山西西龙池锚索施工方案.doc

预应力锚索施工1. 主要工程量本标段的预应力锚索主要集中布置在主副厂房和主变室中，其中主副厂房预应力锚索有两种型式：分别为孔深20m，设计张拉吨位为1600kN的内锚式有粘结预应力锚索；孔深约20m、28.5m，设计张拉吨位为2000kN的对穿式无粘结预应力锚索。主变室顶拱上布置有孔深15m，设计张拉吨位为1600kN的内锚式有粘结预应力锚索。本标段预应力锚索工程量见下表。表1 地下厂房标预应力锚索工程量表项目编号项目名称单位工程量工程部位型式根数4-4-2Pt=1600KN，L=15m（内锚式）kN·m主变室有粘结109根3-4-2-1Pt=1600KN，L=20m（内锚式）kN·m主副厂房有粘结683根3-4-2-2Pt=2000KN，L20m（对穿）kN·m无粘结157根3-4-2-3Pt=2000KN，L=28.5m（对穿）kN·m无粘结118根合 计1067根2. 施工准备2.1 人员准备预应力锚索技术含量高，施工工序多，施工程序复杂，需针对本工程的特点，在开工前对所有上岗人员进行岗位培训，使所有参加人员熟练掌握每道工序的施工特点和技术关键点，从人员上保证锚固工程的施工质量和工程进度。2.2 设备机具准备钻孔为锚索施工的重要工序之一，需要配备满足孔深、孔径及钻孔精度要求的钻机、钻具和空压机，并保证其在施工过程中的完好率。对张拉机具进行定期的检查标定，并对测量放线仪器定期检定，保证设备机具正常运行。2.3 临时工程准备锚索施工前需接通水、电管线，选定移动空机位置并安装供风管路，一些施工部位需要搭建稳定牢固的施工平台。根据本工程锚索长度需要，应在现场搭建长度不小于35m、宽度不小于3m的锚索编制车间，准备必要的材料、机具仓库，并建设现场办公及生活用房屋。2.4 原材料准备对进入工序的主要材料如钢绞线、锚具、钢筋、水泥、外加剂等，进行进货检验和试验，检验材料的物理力性能及力学性能，严把原材料质量关，检验合格并经监理工程师同意方可进入工序用于施工。预应力钢绞线应符合预应力混凝土用钢绞线GB52241995和、无粘结预应力筋JG300630071993的规定，预应力筋应在全长无接头、搭接、焊接、扭结、刻痕等缺陷，并有防腐措施。每批预应力钢绞线和钢丝均应有材质成份的质量证明书，承包人应按监理人的指示和预应力混凝土用钢绞线GB52241995的规定，对预应力钢绞线抽样进行力学性能试验，并应将试验成果报送监理人。在运输中应防止磨损和免受雨淋、湿气或腐蚀性介质的浸蚀。存贮期间应架空堆放，并做好防腐防锈措施。预应力锚孔灌浆和混凝土垫座使用的水、水泥、砂、石子和外加剂均应符合有关规范和设计要求。2.5 技术准备在施工前由技术负责人组织完成施工组织设计，进行技术交底，关键工序编制做业指导书。外锚头垫座混凝土和锚固灌浆材料需要进行配合比试验，确定水灰比和外加剂掺量。在张拉施工前还需对内锚锚索和对穿锚索分别进行张拉工艺试验，选择张拉机具，确定张拉工艺和张拉参数，用于指导预应力锚索大规模施工。2.6 施工布置地下厂房锚索队的生产及生活设施主要布置在厂顶通风洞口附近的2#公路外测堆渣场上。主要有锚索下料编索车间150m2，办公生活住房200m2，材料配件仓库50m2，现场加工车间40m2。空压机靠近钻孔工作面布置，在厂房锚洞支洞内布置有部分锚索的编索场地。预制混凝土垫座的施工场地也布置在此处。3.锚索施工本标段的有粘结预应力内锚锚索和无粘结预应力对穿锚索施工流程有所差异，应按下面的施工工艺流程指导施工。3.1 有粘结预应力内锚锚索施工工艺流程：造孔准备钻孔(灌浆扫孔)清洗测孔验收制束下料清洗编索验收张拉外锚头组装(测力计安装)张拉机具组装张拉1. 测力、测长2. 稳压3. 锁定验收回填灌浆端头保护张拉段回填灌浆外锚头保护下索、锚固运索下索浆材试验垫座安装施工锚固灌浆验收工程竣工资料整理完工验收场地清理3.2 无粘结预应力对穿锚索施工工艺流程：造孔钻孔(扫孔)清洗测孔验收制束下料编索验收张拉外锚头组装(测力计安装)张拉机具组装张拉1.测力、测长2.稳压3.锁定验收外锚固端封堵保护浆材试验回填灌浆外锚头保护下锚运索下索垫座安装施工验收工程竣工资料整理场地清理工程验收3.2.锚索组装锚索体所用钢绞线根据设计图纸在编索车间内定长下料。根据本工程实际情况，厂房顶拱的对穿锚索和第二层以上的内锚锚索、主变室顶拱内锚锚索共约600根，在厂顶锚洞支洞内编索，其它锚索在编索车间内组装索体。下料长度误差不大于10cm。下料长度L按下列公式计算： LLsLmLfLaLd式中：Ls孔深(锚板以下深度, 包括锚垫板, cm)Lm锚板厚度(cm)Lf测力计厚度(cm)La千斤顶以外长度(即工具锚夹片以外长度, cm)Ld千斤顶工作长度(cm)(1)下料要采用经钢尺校核的皮尺测量，用砂轮切割机切割，严禁采用电弧焊切割。(2)内锚锚索，绑扎前必须对内锚固段钢绞线进行清洗，确保钢绞线表面无杂物污物。(3)对于内锚锚索，内锚固段对中隔离支架的间距为2m，张拉段对中隔离支架间距为2.0 m，对穿锚索的对中隔离支架间距均为2.0m。(4)裸露部分的钢绞线应用无锌铅丝绑扎，不能用镀锌铅丝，以防止钢绞线产生电化学腐蚀。(5)灌浆管和排气(回浆)管的长度和数量需根据锚索的不同倾角设置，并与束体绑扎在一起。(6)绑扎时不得使钢绞线和灌浆管发生交叉、扭曲和错位。3.2.造孔3.2.1.钻孔设备本工程锚索孔径为150mm，最大孔深28.5m。采用重庆探矿机械厂生产的MGJ50或与其相同性能的锚杆钻机，WC（或性能相近）型冲击器，配WC型钻头，上海英格索兰产油动(电动)移动式空压机（或满足工程钻孔需要的其它型号），风量21m3/min，额定压力0.71.2MPa，能够保证冲击器正常工作和钻孔排渣需要。3.2.2.钻孔工艺根据设计要求及现场施工条件，采用潜孔冲击器造孔。为解决洞内施工粉尘过多，改善施工条件，钻孔时加水除尘，即在钻机回转头后边风管上接一个三通管，水由水泵送至叉管处与风混合入孔，可有效地解决粉尘问题，有效地改善洞内的施工条件。3.2.3.施工措施(1)对较完整围岩地段的钻孔，钻机及钻具按设计的锚孔方位就位后，应将钻机固定可靠，保证钻孔精度和质量，开孔段2m内采用低速钻进，一般2m/h，孔内正常钻进速度不宜超过5m/h，否则会因为钻进速度过快导致孔斜偏差加大。对不良围岩地段，一次成孔有困难，则需要进行固壁灌浆，改善孔壁围岩状况，浆液凝结后进行扫孔，灌浆待凝至扫孔开始期间，不能移动钻机，上述过程需要报监理工程师备案。(2)孔斜精度要求较高的孔，需采用导正器，并应改进钻杆本身的同心度和刚度，选择合适的钻头锤击面，严格测定钻孔方位和控制钻进速度。(3)成孔后应将钻孔清洗干净，孔内不能残留废渣、混凝土、岩芯。洗孔采用高压风或风水联合冲冼。对于地质不良地段成孔，应尽量避免用水洗孔，以免导致塌孔。3.2.4 钻孔检查验收预应力锚索钻孔的位置、方向、孔径及孔深，应符合施工图纸及技术规范的要求。钻孔的开孔偏差一般不得大于100mm，端头锚固孔的孔斜误差不得大于孔深的2。钻孔至设计孔深后，按照规范和设计要求，检查钻孔的倾角和方位角、孔深、孔径、孔斜，自检后报监理工程师验收。符合设计要求的钻孔进行标识和保护，不符合设计要求的钻孔进行回填处理，并在监理工程师指定的位置重新补钻。3.3.锚固灌浆(1)锚固段灌浆长度应符合施工图纸要求。灌浆可自下而上一次施灌，进浆必须连续。(2)灌浆前对设备和管路进行检查，备足管路清洗用水，做好浆材现场配比及拌和试验。(3)灌浆设备采用350L灰浆搅拌机制浆，BW-250型灌浆泵，采用循环灌浆管路，闭浆压力以回浆管压力表读数为准。(4)灌浆压力视不同孔深、围岩情况，本工程采用的灌浆压力一般不宜超过0.7Mpa。(5)灌浆结束时，实际灌浆量必须大于锚孔理论吃浆量，回浆浓度与进浆浓度相同，且闭浆时间不小于5分钟。(6)灌浆材料本工程锚固灌浆采用纯水泥浆，水泥品种采用标号42.5#普通硅酸盐水泥。水泥必须保证新鲜、不受潮、不结块，保存时间不超过二个月。水灰比一般为0.350.40，浆液流动度200250mm，初凝时间不小于2小时，终凝时间不大于8小时，其28天的结石强度应不低于40MPa。灌浆过程中需现场取样做试块，通过抗压强度试验检验浆材的抗压强度，确定张拉时间。3.4.外锚头承压垫座施工若采用预制混凝土垫座，在混凝土预制浇筑施工前需要进行配合比试验。钢垫墩在现场加工车间制做，孔口管与垫座钢垫板需正交焊接，插入孔内对中。安装时，预制垫座（钢或混凝土垫座）与岩石面之间采用水泥砂浆找平。3.5.张拉、补偿张拉3.5.1.张拉设备与机具(1)张拉设备包括千斤顶和配套油泵，其技术性能指标见下表，张拉机具有工具锚、限位板等。本工程可采用YCN25千斤顶进行单根预紧，再使用YCW250千斤顶进行整体张拉。(2)张拉设备应配套校验，压力表的精度不应低于1.5级，校验张拉设备试验机或测力计精度不得低于±2，校验时千斤顶活塞的运行方向，应与实际张拉工作状态一致。(3)张拉设备的标定间隔期不宜超过6个月，经拆卸检修的张拉设备或经受强烈冲击的压力表，都必须重新标定。3.5.2.张拉工艺(1)张拉前需提交混凝土垫座和锚固灌浆材料现场取样的强度试验成果，两项强度均达到设计要求并经监理工程师同意时方可张拉。(2)工具锚必须选用与工作锚相同的体系和型号。(3)预应力锚索的张拉控制应力，应符合设计要求。如需提高张拉控制应力，不宜大于钢绞线强度标准值的75。(4)张拉程序、分级、每一级的持荷稳压时间、超张拉吨位均按设计要求确定。1600kN内锚锚索的张拉程序如下：0 ®300kN(预紧) ®400kN(25scon) ®800kN(50scon) ®1200kN(75scon) ®1600kN(100s con) ®ms con 2000kN对穿锚索的张拉程序如下：0 ®360kN(预紧) ®500kN(25scon) ®1000kN(50scon) ®1500kN(75scon) ®2000kN(100scon) ®mscon其中：scon ¾ 设计张拉力或设计锚固力。m ¾ 超张拉系数，一般取1.051.10，通过现场张拉试验确定。张拉时，预紧之后的每一级稳压5min，最后一级稳压10min锁定。每一级张拉均需要量测钢绞线的伸长值，做好现场记录。(5)当采用应力控制方法张拉时，应实测并现场校核钢绞线的伸长值。如实际伸长值大于理论计算伸长值的10或小于理论计算伸长值的5，应暂停张拉，查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。(6)钢绞线伸长值按下列公式计算：DL(NP×L)/(AP×ES)式中：DL钢绞线伸长值(mm)NP钢绞线的平均张拉力(kN)L锚索的自由段(张拉段)长度(mm)AP钢绞线的截面面积(mm2)ES钢绞线的弹性模量(kN/mm2)(7)采用单根预紧、整束张拉的施工工艺，限位张拉方法工序如下：(安装测力计)®安装工作锚板、装入夹片®安装限位板®装上千斤顶®安装工具锚®分级张拉®超张拉®千斤顶回缸、夹片锚固®卸下千斤顶(8)采用整束张拉方法时，张拉前必须通过预紧，将每根钢绞线张拉至同一初始吨位，使每根钢绞线受力均匀。3.5.3 补偿张拉按设计要求，在张拉锁定后的48h内，若锚索应力下降到设计值以下时应进行补偿张拉；对于群锚工程，应避免锚索张拉时，使临近已锁定锚索产生应力松弛，若临近锚索产生应力松弛的幅度超过设计张拉力的10%时，应进行补偿张拉。内锚锚索的补偿张拉应在张拉段回填灌浆之前进行，对穿锚索的补偿张拉在锚具外露钢绞线切割前进行3.6.封孔回填灌浆和端部封堵保护(1)对于对穿无粘结预应力锚索，在两个外锚固端垫座施工完成、锚索张拉完成后进行回填灌浆。(2)对于有粘结内锚锚索，先进行内锚固段的锚固灌浆，在锚索张拉完成后进行张拉段的回填灌浆。(3) 封孔回填灌浆在补偿张拉工作结束后28天进行，封孔回填灌浆前应由监理人检查确认锚索应力已达到稳定的设计值。(4)封孔回填灌浆材料与锚固段灌浆的材料相同。(5)封孔回填灌浆应尽量采用锚束中的灌浆管从锚具系统中的灌浆孔施灌，灌浆管应伸至锚固端顶面，灌浆必须自下而上连续进行，压力不小于施工图纸的要求。(6)灌浆完成后，锚具外的钢绞束除留存150mm外，其余部分应切除。(7)外锚具或钢绞线端头，应按施工图纸要求用混凝土封闭保护，混凝土保护的厚度应不小于10cm。4.检查验收4.1.工序验收(1)预应力锚索安装入孔前，每根锚索制作质量的检查；(2)灌浆前，抽样检验浆液试验成果和对现场灌浆工艺进行逐项检查；(3)预应力锚索张拉工作结束后，对锚索的张拉应力和补偿张拉的效果进行检查。(4)预应力锚索技术含量高、施工工艺复杂，隐蔽工程竣工后难以检查，因此必须建立以岗位责任制为主的各项规章制度，每道工序设质检验收人员，认真做好各工序的检查与验收工作。(5)发生质量事故，施工单位应及时提出事故报告，并与有关单位共同拟订处理措施。(6)上述的每项质量检验和检查均应由承包人作出记录，并经监理人签认合格后，才能进行后续工序的施工。4.2材料及单元工程质量验收(1)所有材料均需按水工预应力锚固施工规范及国标GB5224的要求进行验收。单元工程完工后需经有关方面验收签证。(2)每批钢丝和钢绞线到货后的材质检验；(3)预应力锚索安装前，每个锚索孔钻孔规格的检测和清孔质量的检查；(4)各个阶段验收发现的问题，应及时处理并达到设计要求。(5)施工单位需提交质量事故处理结果及重大事故专题报告。竣工验收时要提交工程竣工图表及竣工报告。4.3 验收试验和抽样检查(1) 预应力锚索验收试验：预应力锚索施工中，应按施工图纸和监理人指示随机抽样进行验收试验，抽样数量不应少于三束，对高边墙预应力锚索验收试验必须在张拉后及时进行。(2) 完工抽样检查：完工抽样检查的合格标准，应以应力控制为准，实测值不得大于施工图纸规定值的5，并不得小于规定值的3。当验收试验与完工抽样检查合并进行时，其试验数量应为锚索总数量的5。当完工抽样检查的锚索中有一束不合格时，应加倍扩检，扩检不合格的，按监理人的指示进行处理。4.4 完工验收预应力锚索工程全部结束后，按本总承包合同通用合同条款第52条的规定向监理人申请完工验收，并按合同规定提交完工验收资料。承包人应将包括本条各项质量检查记录、试验成果以及预应力锚索验收试验记录和抽样检查记录在内的验收资料提交监理人审查后作为预应力锚索工程的完工验收资料。5.施工进度安排5.1 单根锚索的的施工周期以28.5m孔深的岩锚对穿锚为例，每根施工周期如下：钻孔(1天) ®固结灌浆、扫孔（3天，包括等强度）®下索、垫座施工(包括等混凝土、水泥砂浆龄期，7天) ®张拉(0.5天) ®灌浆、外锚固端封堵(1天)。以20m孔深的岩锚内锚锚索为例，每根施工周期如下：钻孔(1天) ®固结灌浆、扫孔（3天，包括等强度）®下索、锚固灌浆、垫座施工(包括等混凝土、砂浆龄期，7天) ®张拉(0.5天) ®张拉段灌浆、外锚固端封堵(1天)。总共约需13天时间。如遇地质条件复杂，围岩较差，出现漏风塌孔卡钻等孔内事故，则钻孔时间会相应增加，单根锚索的施工周期也会相应加长。5.2 锚索施工进度计划每一层锚索施工安排按土建施工进度确定，本方案中仅给出每一层锚索钻孔所需的时间。第一层：厂房中导洞对穿锚索118根，钻孔总孔深约3400m。钻孔、张拉、灌浆均在锚洞内施工，钻孔时间约40天；厂房两侧耳内锚锚索约230根，钻孔总孔深约4600m。钻孔、张拉、灌浆均在厂房内施工，钻孔时间约110天；第二层：内锚和对穿锚索总量约160根（其中对穿锚索80根），总孔深约3200m。钻孔、张拉、灌浆均在厂房内或排水洞内施工，钻孔时间约40天；第三层：内锚和对穿锚索总量约160根（其中对穿锚索80根），总孔深约3200m。钻孔、张拉、灌浆均在厂房内或排水洞内施工，钻孔时间约50天；第四层：内锚锚索总量约160根，总孔深约3200m。钻孔、张拉、灌浆均在厂房内施工，钻孔时间约50天；第五层：内锚锚索总量约120根，总孔深约2400m。钻孔、张拉、灌浆均在厂房内施工，钻孔时间约45天；第六层：内锚锚索总量约70根，总孔深约1400m。钻孔、张拉、灌浆均在厂房内施工，钻孔时间约40天；主变室顶拱内锚锚索109根，总孔深约1650m。钻孔、张拉、灌浆均在主变室内施工，钻孔时间约120天（具体按主变室顶拱开挖时间确定）。6.主要材料使用量本工程所用的主要材料为钢绞线、水泥、外加剂、锚具，完成本工程使用的主要材料见表5。表5 主要材料使用量材料名称规格与型号单 位数 量备 注钢铰线1860级t314水 泥Po4.25#t2200减水剂t12.3膨胀剂t99钢筋、钢材钢筋、钢板和钢管t200灌浆管1吋m43000锚 具12孔，10孔套275，7927.施工设备使用计划预应力锚固工程使用的主要设备包括钻孔、制浆灌浆和张拉设备，根据本工程的实际情况，选用了以下几种施工设备，详见表6。表6 施工设备一览表设备名称规格型号单位数 量备 注钻孔设备锚杆钻机MGJ50台4重庆探矿机械厂或相近型号空压机VHP700台3上海英格索兰或相近型号手风钻YT28台4灌浆设备搅拌机350L台2拌混凝土和水泥浆用灌浆泵BW250台2张拉设备千斤顶YCW250台2千斤顶YDC240Q台2高压油泵ZB4-500台4其它设备切割机台3手拉倒链台4电焊机交流30kVA台28.施工组织机构和人员安排按工程规模和施工进度要求、工程难易程度组织施工。锚索造孔每台机组每班配34人，其中1人为机长；编索要有技术人员检查指导；锚固灌浆每台设备一般配56人，技术工人2人，有技术人员控制浆液配比。每套张拉设备配23人，1人为张拉班长，持证上岗。各工种施工人员见下表。表7 预应力锚索劳动力需要表序 号工 种数 量1测量放线32电焊工33电 工24钢筋工45模板工26混凝土工37钻 工128空压机工69灌浆工610张拉工311普 工15施工前要建立健全组织机构，按下列机构进行设置：锚索队长副队长、技术负责人材料设备组生产安全组技术质量组钻 孔 班编索安装班灌浆、保护张 拉 班队长：田野，高级工程师副队长、技术负责人：王亚群，高级工程师材料设备组：崔长和，高级技术师技术质量组：张威，助理工程师生产安全组：耿双彪9.质量安全和文明施工9.1.质量保证措施(1)以设计及监理单位下发文件及有关规范、施工组织设计做为工程施工的质量保证措施，每道工序均认真做好记录和工序验收表格的填写。(2)项目经理负责工程质量，建立健全各级岗位责任制，建立了以自检为主的三级检查制度，由施工单位进行初检、复检，监理进行终检。(3)平行流水作业施工中，上一道工序合格验收签证后，进入下一道工序施工。每一施工子项、工序均设质量安全员，严把工程质量关。(4)对钻孔孔斜控制、垫座混凝土浇筑、张拉、灌浆等重要工序，施工之前均对有关人员进行详细的技术交底。(5)从钻机和钻具组合上解决孔斜问题，避免出现超出标准要求的废孔。(6) 灌浆时主要控制材料、水灰比、外加剂的掺量和闭浆时间，保证灌浆效果和质量。(7)在标定有效期内使用张拉设备，严格按张拉分级和稳压时间进行张拉控制，确保了每根锚索的张拉锁定吨位符合设计要求。9.2.安全保证措施(1)遵循“安全第一、预防为主”的原则，对施工人员进行岗前安全培训，使之树立安全施工意识，施工中佩戴安全帽，电焊、灌浆等特殊工种另配专门的安全防护装备；施工现场树立安全作业警示牌，施工人员进入现场和高空作业都佩戴安全帽，并设专人加强巡视；施工单位需持有安全资质证书，建立健全安全施工制度，与施工人员签订安全责任书。(2)搭建的临时工程设施，尤其是高排架，要紧固牢靠，经项目技术负责人检查认可，保证施工安全；供钻孔、下索、张拉用的施工平台，必须经检查牢固可靠后方可使用。(3)设专人管理施工用电和洞内照明用电，保证用电安全。(4)张拉操作需专业人员上岗，张拉时必须按规定的操作程序进行，严禁违章操作；负责张拉的技术人员和操作工人，应严格执行有关技术规范和安全措施，以确保张拉质量及人身和设备安全。(5)张拉时，千斤顶出力的作业区内，严禁人员进入。具有自锚性能的锚具，在预应力筋张拉和锚固过程中以及锚固以后，均不得大力敲打和振动，防止锚固失效和夹片飞出伤人。(6)预应力筋锚固后如因需要必须放松时，需使用专用的放松设备，不得直接将锚具切去。张拉施工期间，经标定的设备不允许随意更换。(7)对有防火要求的施工区及作业车间，必须有专人负责并备有灭火器材，控制火险隐患，防止火灾发生。9.3.文明施工(1)增强环境保护意识，工程开工前，需对进入现场的施工人员进行一次环境保护教育。(2)做到设备整洁、材料堆放整齐，工具、机械专人保管。(3)施工完毕后，现场清理干净，做到人走物清，不留遗患。(4)施工过程中必须遵守国家和地方有关环境保护的法律规定。(5)生产垃圾如泥浆、污水等，需经过集中沉淀后方可排放。(6)对生活垃圾需严加管理，按指定地点堆存，及时清理。