5压力分散型预应力锚索施工工法1

压力分散型预应力锚索施工工法

1. 前言

压力分散型预应力锚索，是预应力锚索发展的一种新类型，是在锚索内锚段上布置若干个承载板、无粘结钢绞线相应分成若干组与承载板相连，施加的预应力均匀分散到各个承载体，承载板前的浆液结石处于受压状态。压力分散型与普通压力型锚索的最大的区别在于,普通压力型只有一组锚头,而压力分散型锚索有多组锚头,避免了应力集中的问题。

2. 工法特点

2.1锚索有多组锚头,避免了应力集中的问题；

2.2覆盖层、堆积体采用跟管法钻进成孔，提高了成孔效率；

2.3采用固壁灌浆的方法，解决了强卸荷岩体中锚索成孔问题。

3. 适用范围

适用于水电站、公路、铁路等高边坡且地质条件复杂，岩体裂隙发育且分布深度大的预应力锚索施工。

4. 工艺原理

4.1压力分散型锚索结构原理

压力分散型锚索的基本原理是束体上布置数个承载板、无粘结筋相应分成数组与承压板相连。挤压锚是主要联结件。无粘结筋要分组下料；固定端除皮、除油并安装承载板，用挤压机在无粘结筋下端制做挤压锚头。可广泛应用于各类岩、土体中，荷载大小不限，瀑布沟水电站、紫平铺水电站、首都机场扩建工程等均已采用。

4.2压力分散型锚索特点

4.2.1通过承载板和挤压头使锚固浆体以受压为主；

4.2.2内锚段应力集中程度和应力峰值随承载板数量的增加而得到缓解和降低；

4.2.3可充分调动地层潜在承载能力，提高锚固力；

4.2.4挤压头和锚具的质量是影响工作单元耐久性的关键因素。

5. 工艺流程与操作要点

5.1压力分散型锚索施工工艺流程

施工工艺流程见图5-1。

图5-1 压力分散型预应力锚索施工流程

5.2 作业方法

5.2.1 作业平台搭设

1、在锚索支护施工前，人工（佩戴好安全绳、安全带）把工作面的浮渣、危石清

理干净。

2、预应力锚索施工采用四排脚手架。脚手架构造参考尺寸：立杆步距1.5～1.8m，立杆横距1.0～1.5m，立杆纵距1.5～1.8m；刚性连壁（墙）件按两（三）步三跨设置。

3、管架搭设遵循《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）的相关规定。搭设的管架平台必须稳定牢固，满足施工承载要求。

1）架管、管卡质量必须有保证，满足规范要求，Φ48 架管壁厚δ≮3.5mm。

2）管架必须稳定牢固，保证管架刚度，采用斜撑、连壁（墙）件、剪刀撑与主承载部位增加立柱密度相结合的措施，满足承载要求。

3）搭设管架平台所用木板厚度δ≮45mm。

4）管架平台上作业区域、通道等附近必须设置安全网、安全绳，木板不得漏铺。

5）管架上应明显设置安全标识。

6）随时注意观测管架所在岩体的变形情况、落石情况，及时主动清除对管架不利的因素。

7）上下平台吊装钻机设备时，在平台管架上安装5t 手动葫芦进行吊装，承载的立杆、横杆应加密，操作人员应佩带安全帽、保险绳，吊装平台部位以下不得有人，并设置专人指挥。

4、在脚手架搭设完毕后未经联合验收合格以前，不得进行任何架上作业。

5.3 锚索孔造孔

5.3.1 锚孔定位编号

1、锚孔编号

为了规范管理，按照锚索设计图绘制锚索孔布置图，并统一进行编号，制作锚索孔参数表，标明每束锚索孔位，方位角，倾角，孔径，孔深、锚索吨位，钢绞线数量等参数，用于指导现场施工。

2、锚孔测放定位

锚孔位置严格按照设计图纸所示位置使用全站仪测放，孔口坐标误差10cm。孔位使用红油漆标示，并标注孔号。

5.3.2 钻机就位

为使锚孔在施工过程中及成孔后其轴线的倾角、方位角符合设计及规范要求，保证锚索孔质量，必须严格控制钻机就位的准确性、稳固性，使钻机回转器输出轴中心轴线方位角、倾角与锚孔轴线方位角、倾角一致，并可靠固定。钻机方位角采用全站仪放样，钻机倾角采用水平仪控制。以开孔点、前方位点、后方位点三点连线控制钻机轴线和锚孔轴线相一致。

1、准确性

1）采用全站仪放样，调整钻机回转器输出轴中心轴线方位角与锚孔设计方位角一致。

2）使用水平仪或地质罗盘测量，调整钻机回转器输出轴中心轴线倾角与锚孔设计倾角一致。

2、稳固性

1）用卡固扣件卡牢钻机，使钻机牢固固定在工作平台上。

2）试运转钻机，再次测校开孔钻具轴线和倾角，使其与锚孔轴线和倾角一致，然后拧紧紧固螺杆。

3）施工过程中，一直保证卡固扣件的紧固状态，并定期进行检查。

5.3.3 锚孔成孔

1、锚孔要求

1）钻孔孔径、孔深均不得小于设计值，钻孔倾角、方位角应符合设计要求。其具体要求和允许误差如下：

①孔位坐标误差不大于10cm。

②锚孔倾角、方位角符合设计要求，终孔孔轴偏差不得大于孔深的2%，方位角偏差不得大于30，有特殊要求时，按要求执行。

③终孔孔深应大于设计孔深40cm，终孔孔径不得小于设计孔径10mm。

④锚固段应置于满足锚固设计要求的弱卸荷岩体中，若孔深已达到预定深度，而锚固段仍处于破碎带或断层等软弱岩层时，按照设计图纸要求加深孔深6~8m，并报监理工程师批准。

2）锚固段预固结灌浆要求:

若锚固段通过加深孔深未达到弱卸荷岩体，或钻孔成孔困难（发生较严重漏风、塌孔、卡钻等现像），为提高锚固段岩体完整性，锚索钻孔结束锚索安装前，根据锚固段声波测试成果对锚固段进行固结灌浆，以防止锚索注浆时由于岩体破碎吸浆量过大使得注浆长时间无法结束或者注浆管堵塞而造成锚索注浆质量事故的发生。具体要求如下：

①声波波速≥3000m/s时不进行锚固段固结灌浆，声波波速＜3000m/s时，对锚固段进行预固结灌浆。

②锚固段预固结灌浆采用水灰比为0.4：1~0.8:1的浓浆灌注，浆液中可掺入一定数量的微膨胀剂和早强剂，其28天的结石强度应不低于30Mpa。灌浆压力0~0.3Mpa。灌浆过程中，吸浆量大时可采用限流等措施。吸浆量明显下降或者孔口返浆，灌浆即可结束，宜待浆液强度超过5Mpa后扫孔，并扫孔3d后进行声波测试，如声波波速≥3000m/s时，即可下索作业。

3）1500KN压力分散型预应力锚索设计孔径为130mm，采用跟管法钻进成孔时，跟管规格应保证锚索安装时顺利通过管靴，本工程采用Φ168跟管。

2、成孔方法

根据锚索孔地层条件、锚索孔参数及锚索体外径，采用如下成孔方法：

1）锚索孔均采用YXZ-70A型液压锚固工程钻机配风动潜孔锤冲击回转钻进成孔。

2）孔口段岩体松散，易塌孔，采取跟管法钻进成孔，直至跟管无法钻进且成孔困难时，采取直钎钻进加预固结灌浆的措施钻进成孔。

3）在直钎钻孔过程中，如遇岩体破碎、严重漏风孔段或地下水渗漏严重使钻进受阻时，采取预固结灌浆等措施。

4）冲击器采用CIR110，钻杆采用Φ89，直钎采用Φ130 钎头，跟管钻进采用Φ168配三件套Φ168偏心钎头。