1、浅谈高边坡预应力锚索施工技术【摘要】高边坡预应力锚索施工技术安全有效，施工质量优良，进度快，有效地对高边坡进行了防护。 【关键词】预应力锚索 应对措施 锚索安装与注浆 张拉与检测 一、概述 呼图壁石门水电站工程位于新疆维吾尔族自治区呼图壁县南侧，距呼图壁县县城公路里程 81km，距昌吉市公路里程 113km，距乌鲁木齐市公路里程 151km。水电站泄洪冲沙洞兼作施工期导流隧洞，隧洞轴线方位N18.25E，长 614m，坡降 i=4.61%，隧洞出口底板高程 E1130m，出口岩质为粉砂质泥岩及石英砂岩、泥质粉砂岩等，地质构造以裂发育为主，岩体基本为 90 度垂直坡度，高度 70 余 m。根据设
2、计要求在洞顶5m16.5m 以上边坡布置 2000KN 级预应力锚索，共有 30 束锚索，长度分别为 28m 和 36m，其中 Q 型锚索（28m 长度）共有 16 束，S 型锚索（36m长度）共有 14 束，布置在 EL1150 m、EL1154.5m、EL1158m、EL1161.5m高程。 二、工程的特点及难点 由于地形条件限制，出口没有直接进入现场的道路，所有设备、材料、人员只能通过导流洞进入，目前导流洞正在进行混凝土施工，下游施工道路中断，所有施工机具、材料、设备只能人工转运，设备转运难度大，施工干扰大；出口地势险要，施工可利用面积为 10m*25m，且毗邻河道，施工安全风险高；锚索
3、施工在高排架上施工危险性大。 三、施工应对措施 施工程序：施工前派专业除险人员到施工部位顶部山体，对可能危急施工人员及机具安全的松散石块、草皮、杂物等进行清除，防止不必要的危害出现；将施工所需物件由导流洞人工运至施工现场，利用洞内已经浇筑完成的施工部位作为临时加工厂，加工锚索；出口用钢管搭设脚手架，架设钻机造孔，为锚索施工准备。 施工方法：锚索制作在加工厂完成，为防止钢绞线端头破损，采用砂轮机切割下料，其切割下料长度等于有效钻孔深度与张拉机具所需预留长度之和。使用钢刷去除钢绞线表面浮锈，自由段根据监理工程师指示刷涂防锈油漆或油脂。将除、防锈处理过的钢绞线按不同孔深分组摆直，内锚固段每隔 2m
4、设置一隔离板，中间用无锌铅丝捆扎，每根钢绞线呈波纹状，整个内锚固段呈一串枣核状。自由段每隔 12m 安装一隔离架或内芯管，使每根钢绞线保持顺直。在索的中心布置 20mmPVC 注浆管。在索的端头套上导向帽。 钻孔在搭建好的施工平台上进行，钻孔孔位按设计要求或监理工程师指定的位置进行钻孔，确保开孔偏差不大于 10cm。采用钻神 ZSY-60 全液压锚固钻机配金刚石钻头进行回转钻进。钻孔孔径满足设计要求，设计要求钻孔直径 165mm，终孔孔径不小于设计孔径的 10mm。钻孔孔深满足设计要求，若发现孔深虽已达到预定深度，但仍未穿透破碎带或断层等软弱岩层时，则延长孔深，直至监理工程师认可为止。确保孔位
5、、孔斜正确，固机平稳。施工过程中，及时检测孔斜，保证孔斜误差不大于 2%，并视钻孔需要，合理采取纠偏措施。钻孔过程中，严格遵守操作规程，密切注意孔内情况，如进尺快慢、回水颜色、是否塌孔、掉块等，发现异常情况及时处理，并详细认真做好现场施工记录。钻孔采取岩芯或进行孔内电视录像，并做好相应记录。钻孔完毕，采用风、水联合冲洗钻孔，直至孔内岩屑清洗干净为止。满足孔深、孔斜、洗孔要求后，孔口加盖保护。为保证钻孔、锚索安装的顺利进行，当钻孔过程中出现塌孔、掉块及渗水量大等情况时，则立即停钻，根据监理工程师指示进行固壁灌浆处理。 锚索安装与注浆，在每层锚锁平台安装一个固定阀，采用卷扬机及人工结合将锚索安装，
6、锚索安装前，首先检查索体、隔离架、隔离板、导向帽是否牢靠，注浆管是否畅通，然后采用人工与机械卷扬相结合的方法安装锚索，保持各钢绞线顺直，不能出现扭结现象。锚固段注浆在锚索安放后施工。注浆前精确测量搅拌桶、管路及钻孔尺寸，并计算其单位长度注浆量，定量注入，第一次注浆直到孔口有浆液流出，用水泥袋将孔口封闭，等 2 个小时后进行二次注浆。二次注浆时，先用高压将二次注浆孔眼挤裂，使得水泥浆从 pvc 管的孔眼向原水泥浆体高压渗透，已达到密实的效果，之前一次注浆时在孔上方形成的浮水也会被高压水泥浆从孔口排出，使得原浆液更加饱满。二次注浆工艺中，一次注浆压力 0.5-0.8Mpa，二次注浆压力为 2.5M
7、Pa。注浆材料及水灰比按设计图纸指示执行。 张拉与检测，注浆强度达到 80%以上后进行张拉，张拉前，对张拉系统进行“油压值张拉力”的率定，作出油压力与张拉力的关系曲线，以供张拉时使用。安装锚具及空心千斤顶，连接液压系统，仔细检查各系统的运行情况，确保无误后开始进行张拉。先采用 YCD-20 型千斤顶预紧各单根钢绞线，预紧应力为设计张拉控制应力的 10%-15%。然后用YCW300B 型千斤顶及高压油泵完成张拉工作。a.试验锚索：根据设计对Q1-2、S2-2、Q3-2、S4-2 4 束锚索进行试验束的张拉，在进行锚索试验时，认真记录压力传感器的读数、千斤顶的读数以及试验束在不同张拉吨位时的伸长值
8、。记录成果及时报送监理工程师。b.非试验锚索：采用以下步骤进行张拉。用千斤顶逐根加压到 20KN 的预紧荷载，单根预紧分两次进行，以消除锚索的松弛。从 20KN 荷载开始，整体张拉分五级逐渐增大张拉力，直到锚索设计荷载的 1.051.15 倍，即第一级张拉力为 500KN，第二级张拉力为 1000KN，第三级张拉力为 1500KN， 第四级张拉力为 2000KN，第五级张拉力为 2200KN，到达各级张拉力时，均应持荷5min。当达到第五级张拉力持荷稳压 10min 后锁定。锁定后的 48h 内，若锚索应力下降到设计值以下时，则进行补偿张拉。c.张拉时以控制张拉荷载为主，并及时测量各级拉力作用
9、下锚索的变形值，若发现测量值与理论计算值大于 10%或小于 5%时，则停止张拉，分析原因，采取措施予以调整后，方可继续张拉。监测，选取有代表性的 4 束锚索（即 Q1-2、S2-2、Q3-2、S4-2）安装测力传感器，以监测张拉及锁定卸荷后锚索预应力的变化，以指导、检测现场张拉施工。自由段回填，锚索张拉完毕锁定后或锚索补偿张拉工作结束，根据设计要求或监理工程师指示，对自由段进行水泥回填灌浆，直至全孔密实，回填灌浆压力应不小于0.8MPa。外锚头防护，砂轮机割除外锚头的多余钢绞线，按设计要求，采用混凝土对外锚具及钢绞线进行永久性防护，其混凝土保护层厚度不小于 10cm。 混凝土锚固梁施工，混凝土锚固梁的钢筋在钢筋加工场制作，自卸汽车运至洞口，人工转运至工作面；人工现场安装；模板采用组合钢模板，利用坡面插筋和造孔脚手架进行模板安装固定；混凝土采用拌和站集中拌制，人工配合卷扬机转运、吊装入仓；混凝土中预留锚索孔道，采用直径 200mm 的无缝钢管进行预埋，其位置和倾角满足图纸要求。
