大吨位预应力锚索施工工法

大吨位预应力锚索施工工法

武警水电三峡工程指挥部

预应力锚索施工是通过施加主动力来加固边坡上规模较大的不稳定块体，限制边坡因卸荷和爆破引起的较大范围的受损区进一步发展和恶化，改善边坡的应力、变形条件和稳定性的一项施工方法。岩土锚固是充分挖掘岩土潜能，提高岩土工程稳定性和解决复杂的岩土工程问题的最经济最有效的方法之一，它广泛运用于高边坡稳定与滑坡治理、地下隧洞与地下工程的锚固、深基坑锚固和坝体与基础工程锚固等领域。已经在我国工的程建设中产生了巨大的经济效益和社会效益，并将发挥着愈来愈大的作用。

1 特点

预应力锚索具有充分利用预应力钢绞线的高抗拉强度，砼和岩土的抗压强度、对岩土及砼扰动较小、施工灵活、受力可靠和主动受力等特点，是一种高效和经济指标较优的实用工程技术。施工简便，布置简捷，能够提高工程的稳定性，改善应力条件，增加工程运行安全度。

2 适用范围

本工法主要适用于深基坑支护和高边坡加固支护、水工大坝加固、边坡及滑坡支挡、大型地下洞室支护等领域。

3 工艺原理

在岩体中钻孔，穿入钢绞线编制的锚索，并将内锚段灌浆固结，再通过施加在索体上的主动力，锁定锚头，达到岩体、砼的稳定变形的要求。

4 工艺流程及操作要点

4.1 工艺流程

4.2 操作要点

4.2.1 造孔：在钻机工作的脚手架施工平台上，采用增加脚手架钢管和在边坡上连接插筋，增强排架的刚度，保证钻机在钻孔时的稳定，防止在钻进时排架“漂移”；使用高精度经纬仪、罗盘、水平仪及先进的全站仪进行开孔定位。开孔进尺5m后重新对孔斜进行校核，根据钻进情况，必要时采取纠偏措施（导直器、扶正器等），调整钻进参数，30m后起钻杆检测孔斜；根据试验，选配合理的钻进行参数。

4.2.2 验孔：在要测设的锚索孔内放置一可见光源（一般采用手电筒），可见光源由每6m（此外还有1m、2m钢管各一根）、直径Φ15的钢管组成的长杆送到指定的位置，将手电筒和钢管固定好，然后将经纬仪架设于离孔口1m左右之处，再由经纬仪寻找出要测设位置的光源，并测出在指定位置的方位角、倾角，同时记录下此时该设位置距孔口的点距，依同样的程序逐次将一个锚索孔内的各位置要素值测出来，然后分别计算出终孔坐标及终孔方位角偏差△α、水平向位移△L、方位角偏差△Z、倾角偏差△H、终孔点位误差。如果在测斜过程中，因锚索孔为弧形，对光源不可见，再使用磁方位摄影测斜法进行补充，并将终孔的各项指标与经纬仪所测得的数值一起作为单个锚索孔的最终验收成果。

4.2.3 编索：锚索下料长度应按锚索实际孔深、锚具厚度、张拉设备长度、锚索测力计厚度和调节长度的总和考虑，钢绞线采用砂轮锯切割。编索采用车间生产方式，将钢绞线平放在车间工作平台上，对单根钢绞线进行除污、除锈并编号，按结构要求编制成束后对应锚束孔号挂牌。

4.2.4 穿索：编制好的锚索用人工或汽车水平运输到相应的部位，采用人工、滑轮挂钩或小型吊车将锚束运送到相应的施工排架平台上，人工穿索，穿索时保持索体平顺。

4.2.5 胶结式锚固段的施工：采用先安装锚索后灌浆的方法，灌浆前先对锚索的止浆环阻塞效果进行检查，防止浆液从锚固段渗入张拉段胶结钢绞线，一般采用有压压水试验，根据回水压力孔口水流来判定，以孔内的浆液形成有压循环灌浆为宜。

4.2.6 垫墩混凝土浇筑：混凝土垫墩内设置的钢套管、钢垫板、钢筋网及灌浆套管采取车间加工，现场调整安装。安装前将孔口周围岩面清理干净并处理松动块体，安装时保

350＃混凝证钢套管中心线和钻孔轴线重合，钢垫板与钻孔轴线垂直。混凝土垫墩宜采用R

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土，采用小型拌合机拌制，用汽车运送到工作面，采用人工喂料，管式振捣器分层振捣密实，特别注意边角部位。

4.2.7 预紧与张拉：先对单根钢绞线进行预紧张拉，采用多次循环的方法进行，前后两次预紧伸长量不超过3mm；整体张拉时，根据张拉吨位来确定分级的吨位和级数，每级

张拉结束时需要稳压一定的时间（一般为7min），一般达到最终设计吨位结束张拉时要稳压的时间更长些（宜采用30min），以减少应力损失，达到锚固效果。对每级伸长量进行测量，并与理论伸长值进行对比分析，误差控制在允许范围时。

4.2.8 封孔灌浆：张拉锁定后立即进行封孔灌浆，采用有压循环灌浆，回浆浓度与进浆浓度相同后方能结束灌浆。

4.2.9 外锚头保护：锚束张拉锁定后的外露束体预留50mm，其余部分采用砂轮切割机切除，将工作锚具、预留束体清洗干净及垫座混凝土凿毛后，进行涂环氧保护层和浇200mm 厚二期混凝土的保护帽。

5 材料

5.1 锚索体材料

使用抗拉强度可达到1860Mpa的低松驰钢绞线或强度更高的低松弛钢绞线，国内生产的厂家有江西新余、无锡金羊、天津金弓、江苏新华等品牌钢绞线厂家。

5.2 锚具

选用以适合钢绞线为宜，主要类型有JM、XM、QM、OVM及HVM等。

5.3 注浆材料

所用水泥浆或水泥砂浆以高强、早强、微膨胀、可灌性好、对钢绞线不产生锈蚀和应力损失为宜。浆液的配合比根据试验选用。

水泥:525＃微膨胀普硅水泥，主要有湖南石门水泥厂生产的“坝道”牌普硅525#水泥和湖北荆门葛洲坝水泥厂生产的“三峡”牌普硅525#水泥。

外加剂：根据工程特点和试验选用外加剂的的种类和掺量,减水剂采用广东三水银海化工有限公司生产的GYA高效减水剂和基利士有限公司生产的DM-100型高效减水剂，膨胀剂采用的是郑州长城铝业开发总公司水泥厂生产的AEA混凝土膨胀剂。

三峡永久船闸工程锚索浆液、混凝土设计强度：内锚水泥净浆R

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350＃、外锚水泥净

浆R

28350＃、墩头混凝土R

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350＃。水泥净浆及混凝土参考配合比见表1。

表1：锚索水泥净浆、混凝土参考配合比表