预应力锚索张拉施工指导性方案

预应力锚索（杆）施工指导性方案
一、工程概况
管段起讫里程为DK***+219.75～DK***+075.00，管段内共76段路基，路堑边坡防护形式主要有：预应力锚索（杆）框架、普通锚杆框架、孔窗式护坡（护墙）、拱形骨架、浆砌片石，路堤边坡防护形式主要有：拱形骨架、浆砌片石护坡、正六边形砼空心块、三维柔性生态护坡。

管段内路基以路堑为主，边坡防护以预应力锚索为主。

二、边坡地质情况
沿线地形、地质条件比较复杂，区域地质作用剧烈，不良地质发育。

沿线边坡主要地质为泥质粉砂岩、强风化泥质砂岩、粉质粘土，岩质软，具有膨胀性，节理裂隙发育，岩体较破碎，部分地段有顺层，
三、整体施工方案
预应力锚索（杆）防护施工主要由测量放样、钻孔、锚索制作及安装、注浆、格梁及锚墩施工、锚索（杆）计安装、张拉及锁定、补充注浆（二次注浆）、封锚等工序组成。

在锚索施工前必须进行锚索（杆）拉拔试验。

1、测量放样
为保证锚孔位置准确，格梁整体线型美观，可采用整体布孔位，搭设坡面脚手架的方法。

具体操作过程中严格控制好坡顶、坡脚（同一坡面上）两条基准线（基准线一般定位格梁面高程），依据上下基准线挂坡面线，分别确定各节点位置，然后按照挂线位置紧贴坡面搭设脚手架，按照格梁尺寸搭设，将锚孔位置定于脚手架节点上（要考虑钢管直径），局部进行高低调整，保证整体脚手架平齐。

2、钻孔
钻机应严格按照设计孔位、倾角和方位准确就位，采用测角量具控制角度，孔位、孔斜率、孔径、孔深满足规范及设计要求。

成孔后孔口进行覆盖防护，防止雨水或土渣进入孔内。

钻进过程中应对每孔地层情况、进尺速度、潮湿程度以及一些特殊情况作现场记录。

如遇塌孔，应采用套管跟进组合钻具作业或注水泥砂浆处理。

锚杆（索）成孔后应及时下放锚索（杆）并注浆。

3、锚索制作及安装
制作锚索前，准确计算钢绞线的每根长度，采用切割机切割，严禁电焊烧割，长度一次性截取，不得采用焊接等连接，考虑锚索张拉工艺要求，锚索实际长度比设计长度多留2m。

安装承载体过程中，剥离钢绞线表面塑料套管（和载体连接部位），将钢绞线表面防腐油脂清洗干净，然后用挤压机将挤压套和钢绞线进行机械连接。

按照设计要求安装隔离架、架线环、对中支架等配件。

压力分散型锚索因各单元锚索长度不同，因此应对各单元锚索进行标记。

编号可采用两重编号的原则，避免因施工中因锚索拖动将标记磨损，一是对钢绞线外露段（剥皮后）用不同颜色胶带标记；二是对外露段外套管分别采取切除不同长度的方式。

以上两种方式同时使用，特别要注意，锚索张拉时外露钢绞线套管要全部剥离，一定要采取可靠的方法。

下锚前，应采用高压风反复清孔，并用一根聚乙烯管复核孔深，待孔内粉尘吹净且孔深不小于锚索设计长度时，拔出聚乙烯管，准备下放锚索。

下锚索过程中，推送锚索时用力要均匀一致，应防止在推送过程中损坏锚索配件。

推送锚索时不得使锚索转动，将锚索体推送至预定深
度后，检查注浆管是否畅通，否则应拔出锚索体，排除故障后重新安装。

4、注浆
注浆用采用注浆机进行，必须从孔底到孔口返浆式注浆，注浆压力不小于0.6～0.8MPa，浆液采用M40水泥砂浆。

浆从孔口溢出时视为注满，必须一次注满，要多进行次补浆，以保证浆体充满钻孔。

注浆完毕后，将锚索固定在孔口中央。

预应力锚杆注浆分为两次注浆，第一次为锚固段注浆，待锚杆张拉锁定后第二次注浆。

5、格梁及锚墩施工
施工程序为：测量放线→格梁开挖→砂浆垫层→绑扎钢筋→支立模板→安装锚索孔口波纹管→安装螺旋筋及孔口钢筋网→安装锚具（锚垫板）→现浇混凝土→混凝土养护。

格梁在施工前，首先开槽并进行修整，然后采用C20混凝土垫层找平，对超挖部位严禁采用松散土块回填，必须采用C20混凝土填补，严禁格梁垫层下有虚渣和空洞。

严格按照设计图纸和规范要求绑扎钢筋，确保主筋长度及箍筋间距满足要求，钢筋接头尽量避开节点位置。

模板必须安装顺直，接缝严密，顶面可进行加盖，确保格梁面平整。

浇筑过程中，控制浇筑速度，不宜过快，防止胀模，浇筑过程中必须进行振捣，确保砼密实。

菱形格梁施工完砼后可在挡水堰位置埋设预埋钢筋，保证后续挡水堰施工时与格梁的连接质量。

拆除模板时，保证混凝土表面及棱角完整，不被破坏。

浇筑完后对格梁进行覆盖养生，特别是锚墩位置，必须按要求养护到位。

6、锚索（杆）计安装
若需要安装锚索（杆）计的孔位，按照工点图中指定孔位进行安装，
安装前必须进行标定、编号，安装时保证锚索（杆）计座在锚墩面上，必须放置平稳，锚索（杆）从测力计孔中心穿过，如发现几何偏心过大，应及时调整。

7、张拉及锁定
在张拉前必须根据锚索锚固设计吨位选择合适的千斤顶及油压泵，并进行标定，得出千斤顶拉力和油压表压强的张拉方程。

根据相关参数计算锚索张拉荷载及伸长量，并计算出不同荷载对应的张拉油表读数。

当格梁砼强度及孔内M40砂浆强度，达到设计强度的80%以上，方可进行锚索的张拉。

在正式张拉前，先按照荷载为0.1倍的设计拉力预张拉，整体张拉1～2次，使锚索拉直，然后松开。

压力分散型锚索进行张拉时，按照设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%五级分级补偿，分级整体张拉。

在张拉过程中，当荷载每增加一级，均应稳定5min，并记录位移读数。

最后一级张拉荷载应维持10~20min，每级稳定后测读锚头位移不应少于3次。

张拉至110%稳定后可进行锁定，若发先应力损失，应及时进行补张拉。

8、补充注浆（二次注浆）
张拉锁定后，可进行补充注浆。

预应力锚索应从补浆孔进行补浆，保证波纹管及锚具内注浆饱满。

预应力锚杆采用二次注浆管进行注浆，注浆前确保排气孔畅通。

9、封锚
锚索张拉完成7天后，对其拉力和外观进行复查，复查合格后，采用手提砂轮机切除多余钢绞线（从锚具起预留大于10cm，但不超过锚头），然后支模，用混凝土及时封闭锚头，要求整齐、美观。

①预张拉：
在正式张拉前，先按照荷载为0.1倍的设计拉力预张拉，整体张拉1～2次，使锚索拉直，然后松开。

②差异分步补偿张拉：
第一步：先按照差异荷载△P1张拉第一单元（最长一组锚索），并采用△L1-2进行控制，张拉到位后锁定工作锚和工具锚；在千斤顶行程内可不回油，压力表不归零，继续进行第二步张拉。

第二步：再按照差异荷载△P2同时张位第一单元（最长一组锚索）和第二单元（次长一组锚索），并用△L2-3进行控制，张拉到位后锁定工作锚和工具锚；在千斤顶行程内不回油，压力表不归零，继续进行整体同步张拉。

③分级补偿，分级整体张拉：
按照上述，每级荷载张拉前先进行第一、二步分单元补偿张拉后，再将三组锚索（即一、二、三单元）整体张拉，按照设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%五级分级补偿，分级整体张拉，至张拉锁定。

（2）压力分散型预应力锚索（2单元4束）
①预张拉：
在正式张拉前，先按照荷载为0.1倍的设计拉力预张拉，整体张拉1～2次，使锚索拉直，然后松开。

②差异分步补偿张拉：
按照差异荷载△P1张拉第一单元（最长一组锚索），并采用△L1-2进行控制，张拉到位后锁定工作锚和工具锚；在千斤顶行程内可不回油，压力表不归零，继续进行整体同步张拉。

③分级补偿，分级整体张拉：
按照上述，每级荷载张拉前先进行第一单元补偿张拉后，再将锚索（2单元）整体张拉，按照设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%五级分级补偿，分级整体张拉，至张拉锁定。

（3）拉力集中预应力型锚索、预应力锚杆
①预张拉：
在正式张拉前，先按照荷载为0.1倍的设计拉力预张拉，整体张拉1～2次，使锚索拉直，然后松开。

②按照设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%五级分级整体张拉，至张拉锁定。

3、张拉荷载和伸长量计算。

（1）压力分散型预应力锚索（3单元6束）
①张拉荷载计算：
锚索设计荷载采用平均法进行分配，即每单元锚索承受的荷载为设计荷载的1/3，单根锚索承受的荷载为1/6，忽略孔道摩擦和其它不利因素。

②伸长量计算：
根据每单元锚索长度，确定各级荷载对应的伸长量。

△L1=P L1 /EA △L2=P L2 /EA △L3=P L3 /EA
公式中（L1、L2、L3）长度计算时，锚索有效张拉长度=锚固段+自由段+锚墩轴心厚度+锚具厚度+千斤顶的工作长度。

③差异荷载和伸长量计算：
差异伸长量：△L1-2=△L1-△L2△L2-3=△L2-△L3
差异荷载：△P1=E*A*(△L1-2 / L1)*2
△P2=E*A*(△L2-3 /L2十△L2-3 / L1)*2
其中：L1，L2，L3—分别为第一、二、三单元锚索的长度，且L1>L2>L3；
△L1，△L2，△L3—各单元锚索在各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）的作用下的伸长量；
△L1-2，△L2-3—各单元锚索在各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）作用下的差异伸长量；
P—各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）的作用下单根钢绞线束的荷载；
A—单根钢绞线束的截面面积；
E—钢绞线的弹性模量；
△P1，△P2—各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）分步差异张拉之第一、二步级张拉荷载增量。

（2）压力分散型预应力锚索（2单元4束）
①张拉荷载计算：
锚索设计荷载采用平均法进行分配，即每单元锚索承受的荷载为设计荷载的1/2，单根锚索承受的荷载为1/4，忽略孔道摩擦和其它不利因素。

②伸长量计算：
根据每单元锚索长度，确定各级荷载对应的伸长量。

△L1=P L1 /EA △L2=P L2 /EA
公式中（L1、L2）长度计算时，锚索有效张拉长度=锚固段+自由段+锚墩轴心厚度+锚具厚度+千斤顶的工作长度。

③差异荷载和伸长量计算：
差异伸长量：△L1-2=△L1-△L2
差异荷载：△P=E*A*(△L1-2 / L1)*2
其中：L1，L2，—分别为第一、二单元锚索的长度，且L1>L2；
△L1，△L2—各单元锚索在各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）的作用下的伸长量；
△L1-2—锚索在各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）作用下的差异伸长量；
P—各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）的作用下单根钢绞线束的荷载；
A—单根钢绞线束的截面面积；
E—钢绞线的弹性模量；
△P—各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）差异荷载增量。

（3）拉力集中预应力型锚索、预应力锚杆
锚索有效张拉长度=锚固段+自由段+锚墩轴心厚度+锚具厚度+千斤顶的工作长度。

按照设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%的作用下，整体分级张拉。

△L= P*L/（E*A）
其中：L—锚索（杆）的长度（为锚索时L均等长）；
△L—各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）的作用下的伸长量；
P—各级荷载（设计荷载的25%、50%、75%、100%、110%）；
A—孔内钢绞线（锚杆）的总截面面积；
E—钢绞线（锚杆）的弹性模量；
4、张拉过程控制
（1）张拉前将锚垫板管内的混凝土清理干净、消除钢绞线上的锈蚀、泥浆。

锚具安装应与锚垫板和千斤顶密贴对中，千斤顶轴线与锚孔及锚索轴线在一条直线上，不得压弯或偏折锚头，确保承载均匀同轴，必要时用钢质垫片调整以满足要求。

（2）套上工作锚板，根据气候干燥程度在锚板锥孔内抹上一层薄薄的黄油。

（3）加载速率要平缓,速率宜控制在设计预应力值的0.1/min左右。

（4）在张拉过程中，当荷载每增加一级，均应稳定5min，并记录位移读数。

最后一级张拉荷载应维持10~20min。

在每级加荷等级的观测时间内，测读锚头位移不应少于3次。

（5）在每级加荷等级观测时间内，锚头移量不大于1.0mm时，可施加下一级荷载；否则需延长观测时间，直至锚头位移增量2h小于2.0mm 时，方可施加下一级荷载。

（6）锚索张拉过程中出现下列情况之一时可视为破坏，应终止加载：
①锚头位移长时间不稳定，或者不收敛;
②后一级荷载产生的锚头位移量是前一级荷载位移量的2倍，即拉拔力～位移曲线图出现明显的拐点;
③锚索被拉断。

（7）切割多余钢绞线时，应用砂轮切割机，如确需用加热方法切割时，应采取保护方法使锚具夹片不受热，以确保夹片不因受热退火而滑丝。

五、安全保障措施
1、张拉设备操作工必须经过安全技术培训，经考核确认合格后，
方可上岗。

2、张拉区域周围应设置明显的警示标志和标牌，非作业人员不得
进入张拉作业区,千斤顶张拉方向严禁站人,施工操作者及测量人员应站
在侧面,严禁越过安全区。

严禁非操作人员进入张拉区。

张拉前应检查张
拉系统安全可靠，张拉时应有安全措施，张拉人员站在千斤顶旁边张拉
作业，严禁任何人张拉端前面。

3、根据要求的张拉程序、控制应力、伸长值，选择适宜的张拉机具，制定相应的安全技术措施。

施加预应力的机具设备、锚具、夹具与
钢绞线或钢筋必须相互匹配。

4、张拉前应对预留孔道进行检查，孔道应定位准确、内壁光滑、
通顺，孔道内的灰渣等杂物应吹扫或冲洗干净，孔口预埋锚座钢板应与
孔道中心线垂直。

5、按要求在坡面上搭设可移动式作业平台，作业平台、脚手架，
各节点的连接必须牢固、可靠，宽度应满足施工安全要求，作业平台临
边必须设防护栏杆，上下作业平台应设安全梯等设施。

6、油泵运行过程中，严禁操作工离开岗位；需要离开岗位时，必
须停止油泵运行，并切断油路和电源。

7、张拉作业中发生异常响声或发现断丝、锚楔滑移和碎裂时，必
须停止张拉，查明原因，待采取处理措施后，方可恢复张拉。

8、张拉过程中，应逐根量测预应力筋（束）的伸长值和观测张拉吨位相应压力表读数，当伸长值和压力表读数计算值出入较大时，应停止张拉，待查明原因并采取措施调整后，方可继续张拉。

2012年3月1日。