选购的主要施工机具设备如下：

1．BＨ一１２／7空压机２台 2．贮气罐1台

3.Ｑｚj一100B潜孔式冲击钻机2台 4．脚手架

5．YCM一100—200型千斤项１台 6.YB4/5００油泵1台 7．发电机1台 8．卷扬机1台 9．抽水机1台

1０.100／15隔膜式单缸单作用往复泵或LB400×2螺杆泵注浆机1台 １1．400型砂轮切割机1台 12．砂浆搅拌机1台 13．电焊机1台 １4.各式管钳若干

１５．电线若干

16．管路设备(台钳、扳手、铁锤等)若干 四、质量标准

预应力锚索孔质量满足下表中要求:

序号 １ 检验项目 锚索孔的布置形式及间距 位置 孔径 倾角 深度 允许偏差 符合设计要求 ±1０0mm +10～0mm １% ＋100～０mm 施工单位检验数量 全部检查 1处 2处 1处 1点 检验方法 观察、尺量 经纬仪测量、尺量 尺量 导杆法量 尺量钻杆长 预应力锚索编制施工质量满足下表中要求:

序号 1 2 3 ４ 5 6 检验项目 钢绞线品种、规格、质量 每束锚索的规格、组合形式 防锈处理 锚具、锚塞(夹片）、垫板的品种规格质量 锚固段处理 钢绞线、锚索切割要求 允许偏差 符合设计要求 符合设计要求 符合设计要求 符合设计要求 符合设计要求 符合要求 施工单位检验数量 取样试验 全部检验 全部检查 外观全部检查，力学指标按2％抽查 全部检查 全部检查 检验方法 观察、尺量 出厂合格证、观察、尺量 观察 外观目测，力学指标送有资质实验室试验 观察 观察 预应力锚索注浆锚固施工质量满足下表中要求:

序号 1 2 ３ ４ 检验项目 原材料的品种、规格、质量 注浆体强度等级 注浆方法、注浆压力 清孔 允许偏差 符合设计要求 符合设计要求 符合设计要求 符合设计要求 施工单位检验数量 取样试验 每30孔一组试件，不足30孔也取一组 全部检查 全部检查 检验方法 出厂合格证、实验室试验 试件作抗压强度试验 通过压力表读数、观察 观察 预应力锚索张拉施工质量满足下表中要求:

序号 1 2 3 4 检验项目 锚具、锚塞(夹片)、垫板的品种规格质量 允许偏差 符合设计要求 施工单位检验数量 外观全部检查，力学指标按2%抽查 检验方法 外观目测，力学指标送有资质实验室试验 锚具、夹片、垫板的安装位置 锚索分级张拉及总拉力 锚索张拉实际伸长值与计算伸长值之差 符合设计要求 符合设计要求 不超过±6％ 全部检查 全部检查 全部检查 钢尺、卡尺量测 张拉施工记录、读测力计数据 尺量、查预应力张拉施工记录 5 滑（断)丝总数 不得超过钢丝总数的5‰，且1束内滑丝不超过1根 7天后复查，符合设计要求 符合设计要求 符合设计要求 全部检查 观察、计数 锚索切除、锚固作业要求 回缩量及锚塞（夹片)外露量 锚索张拉顺序 按锚孔总数的20％进行复查 全部检查 全部检查 复拉读数、观察 钢尺测量 观察 预应力锚索锁定及注浆施工质量满足下表中要求:

序号 1 2 ３ 4 5 检验项目 注浆用材料的品种、规格、质量 锚索回缩量及锚塞(夹片）外露量 注浆用水泥砂浆强度等级 锚具底座与锚孔轴线互相垂直 锚头防腐处理 允许偏差 符合设计要求 符合设计要求 符合设计强度 符合设计要求 符合设计要求 施工单位检验数量 全部检查 全部检查 每30孔取1组试件，不足30孔也取１组 全部检查 全部检查 检验方法 查出厂合格证，取样做试验 钢尺测量 试件作抗压强度试验 观察、尺量 观察 预应力锚索垫块及混凝土封闭施工质量满足下表中要求:

序号 １ 检验项目 水泥、钢筋、粗、细骨料等原材料的品种、规格、质量 垫块及封闭混凝土强度等级 垫块长度 垫块宽(厚)度 允许偏差 符合设计要求 施工单位检验数量 全部检查 每１00m3混凝土取试件１组,不足10０m3时亦取1组 检验方法 查出厂合格证,抽样做室内试验 2 3 4 符合设计要求 试件作抗压强度试验 ＋１０，-5mm 每批成品10%,且不少于3件,每件２点±5mm （组） 尺量 五、质量控制

1．锚位点放线，各方向允许误差均为土1cm。

2.脚手架的搭设必须稳定,对紧固件的紧固必须有人复核。

３．按设计孔口座标在脚手架上安装钻机专用钢管,将钻机放在专用钢管上,用经纬仪按边坡方向放出基线,然后用方向架放出锚索方位角,测角仪调整倾角,到满足设计要求为止。将紧固件紧牢后，再核查一遍钻机孔位座

标、方位及倾角，确认无误后，将所有紧固件再紧一遍,使其误差不超过：倾角±O．5。,方位角土1。

4．锚索孔径允许误差±2raｍ。

5．若遇坍孔,应立即停钻，进行固壁注浆处理,注浆2４小时后重新扫孔钻进。

6.洗孔要干净彻底，孔中不得留有岩粉和水。

7．锚索的编制要确保每一根钢绞线始终均匀排列、平直、不扭不叉，锈、油污要除净，对有死弯、机械损伤及锈坑者应剔出。

８.锚索的长度要根据钻孔的实际深度确定,允许误差土２cｍ，并对锚索按孔号相应编号。

9．锚固段的定位导向花架、船形托架(两者统一),应严格按设计要求安装在锚索上,绑扎铁口既要能承受一定的拉力，又要保证锚索的自由拉伸。

10.安放锚索要保证锚索孔壁有不少于ｌcm的注浆厚度，锚索安放要平直，张拉段要放在锚孔中央。

11.内锚固段注浆,水泥选用５25号普通硅酸盐水泥,搅拌水泥砂浆应均匀，使用时不得有沉淀,为保证浆液性能可加入不同用途的外加剂，注浆充盈系数为1.1~1．3。

12．严格控制加水量和水灰比,灰砂比允许误差为±0．03。

13．锚墩制作允许偏差各方向均为士３cm,安装时应先安放好孔口定位钢管,以保证锚墩与锚孔垂直。

14．锚索的张拉要在锚固段砂浆及锚墩混凝土达到设计强度后，方可进行。

１5．张拉前张拉设备要标定，重复三次取平均值。各根钢绞线拉力不均匀系数在ｏ.9５~1.０5之间,即各根钢绞线的拉力差为土5 %。

16．补张拉在张拉完成后６~1０天进行,张拉力取设计预拉力的20%。 17.张拉段注浆必须待浆液溢出孔口稳定１～2分钟，方可停止注浆,24小时后还需进行补浆,以确保注浆饱满。 六、安全措施

1.施工前进行技术安全交底,施工中应明确分工,统一指挥。 2.各种机械机具应处于完好可靠状态。

3．上岗前要做好完全检查工作，由班组长负责，责任到人,互相监督，施工人员进入现场应戴好安全帽,操作人员应精神集中,遵守有关安全操作规程。

4．机械、电器设备应专人操作。 5．电(气)焊操作工应有操作证。

６.边坡加固工程钻孔通常是在脚手架上作业的,为确保脚手架绝对安全稳定,采用双排方式,间距1．２～1.3m,重力集中处增加斜向及横向支撑，并设置短锚桩，将脚手架锚固在稳定的岩壁上。

７．高空作业应设安全防护设施，在既有线附近作业,应设行车安全防护。

8．风动钻机管路连接应牢靠,避免脱开甩出伤人。

9.切割钢绞线使用的砂轮切割机要设安全护罩,以免断片伤人。 1０．注浆管路应畅通，不得有堵塞现象,避免浆液突然喷出伤人，注浆管路不使用时要及时注压清水冲洗干净。

１1．张拉机具各部件应牢靠，特别是高压油管的连接点，以避免突然断裂,脱口喷出伤人。在张拉过程中,千斤项前不得站人，以防锚索断裂造成事故。

12.夜间施工应有足够的照明。

１3.多工种交叉作业时，要安排好先后程序。 七、质量记录

具体格式见《客运专线铁路工程施工质量验收标准应用指南》中第315页至３25页：

预应力锚索锚索孔检验批质量验收记录表 预应力锚索锚索编制检验批质量验收记录表 预应力锚索注浆锚固检验批质量验收记录表 预应力锚索锚索张拉检验批质量验收记录表 预应力锚索锁定及注浆检验批质量验收记录表 预应力锚索垫块及混凝土封闭检验批质量验收记录表