1500KN预应力锚索施工技术要求Word下载.docx

1、预注砂浆的配比与一次注浆段的砂浆配比相同，预注砂浆量的大小，可根据内锚固段岩体节理裂隙发育情况分析确定，一般情况下，可取1.21.5倍的内锚固段理论注浆量。2.6.2当内锚固段遇不良地质条件（如溶洞、断层、较发育的节理裂隙等）时，一般情况下采用加深锚索孔深度予以避开，如不具备加深孔深的条件或不适宜继续加深孔深时，可适当减小孔深避开。经加深或减小孔深的锚索孔内锚固段岩体质量，应按6.1条进行认定和处理。2.6.3当锚索孔内锚固段节理裂隙发育，按2.6.1条及2.6.2均不能有效处理时，内锚段可采用高压固结灌浆加固处理，以提高内锚段岩体的完整性和强度。固结灌浆压力和浆液配比，可根据实际情况确定。2

2、.6.4锚索孔自由段（二次注浆段）如遇不良地条件（如溶洞、断层、较发育的节理裂隙），须进行有效妥善的处理，以保证自由段的二次注浆保满、密实。一般情况下，可采用下套管的方法跨越不良地质段，下套管的方式，可根据施工实际情况选用直接下套管法或扩孔下套管法。2.6.5直接下套管法是采用外径略小于锚索孔径的钢管，从孔表一直下到跨越该孔自由段内所有不良地质段为止，钢管的外径，可采用137mm，钢管的内径，可取用130mm。2.6.6扩孔下套管法是在锚索孔的基础上，进行适当的扩大钻孔后下套管跨越不良地质段。扩大钻孔的范围，从孔表一直扩钻到跨越该孔自由段内所有的不良地质段为止。套管可从孔表一直下到扩钻范围，也

3、可仅在不良地质段设套管。钢管的外径，可采用147mm，钢管的内径为140mm。2.6.7锚索孔自由段下套管施工应在内锚段岩体质量认定或处理合格之后进行。下套管跨越不良地质段时，应考虑1.02.0m的安全搭接长度。套管的材质为Q235钢。2.6.8锚索孔质量缺陷处理工程量以实际发生计。3 预应力锚索的组装3.1 1500KN级预应力锚索由10根15.2钢绞线组装而成，组装前应对钢绞线进行检查、下料及隔离处理。钢绞线的外观不得有死弯、明显刻痕、松丝散丝等缺陷，若有上述情况应截云不用，对存在局部锈蚀的钢绞线也不得使用。3.2 对每批进场的钢绞线均应做抽样强度检查，抽样强度不得低于工厂厂的保证强度。抽

4、样至少一组，每组三根，且分别从不同的盘中截取。3.3 将检查合格的钢绞线按“孔深 外锚墩高 千斤工作长度 工具锚高 0.3米”的长度进行截取，截断时宜使用冷切割。3.4 把钢绞线理顺放齐，同时将两根注浆PVC软管并排放置，其中一根 较钢绞线短0.5M，另一根较钢绞线短12M。组装过程中应检查注浆管是否破裂，如破裂及时进行更换。钢绞线围着注奖管捆扎。3.5 在张拉段与内锚固段的交接处用铅丝捆牢，内锚固段每隔1.0M放置一对中支架，对中支架间用铅丝捆紧；并在内锚固段端头安装上导向帽，使整个内锚固段呈枣核状。在张拉段段每隔2.0M安装一对中支架。3.6 组装好的锚索应大体上成一直线.。为此要求在固定

5、对中支架和隔离架时，应扭直钢绞线。所有钢绞线不得互相交叉。4 预应力锚索的安装4.1 在进行锚索向推送施工前, 应对锚索孔造孔施工进行验收，只有在孔径及孔深等达到设计要求的情况下，才能进行该道工序的施工。为防止塌孔，宜于钻孔施工结束后立即安装锚索，但孔内碎石和岩粉须认真清理干净。4.2 锚索推送应在牢固的脚手架上进行。为防止机机械起吊而损坏钢绞线或致注浆管破裂，宜采用人工运输和安装。4.3 锚索应按设计孔深推送就位，若推送受阻，应拉出已推送入孔的锚索并进行扫孔后，再行就位。5 外锚墩施工5.1外锚墩混凝土浇筑前，应先清除孔口周围及建基面上的碎石及泥土，然后绑扎钢筋、立模，并同时安装向筋、定位管

6、及固定锚垫板。锚垫板可作为外锚墩端面模板固定在定位管端部，锚垫板必须与定位管轴线垂直。5.2外锚墩采用早强混凝土浇筑，强度等级：C30。浇筑时应加强振捣，以确保混凝土的均匀密实，并注意养护，一般浇筑12小时后即可拆模，当发现峰窝麻面，应报监理批准后用早强水泥砂浆进行修补。6 注浆6.1 锚索内锚固段注浆在锚索孔质量缺陷处理完毕，锚索推送就位后，可进行内锚固段注浆，即一次注浆。内锚固段水泥砂浆强度等级C35。水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥砂浆应具有膨胀性，其配合比由室内试验确定，并报监理审批。6.2锚索自由段注浆在锚索张拉完毕并经监理工程师批准后，可进行自由段注浆，即二次注浆。自由段水泥砂浆强度等

7、级C30。要求注浆至锚索孔口返浆为止，以保证自由段注浆饱满、密实，达到保护锚索体的目的。如自由段注浆量大于该段理论注浆量的1.1倍，超过部份按实际发生量计。6.3 为防止堵管，水泥和砂都应过筛。筛孔孔径为2.53 mm。内锚固段注浆量可按钻孔体积准备，通过试验确定或按1。15-1。20倍的理论注浆量进行注浆。6.4 在冬季进行注浆应采取以下防冻措施；注浆时，浆体的温度应保持在5度以上；拌和料应不含雪、冰和霜；锚索体和任何接触注浆体的容器表面应无雪、无冰、无霜；注浆体应处于不会导致冷却的温度环境中。 6.5 配制浆体时，各种掺入材料的比例应按重量计量；灰浆搅拌必须使用机械进行强制拌合，搅拌时间取

8、决于搅拌机的类型，但最低不应少于2min；浆液要随拌随用，超过初凝时间的浆液要废弃。7 张拉7.1 当内锚固段砂浆和外锚墩混凝土均达到设计强度后，方可进行锚索张拉。张拉千顶的轴线必须与锚索轴线一致，锚环、夹片和锚索体张拉部分不得有泥砂、锈蚀层或其它污物。7.2索整体张拉前，应进行单股钢绞线的预张拉，单股钢绞线的最大预张拉力可取单股钢绞线设计张拉力的10%，且锚索各单元体的预拉应力值应当一致。预张拉按两级进行，每级一个循环，共两个循环。7.3索张拉时，加载速率平缓，速率宜控制在设计预应力什的0.1/min左右。卸荷载速率宜控制在设计预应力什的0.2/min。7.4锚索整体张拉共分三级进行，第一级

9、张拉力为600KN。第二级张拉力为1200KN，第三级张拉力为1725KN，当达到各级张拉力时，均应持荷5min。当第三级张拉力稳定后，可锁定锚索。7.5锚索张拉前，锚索测力计和千斤顶油泵压力表应送有资质的单位进行校验和率定，并绘制两者的关系曲线，以校正后的油泵压力表读数控制各级张拉荷载。7.6按7.4条要求控制的锚索，一般不必进行补偿张拉，如在张拉过程中发生意外或有迹象表明预应力损失较大时，则必须进行补偿张拉，此时应一次张拉到超张拉荷载。7.7 锚索张拉过程中，对相邻锚索孔预应力的影响可以不考虑；张拉段的封堵孔灌浆，应待相邻锚索张拉完毕，确定是否需要进行补偿张拉之后进行。8 试验8.1 根据

10、地质条件及岩石物理特性，确定该部位是否做锚索试验，锚索预应力损失等资料参照锚固力非破坏性试验报告。9 质量检查与验收9.1关键施工工序必须设立专职负责人，并认真做好质量的自检与互检；所有施工用机械、材料，配件必须进行详细检查和检验。9.2水平流水作业施工中，上一道工序不合格或未经验收的施工阶段成品，不得进入下一道施工工序。9.3在施工全过程中，必须认真做好施工记录和施工日记，将各种参数填入记录表中，并作为竣工资料必备内容的一部份。9.4当发生质量事故时，施工单位应及时提出事故报告，并与监理、设计人员共同拟定处理措施。9.5锚索工程验收时应提供以下资料：原材料出厂合格证；原材料抽样检查或检验报告

11、；代用材料合格证和试验报告；施工用设备、仪器、仪表的检验或率定报告；各工序施工记录；锚索锚固力非破坏性试验报告；钻孔过程中发现异常地层的性质、层位、深度等情况；设计变更文件及图纸；工程质量问题的调查和处理文件；施工总结报告和竣工图。10 安全10.1 各种机械设备的操作人员未经考核不得上岗。10.2 在高空进行锚索施工时，必须配戴安全帽、系安全带并设置安全网；高空作业平台必须牢固可靠并有足够的作业面积，应尽量避免上下交叉施工作业；当不能避免交叉作业时，必须对上下作业区域进行有效隔离。10.3 现场电器设备和电路应由专人负责并经常检查，与施工脚手架接触部位的电线必须有可靠的措施保证线路不漏电。1

12、0.4 注浆作业人员必须配戴防护眼镜、口罩和防护手套，就避免腐蚀性物质对人员造成伤害。10.5 张拉时，不得碰撞千斤顶后方区域内严禁站人，必要时应在可能有人员出入的位置设置警示牌和防护设施。11 其它11.1 锚索张拉锚定后，应对孔口部位的锚索及外锚头进行保护。采用C30砼进行封堵，水泥采用低热微膨胀水泥。11.2 监测锚索的压力传感器与锚头一并安装，在安装过程中及安装完毕后均应注意对测量电缆线的保护。高坝洲水电站混凝土蜗壳预应力锚索施工邓银启1，刘一军2（1.中国葛洲坝集团有限公司清江建设承包公司，湖北 宜昌 443000；2.湖北长江 预应力工程有限公司，湖北 宜昌 443000）关键词：

13、预应力锚索；施工；混凝土蜗壳；高坝洲水电站摘 要：高坝洲水电站混凝土蜗壳采用预应力锚索加固，这在国内尚属首例，其预应力锚索包括水平环向锚索和垂直竖向锚索。水平环向锚索的管道定位支架结构科学、可靠，垂直竖向锚索的压缩式内锚段楔形体成功解决了内锚头长度受限制的应用问题。实践证明，水轮机混凝土蜗壳采用预应力锚索加固可以节省投资，加快施工进度。1 蜗壳预应力锚索工程概况清江高坝洲水电站水轮机蜗壳预应力锚索包括水平环向锚索（以下简称“水平锚索”）和垂直竖向锚索（以下简称“竖向锚索”），3台机组共51束，每台机组17束。其中水平锚索8束（H1H8），H1、H3、H5、H7长51.5 m，H2、H4、H6、

14、H8长55.5 m；竖向锚索9束（V1V9），单束长度为20.18 m。如图1、2所示。锚索直径为15.2 mm、极限抗拉强度为1 860 MPa高强低松弛钢绞线12根集束，设计张拉为2 000 kN。工程自1997年9月开工到2000年3月完工，历时两年半。2 水平锚索施工2.1 锚索造孔 水平锚索孔道造孔采用预埋金属螺旋管（简称波纹管）成孔，这是本工程的难点之一。蜗壳因温控要求，需分层分块浇筑，每台机组的8条水平锚索孔道划分为24个单元埋设，波纹管容易在水平浇筑单元间出现折点，孔道总体成形困难。采用3 m3或6 m3吊罐入仓，浇筑过程中，波纹管受到混凝土强大的冲击力和挤压力，很容易受损或移

15、位，同时波纹管安装位置又无结构钢筋可供波纹管固定。要达到“埋管孔位正确，畅通顺滑，中心线平面偏差10 mm，各段圆曲线中心角允许误差为1”的设计要求，确实不易。我们查阅资料并结合经验设计了几种支架，经过不断实践不断改进，最后确定为图3所示的形式，其优点在于通过轨道筋来保证波纹管顺滑、位置准确并抵抗混凝土对波纹管的上浮力。为避免波纹管受损，波纹管安装安排在结构钢筋和模板施工完成后进行，混凝土浇筑时，在轨道筋上临时铺设木板保护。为防止波纹管漏浆堵孔，浇筑混凝土前应仔细检查波纹管，并在混凝土终凝前用扫孔钢球进行通孔检查。2.2 锚索安装穿索前，疏通现场运索道路，清理或隔离污染物，急弯处加设滚筒，避免

16、了锚索在穿索过程中的损伤及污染。蜗壳流道最宽16.4 m，进水口流道宽6.8 m，坡比11.4，坡高16.07 m，施工场地狭窄坡陡，加上水平锚索长50多米，人工穿索很困难。施工中利用坝体混凝土浇筑用吊车垂直运输，卷扬机水平牵引，人工辅助安装。蜗壳顶板未形成时，锚索既可从蜗壳上方落下穿索，也可从上游经蜗壳进水口穿索；蜗壳顶板形成后，大坝已经蓄水，锚索穿索从进水口工作闸门槽落下。实践证明，穿索方法安全、高效。正常情况下，穿1根锚索需20 min左右。穿索成功的关键是：采用可靠的方式牢固连接锚索与吊车及锚索与卷扬机以保证穿索安全，这里锚索与吊车通过一套锚具（配限位板）连接，锚索与卷扬机通过穿索导向

17、帽连接；保持吊车与卷扬机的相对同步；卷场机正确反应，施工中，在卷扬机的线路上串联了3个控制开关，分别放在卷扬机安装位置及孔道两端，保证卷扬机在任何情况下都能立即正确反应。2.3 锚索张拉锚固 水平锚索张拉分两批进行：先张拉锚固端设在宽槽内的H1、H3、H5、H7锚索；待宽槽回填后，再张拉锚固端设在宽槽上游墩壁上的H2、H4、H6、H8锚索。水平锚索张拉采用两端同步张拉工艺。正式张拉前先用YC20D千斤顶预紧，同一锚索的钢绞线按其在环行孔道内的平面位置从内侧向外侧逐根进行，预紧力P=0.22 RHY（RHY=1 860 Nmm2）。锚索张拉按应力P=0.65 RHY控制，加荷分700 kN1 2

18、00kN1 600 kN2 000 kN3级进行，每级稳压5 min，加荷至设计值后稳压10 min，再补加至设计荷载后锚固。锚索两端的千斤顶出力大小不一样，因此不能用“油管三通”来保证两端同步张拉，施工中可让出力小的一方油压上升速度略快，通过报数带领出力大的一方张拉，满足设计要求。锚索加荷过程要缓慢、连续、平稳，升荷速率应小于200 kNmin，同时应认真记录加荷的张拉力和相应钢绞线的伸长值。锚索张拉伸长统计结果表明：相同孔长的锚索张拉伸长值比较均匀，说明张拉正常；从伸长值反算孔道局部偏差对摩擦的影响看K=0.002，摩擦系数=0.2，均小于正常标准K=0.003，=0.3，说明孔道质量较好

19、。2.4 锚索孔道灌浆张拉完毕后，用水泥浆仔细填塞工作夹片缝隙，24 h后进行孔道灌浆。浆液采用525号普通硅酸盐水泥，掺8%AEA铝酸钙膨胀剂，0.7的GYA早强减水剂，水灰比为0.451。灌浆顺序自下而上。灌浆由一端进浆，另一端排气排浆直至回浆无气泡、回浆浓度等于进浆浓度，封闭回浆口，保持进浆压力0.3 MPa，屏浆20 min直至钢绞线钢丝间无泌水现象，封闭孔道进浆口，闭浆8 h结束。3 竖向锚索施工竖向锚索结构与岩土锚粘结式预应力锚索相似，下端用压力灌浆方式形成胶结式锚固段，上端单端张拉建立预应力。本工程竖向锚索的内锚段因厂房机电埋件和孔洞布置制约，不能超过3 m，故采用常规的拉伸式内

20、锚结构，不能满足锚固力要求，为此研制了新型压缩式内锚结构，并成功地进行了11仿真试验。试验锚索共18束，其中6束做破坏性拉锚测试，内锚段为2、2.5 m和3 m的试验索各2束。试验结果，破坏拉力均达到2 600 kN，远大于设计张拉力2 000 kN。3.1 孔道管安装 竖向锚索孔道长18.98 m，选用普通直缝焊管（内径210 mm）。根据混凝土分层需要，钢管分9段接长，每段13 m不等。管段接头采用对焊。为了防止异物掉入堵塞孔道，每段钢管安装完，管顶临时点焊钢板保护。管顶预留有张拉槽，原设计槽底为混凝土面，不易保证承压面平整与孔道垂直，也不易固定张拉槽模。为此在管顶加焊一块中心留孔与钢管轴

21、线垂直的钢板作为槽底。对于埋管时间长、内壁已经锈蚀的钢管，穿索前，用自制圆盘钢丝刷对孔道进行除锈。3.2 竖向锚索制作、运输和安装 竖向锚索锚固段采用新型压缩式内锚结构，设有止浆环、架线环、锥形钢套管、导帽及钢质灌浆管。压缩式内锚加工工艺复杂，难度大，要求高，在施工现场制作不易控制，其制作需在加工厂内完成。内锚楔形体成形设计为整体圆台式，由于低松弛钢绞线经稳定化处理后，自然伸直好，弯曲弹性张力大，在短距离内变形困难，使楔形体成形难，在仿真实验中将其改为用螺栓联接的瓦片组合式（见图4），并利用简易压床顺利地实现了压缩式内锚头的成形。竖向锚索一期灌浆管为钢管，沿锚索通长布置，为方便安装，钢管分段长

22、度13 m，车丝后在锚索安装现场用接头逐段接长。内锚段加工成形后，将锚索盘绕在汽车上运至现场。由于发电机层已形成，锚索无法直接吊入孔内，只能将锚索吊到水轮机层，人工水平运输，锚索尾部与卷扬机相连以控制锚索下降速度。由于竖向锚索较水平锚索复杂，穿索过程中需要接长一期灌浆管以及保护止浆环气囊、充气管和回浆管，于是专门加工了十二孔的扁锚连接锚索与卷场机，以便穿索时能展开锚索钢绞线方便施工。正常情况下，每索耗时0 5 h左右。穿束完毕，将外露钢绞线包裹保护，并临时封堵孔口。3.3 张拉锚固待内锚段达到砂浆强度即可张拉锚索。张拉时在孔口设置了两块外垫座以传递应力。为防止活动部件移位，产生偏心增加预应力损

23、失，甚至断丝，施工中采用了预埋螺杆定位和预加工定位两项措施。张拉加荷过程和要求与水平锚索类似，3号机锚索张拉伸长值（7002 000 kN）见表1。4 结语水轮机混凝土蜗壳采用预应力锚索加固，在国内尚属首例。采用预应力锚索加固与采用钢板衬砌相比有两大优点：节省了工程投资；预应力工程施工在混凝土施工期或间歇期完成，完全不占直线工期，大大地加快了进度。对于处于钢蜗壳与混凝土蜗壳临界条件下的蜗壳施工具有推广价值。水轮机钢筋混凝土蜗壳采用预应力锚索加固是个新事物，施工中，我们有如下体会：（1）造孔工期占全部工期的80%90%，时间长、分段多。需采取可靠的技术措施确保各段接头及其前后孔段位置正确，以保证

24、孔道顺滑。实践证明，我们采用的管道定位支架结构是科学、合理、可靠的 （2）压缩式内锚头成功地解决了内锚头长度受限制条件的预应力锚索应用问题。根据竖向锚索压缩式内锚段楔形体的瓦片式钢套管最大外形尺寸，竖向孔道内径选取210 mm，今后将对楔形体的成形工艺做进一步改进，以缩小孔径提高经济效益。参考文献1杨宗放，方先和.现代预应力混凝土施工M.北京：中国建筑工业出版社，1994预应力锚索施工作者:moonkid查看次数:96发表时间:2006/4/28 21:12【论坛浏览】1、施工方法预应力锚索加固山体。主要是通过锚索将软弱松动、不稳定的岩土体悬吊在深层稳定的岩土体上，以防止其离层滑脱，预应力锚索

25、，一方面可直接在滑面上产生抗滑阻力，另一方面通过增大滑面上的正应力来增大抗滑摩擦阻力，从而提高边坡岩土的整体性和稳定性。1.1立锚墩根据设计资料，测量人员将锚索孔位钻孔方向确定后，就开始在孔位清理坡面，立模现浇锚墩，锚墩紧贴坡体，它把锚具的集中荷载传递到坡面，并起调整坡面受力方向的作用，锚墩用钢筋砼加早强剂现浇而成，锚墩中部应按设计钻孔倾角预埋塑料管形成孔道，锚墩砼养生需要一段时间，因此应先施工。1.2钻孔采用潜孔冲击式钻机，根据现场地形或修筑之字形便道或搭设双立柱式脚手架用于钻机行走及安放，钻孔深度应超出锚索设计长度0.5米，以防岩土屑沉落孔底而使孔深不够，根据钻进情况和吹出的岩粉作好详细的

26、施工记录，主要内容包括：岩性、岩体完整性，地下水、裂隙、岩粉颜色、颗粒大小、数量、孔深、事故情况等。钻进中应经常进行高压风吹孔，堆积层（孔深6米以内）可采用填充粘性土进行护壁，土夹石地层，可上下来回扫孔，防止掉块堵孔。钻孔结束，拔出钻杆钻头，用一根聚乙烯管复核孔深，并用高压风清孔，然后拔出聚乙烯管，用水泥纸塞好孔口。1.3特殊情况的处理：1.3.1渗水：吹孔时吹出的都是一些大颗粒而无粉尘，说明孔内有渗水，岩粉已贴附于孔壁。这时若孔深已够，则注入清水用高压风洗孔，洗净孔壁。若孔深不够，为防止岩粉堵塞钻杆，应立即停钻，并拔出钻杆，洗孔后再钻。有时孔内渗水量大，吹出的是泥浆和碎石，只要冲击器工作，可

27、以继续钻，如果冲击器受淹不工作，应采取压力注浆堵水后再钻。1.3.2坍孔：钻孔遇强风化岩层或岩体破碎带时，常发生坍孔，坍孔的标志是孔中吹出黄色岩粉夹杂原状的，非钻头击碎的、非新鲜的、无光泽的石块，这时应立即停钻，拔出钻具，压浆固壁。注浆前用清水和高压风将孔内泥浆洗出，注浆压力取0.4MPa浆液为水泥玻璃双液注浆，24小时后重钻。1.4制作锚索：锚索可以在现场制作也可以在外地预制后运来。锚索由46股钢铰线组成。首先根据计算长度下料，钢铰线的下料长度应为锚索设计长度，锚头高度、千斤顶长度、锚具厚度，以及张拉余量（取20cm）的总和。用砂轮切割机截断，然后平顺放在作业台架上，在内锚固段范围内每隔1.

28、01.5米穿一个对中隔离支架形成锚束，并使钢铰线间有一定间隙，保证压浆时能充填密实，两对中支架之间扎紧固环铁丝一道，使内锚段形成波纹形状，自由段每1.5米扎一道铁丝，形成直线形状，自由段采用除锈、防腐、涂黄油、穿套聚乙烯管，最后在锚索端头套上导向帽，制作完毕后按孔号编号挂标签存放，参见附图。1.5安放锚索孔内再用高压风清孔一次，然后放入锚索，锚索外套上定位片使锚索居中，应防止锚索扭压、弯曲、注浆管应随锚索一同入孔，注浆管头部距孔底510厘米，锚索定位止浆环到达孔口时，停止推送，再检查一遍，排气管是否畅通。1.6锚固段注浆采用排气注浆，下倾的孔砂浆由孔底注入，空气由锚索孔排出。上倾和水平孔砂浆由

29、孔口注入，空气压向孔底，再进入排气管排出孔外，注浆压力0.40.6Mpa，砂浆必须用525#水泥，中砂过筛，加早强剂，砂浆搅拌机搅拌均匀，浆液在初凝之前用完，并不得混入杂物，注浆到锚固段注满后即停止。1.7张拉锚墩及砂浆达到70%强度后，可进行初张拉，张拉设备仪表应事先进行标定，张拉前在锚索头部套入垫板和锚具，然后安放张拉千斤顶，轴线与锚索轴线一致，张拉采用整体分级张拉的程序，每级稳定10min，待锚墩砼达到100%强度后，进行末张拉，为确保预应力部分损失后不低于设计值，应进行超张拉。1.8自由段注浆、封孔张拉完成后，通过预留注浆管，管口距原砂浆面30厘米，进行封孔注浆，孔中的空气由设在定位止浆环处的排气管排出，要求孔中注满浆液，然后从锚具量起留5厘米钢铰线，用錾截子去多余部分，外覆8厘米厚的细石砼保护层