无粘结预应力岩体锚索施工和质量控制

无粘结预应力岩体锚索施工和质量控制摘要：响洪甸除险加固工程由于左岸f2断层处理不彻底，大坝总体有向下游和向左岸变形的趋势，对坝肩稳定构成威胁。

左坝肩加固施工采用了预应力锚索进行边坡加固支护，通过对左坝肩边坡锚索施工工艺的介绍，结合施工，总结出了相关质量控制经验。

关键词：预应力锚索施工工艺质量控制总结经验中图分类号：u443.24 文献标识码： a 文章编号：1、工程概况响洪甸水库位于淮河中游南岸支流淠河的西源—西淠河上的上游，是一座以防洪、灌溉为主，兼有发电、水产、航运等综合效益的大（1）型水利枢纽工程。

拦河坝为等半径定圆心混凝土重力拱坝，最大坝高87.5m。

响洪甸水库工程于1956年4月开工兴建，由于左坝肩f2断层的存在，因处理不彻底，对坝肩稳定构成威胁。

根据工程需要和设计要求，左坝肩永久加固采用预应力锚索，设计为3000kn级压力分散型无粘结预应力锚索，锚索长度23m～41m不等，最大倾角为8°，根据预应力吨位及岩体力学特性确定锚固段长度为7m。

2锚索施工工艺简介预应力锚索结构示意图1、导向帽，2、托板，3、锚板，4、钢绞线，5、约束圈，6、隔离架，7、钢筋混凝土锚墩，8、垫板，9、锚具，10、ø15.24mm 钢绞线，11、钢护套2.1造孔锚索孔采用atlas a66-cb岩土钻机、xy-2b及xz-30型潜孔钻机风动冲击回转钻进工艺造孔。

采用钢卷尺结合控制点坐标确定开孔位置，地质罗盘和倾角仪分别校正方位角和倾角。

钻孔完成后，应将孔内残留的废渣和积水冲洗干净。

2.2锚索的制作与安装锚索的预应力钢绞线均采用符合gb5224-2003标准1860mpa的ø15.24mm高强度低松弛无粘结钢绞线。

在锚索编制过程中，用型材切割机下料，并彻底清洗钢绞线。

沿锚索长度方向应安设隔离架，隔离架间距不大于2m；编束时，每根钢绞线均必须平顺，不得发生扭曲、交叉和钢绞线污染或锈蚀现象。

2.3注浆锚索安装到位后，即进行全孔一次性注浆。

注浆采用po.42.5纯水泥灌注，水灰比为0. 4～0.45，浆液中掺入一定数量的微膨胀早强剂，注浆压力为0.5mpa。

灌浆管设置2 根ø20mmpvc管作为进、出浆管。

2.4承压混凝土垫墩制作承压垫墩的c40混凝土在抗滑墩混凝土施工结束后开始实施，施工时按设计要求布置螺旋钢筋、导向套管及锚垫板、混凝土垫墩钢筋网（笼），控制好孔位角度，并使其中心线重合。

2.5锚索张拉按设计要求，当锚固段水泥浆强度达到30mpa，并且承压垫座混凝土的承载强度达到80%以上时，方可进行张拉施工。

根据锚固荷载，采用ycw-400t型千斤顶、压力表配合zb4-500型高压电动油泵整体张拉。

张拉时，采用单根预紧再整体张拉的施工工艺。

超张拉完成锚索锁定后，即进行外锚头的防护——采用混凝土封锚防护。

3锚索施工质量控制3.1质量控制依据（1）有关锚索施工的国家规范及行业标准；（2）设计图纸和有关设计技术要求；（3）合同文件、锚索施工组织设计及监理文函批复意见等。

3.2质量控制要点（1）钢绞线、张拉设备及锚具等均应有出厂合格证，钢绞线进场后应进行力学性能试验；（2）孔位、孔深、孔径和孔斜等均应符合设计及规范要求；（3）锚固段的固结灌浆应严格按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》要求进行，灌后进行锚固段声波测试，平均波速不得小于3000m/s；（4）剥除锚索内锚固段的塑料套管，钢绞线表面油脂应清洗洁净，彼此平行伸直不扭曲；（5）锚孔注浆应从通至孔底的pvc注浆管开始，确保注浆密实，灌浆记录应准确、完整、清晰；（6）锚墩垫板孔道中心线应与锚孔轴线重合，锚墩钢筋混凝土施工应满足规范要求；（7）分级均匀施加张拉荷载，并控制加载速率，张拉设备必须配套标定并绘制相关曲线；（8）针对按总数的5%随机进行安装锚索测力计锚索，要绘制张拉油压表与测力计读书相关曲线，保证锚索施工过程和最终质量，确保不出现因锚索锁定时回缩量过大导致锚索不合格情况的产生。

合格标准按应力控制为：实测值不大于设计值的5%，或不小于设计值的3%。

3.3施工过程的质量控制根据国家规范和设计要求，以及锚索施工质量控制要点，在锚索施工过程中，监理工程师主要从以下几个方面进行施工质量控制，并对发现的问题及时纠偏，使响洪甸除险加固工程左坝肩加固锚索施工质量得到了很好的控制，在复杂的地质条件和困难的施工条件下，确保了边坡和大坝的稳定性。

3.3.1完善质量管理体系，强化现场质量管理（1）要求承包人建立质量检验机构和质量保证体系，施工前应进行技术交底工作，落实“三检”制度，并加强现场施工的组织、管理和协调。

（2）监理人员应熟悉设计文件，领会设计意图，掌握规范要求，对锚索施工进行全过程的控制，对关键工序现场旁站监督。

3.3.2锚索施工的工序质量控制锚索施工质量的控制以单元工程为基础、以工序质量控制为重点，进行全过程跟踪监督，坚持本道工序检查验收不合格，决不进行下一道工序的施工。

监理工程师严把质量关，强化对承包人的管理，按章作业，安全施工。

3.3.2.1造孔（1）用红油漆在现场施工部位标明锚索开孔位置，根据规范要求孔位偏差不得大于10cm；搭建钻机平台要求稳固牢靠，钻机倾角及方位角要进行严格校验，当孔位受建筑物或地形条件限制无法施工时，征得设计同意后可以拟定新孔位。

（2）在钻孔施工过程中要求加强钻机的导向作用，及时检测孔斜误差，合理采用纠偏措施，并做好施工班报记录。

孔深不得小于设计值。

监理人员按照设计及规范要求对造孔的孔位、孔深、孔径、孔斜进行检查验收。

（3）应按分序加密的原则进行钻孔，成孔后及时进行锚固段固结灌浆，以保证成孔质量。

3.3.2.2锚索制作（1）锚索索体在专用的施工场地进行编制，每批钢绞线进场后，按规范要求抽检进行破断力试验。

每根钢绞线下料长度应根据实测孔深、锚墩厚度、垫板、工作锚板、限位锚板、千斤顶等沿孔轴线方向的总和再预留一定长度确定。

可按以下公式进行控制：钢绞线下料长度=锚固端＋自由张拉端＋锚墩厚度＋千斤顶长度+测力计厚度（若有）+预留工作长度。

（2）剥除锚固段塑料套管后钢绞线上的油脂、污渍必须用棉纱擦洗干净，要求表面乌亮，手感滑腻无涩滞感。

沿锚索长度方向均安设隔离架，隔离架间距不大于2m，相邻两隔离架之间安设束线环（绑扎丝）对锚索进行绑扎固定。

隔离架应能使锚索入孔后周围有足够的保护层，钢绞线彼此平行伸直不扭曲。

（3）锚索编制完成后要编号，分类存放在专用场地并加以保护。

3.3.2.3注浆锚索注浆是为了形成锚固段和为锚索提供防腐蚀保护层。

另外，一定压力的注浆可以使注浆体渗入地层的裂隙和缝隙中，从而起到固结地层、提高地层承载力的作用。

注浆是锚索施工的关键工序之一，其效果的好坏将直接影响到锚索的锚固性能和永久性。

（1）锚固段固结灌浆按规范（sl62-94）进行，用纯水泥浆液进行纯压式灌浆，进浆管伸至孔底，按设计锚固段长度要求在孔中设置止浆塞封闭。

止浆塞应有良好的膨胀性和耐压性能，在灌浆过程中不得产生滑移和串浆现象。

灌浆泵和灌浆孔口均安有压力表，灌浆应根据规范要求变换浆液配比，并做好详细的灌浆记录。

灌后按设计要求进行锚固段声波测试，vp≥3000m/s为合格，声波测试不合格的锚固段要求重新扫孔补灌。

（2）锚索入孔前重新对钻孔进行检查，对孔内集渣清理干净。

在监理工程师检查验收前，不得将锚索安装入锚索孔内。

锚索入孔时用力要均匀一致，不得转动锚索体，随时检查隔离架及绑扎丝，发现有移动、损坏、脱落等要及时处理，必要时要更换重新编制，并应确保将锚索体推送至预定深度后排气管和注浆管畅通。

（3）锚孔采用全孔一次性灌注水泥砂浆，砂浆拌和时间不少于3min，拌和后的砂浆要及时使用，拌和后1h未使用的砂浆作为弃浆处理。

要求承包人对浆液类型、成分、注浆日期、配合比、注浆量及注浆压力做详细的记录，施工过程中监理试验工程师对砂浆进行取样做抗压强度试验。

3.3.2.4承压混凝土垫墩制作锚墩钢垫板要求牢固地焊接在钢筋骨架上，且其预留孔的中心位置应与锚孔轴线一致，几何尺寸满足设计要求，表面平整。

模板要求根据锚墩几何尺寸专门定做。

混凝土浇筑时要充分振捣，钢垫板底部混凝土必须充填密实。

3.3.2.5锚索张拉（1）当注浆强度达到30mpa以后开始张拉锚索。

张拉设备要求配套使用，并通过有关认证机构的标定，绘制压力表读数—张拉力关系曲线，以正式文件提交给监理工程师。

经拆卸、检修或经受强烈撞击的压力表都必须重新进行标定。

（2）锚索张拉采用单根预紧后再分级整体张拉的施工方法。

为确保钢绞线理顺并受力均匀，张拉前应按设计荷载的10%进行单根钢绞线预紧。

正式张拉采用整体张拉，按设计值的25%、50%、75%、100%、110%分5级荷载逐级增大。

荷载施加均匀，加载速率每分钟不宜超过设计应力的0.1，每一级张拉后稳压5min，同时量测索体伸长值并做好记录。

若实际伸长值大于理论伸长值的10%或小于5%时，应停止张拉查明原因并采取补救措施后方可继续张拉。

张拉荷载按设计要求达到设计荷载的110%后稳压10～20min进行锁定。

（3）非作业人员不得进入锚索张拉作业区，张拉时千斤顶出力方向45°内严禁站人。

3.3.2.6外锚头防护锚索施工完成后，要求钢绞线在锚具外的外露长度预留65cm，多余部分予以切除，外露部分钢绞线用钢护管进行封锚保护，该锚索在运行过程中若出现应力损失情况可进行二次张拉。

3.4锚索施工现场验收试验现场验收试验也称质量控制试验，对锚索施工而言，验收的主要内容是检验锚索的锚固性能（如锚索体的伸长、预应力大小等）。

锚索验收时通过锚索测力计读书检验锚索是否合格。

响洪甸除险加固工程左坝肩加固施工加固支护锚索施工共计226根，监理工程师组织业主、质量监督站、设计和施工单位有关人员，按照5%的抽检比例，现场对该部位施工的锚索进行联合验收，检测结果表明锚索施工质量满足《水工预应力锚固施工规范》（sl62-94）和设计要求。

4、锚索施工经验总结预应力锚索已在我国工程中得到了广泛使用，并累积了大量的施工经验，但由于锚索施工工序多，属隐蔽工程，出现质量缺陷时难以弥补，在过程中控制质量尤其重要；为避免锚索返工和工程缺陷，对无粘结预应力岩体锚索质量控制要点总结如下：（1）钢绞线材料采购需符合国家和工程标准，在材料进场后要及时按规范要求进行试验检测。

（2）锚索造孔过程中要有效控制好孔位角度，避免因造孔角度偏移导致锚索受力情况被迫发生改变，从而致使难以控制锚索。

（3）锚索编制过程中要确保下料满足施工要求，锚固段剥离满足设计要求，并彻底清洗钢绞线，沿锚索长度方向安设的隔离架间距不大于2m。

（4）锚索端头的挤压套要根据锚索吨级计算出相应的挤压力，挤压时未到达相应压力的挤压套建议不使用（目前国内暂无挤压套技术参数规范指标，挤压套可大大增加锚固段的握裹力）。