锚索施工专项方案.docx

第一章 工程概况和编制依据
1.1工程概况
1号线、4号线、5号线换乘车站，3条轨道交通线呈“T”字型换乘。1、5号线车站为地下三层15m宽岛式站台车站；车站标准段基坑净宽48.6m，深度为约15米，采用地下二层三柱四跨钢筋混凝土结构；围护结构采用Φ1000@1500mm钻孔灌注桩+内支撑体系，第一层采用钢筋混凝土支撑，第2～4层采用锚索支撑。
1.2 编制依据
在本施工方案的编制过程中，主要以以下几项为依据：
《主体围护结构施工图》
现行国家有关规范、规程和标准：
《水电水利工程预应力锚索施工规范》(DL/T 5083-2004)
《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97；
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99；
预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）
《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-94）

第二章 预应力锚索支护设计要求
1、5号线车站标准段2～4层内支撑体系采用锚索支撑，东西两侧由上而下设置三道预应力锚索，锚索间距1.5米，三层共计282根锚索，具体参数见表2-1。根据设计要求，锚索材料：钢绞线fy=1220N/mm，锚孔灌注水泥砂浆或水泥浆，终凝强度M30。
表2-1 预应力锚索具体结构参数表
东侧
锚索规格
总长度
L（m）
锚固长度La（m）
孔径（mm）
间距（mm）
数量（根）
第二道
3S15.2
27
15
150
1500
94
第三道
4S15.2
29
20
150
1500
94
第四道
3S15.2
22
15
150
1500
94
预应力锚索由锚固段、自由段和紧固头三部分构成，紧固头由钢围檩、钢垫板和锚具组成。

图2-1 锚索安装示意图

第三章 施工部署
3.1 施工准备
根据明挖基坑的工程地质、水文地质情况及施工工期要求，锚索施工采用地质钻孔机，孔径为150mm。
锚索施工结合基坑土方开挖进行，当每层土方开挖至锚索孔位下1.0m高程时，平整开挖场地进行锚索施工。根据地质钻机的特点，钻机的工作面宽度不小于7m。
施工用电采用交流电，功率80kW，施工用水使用自来水。
锚索制作场地设置在基坑西侧平台，利用塔吊吊运进行人工安装。
3.2 资源配置
表3-1 机械设备配置表
序号
名称
型号
数量
1
地质钻机
Mdl-120d1
4
2
注浆泵
BW-150
2
3
液压千斤顶
YDCW1000-200
1

表3-2 人员配置表
序号
职务
人数
序号
职务
人数
1
专业工程师
2
3
作业人员
12
2
钢结构工
12

3.3 工期计划
结合土方开挖进度，锚索施工工期为：2010.11.7～2010.12.31，工期为55天。

第四章 施工工艺
4.1 工艺流程
遵循“分段分层、由上而下、先锚固、后开挖”的原则进行锚索施工及基坑开挖。开挖土方至每道腰梁位置后,进行相应位置锚索钻孔、注浆、安装钢围檩、张拉锚固等施工。
二次灌浆
养 护
张拉锁定
单锚施工结束
钻 孔
锚索安装
一次灌浆
成孔深度检查
测定浆液流动度
取样
锚索质量检查

锚孔定位
锚索加工制作
钻机就位
确定锚索位
置锚固角
机械材料进场及检验
造孔设备检验
钢围檩加工安装

图4-1 预应力锚索施工工艺流程图
4.2 施工方法及主要技术措施
4.2.1 钻孔
采用Mdl-120d1地质钻机，带水下钻，泥浆护壁，钻孔直径为150mm，钻孔深度应超出锚索设计长度0.2米左右，以防沉渣导致孔深不够，做好详细的施工记录。
4.2.2 制作锚索
锚索可以在现场制作也可以预制后运至现场。锚索由第2、4道锚索3股钢铰线组成，第3道锚索4股钢铰线组成。锚索设计长度分别为2道是27米、3道是29米、4道是22米，钢铰线的下料长度应为锚索设计长度，锚头高度、千斤顶长度、锚具厚度，以及张拉余量（取20cm）的总和。用砂轮切割机截断，然后平顺放在作业台架上，在内锚固段范围内每隔1.0～1.5米穿一个对中隔离支架形成锚束，并使钢铰线间有一定间隙，保证压浆时能充填密实，两对中支架之间扎紧固环铁丝一道，使内锚段形成波纹形状，自由段每1.5米扎一道铁丝，形成直线形状，自由段采用除锈、防腐、涂黄油、穿套聚乙烯管，最后在锚索端头套上导向帽，制作完毕后按孔号编号挂标签存放。
4.2.3 安放锚索
孔内再用高压风清孔一次，然后放入锚索，锚索外套上定位片使锚索居中，应防止锚索扭压、弯曲、注浆管应随锚索一同入孔，注浆管头部距孔底5～10厘米，锚索定位止浆环到达孔口时，停止推送，再检查一遍，排气管是否畅通。
4.2.4 锚固段注浆
锚索注浆采用孔底泵送挤压注浆，注浆压力2～4Mpa，砂浆必须用425#水泥，中砂过筛，加早强剂，砂浆搅拌机搅拌均匀，浆液在初凝之前用完，并不得混入杂物，注浆到锚固段注满后即停止.锚固段注浆分两次进行，一次注浆在锚索安装完成后即开始，浆液水灰比0.45，一次注浆后24小时左右进行二次注浆，注浆水灰比1.0。
4.2.5 张拉
锚固段砂浆强度达到20MPa后，可进行初张拉，张拉设备仪表应事先进行标定，张拉前在锚索头部套入垫板和锚具，然后安放张拉千斤顶，轴线与锚索轴线一致，张拉采用整体分级张拉的程序，设计要求预张拉力为设计锚索轴力的75%～90%，本项目分别取设计轴力的30%、50%、85%分三级进行张拉，每次张拉持荷5min，待压力稳定后再进行下一级张拉。当后期应力损失较大时，进行补强张拉。
4.2.6 自由段注浆、封孔
张拉完成后，通过预留注浆管，管口距原砂浆面30厘米，进行封孔注浆，孔中的空气由设在定位止浆环处的排气管排出，要求孔中注满浆液，然后截除多余锚索，外覆8厘米厚的细石砼保护层。
4.3预应力锚索基本试验
4.3.1、试验目的
在工程锚索施工之前或特殊情况下雨工程锚索施工同步进行时，必须先进行锚索基本试验，其主要目的有以下几点：
（1）检验锚索工程的施工工艺和锚索组成部分的综合性能，确定支护工程中锚索的极限承载力和安全系数；
（2）揭示在施工地层条件下影响锚索锚固力的各种影响因素及其影响程度；
（3）校核设计参数，为锚固工程的动态设计提供有关参数，确保锚固工程的安全、经济、合理。
4.3.2、试验方案
（1）试验孔的布置与锚索设计参数
试验孔应尽量布置于锚索工程部位，按照设计要求布设3个锚索基本试验孔，同时避开工程孔位，其位置由业主、监理工程师和设计代表根据普遍性和代表性的原则现场指定，保证试验孔距不小于各试验孔周围土体拢动破坏的影响范围。
（2）试验材料及设备
锚筋体材料采用无粘高强度低松弛预应力钢绞线，强度等级1860级，锚索采用XQM锚固体系，其自锚能力好，性能优良。试验设备选用YCW-150A千斤顶（行程20cm）、YDC240Q千斤顶和ZB4-500型电动油泵，位移测量仪用百分表、直尺及游标卡尺。
（3）试验孔锚索施工
锚索施工严格按预应力锚索施工工艺流程图中的指示施工。
锚孔钻造时，根据钻机性能和锚固底层，严格控制钻进速度，防止钻孔扭曲和变形，造成下锚困难或其他意外事故。钻进达到设计深度后必须将孔清理干净。
锚索放入锚孔前，严格检查锚筋体制作质量，确保锚筋体组装满足设计要求，必须通过现场监理工程师的认可。锚索长度应与锚孔深度相符，锚索入孔倾角和方位应与锚孔倾角和方位严格一致。锚索安装组成后，严禁随意敲击、不得随意悬挂重物。
锚孔灌浆作业采用孔底返浆方式注浆，直至锚孔孔口溢出浆液及排气管停止排气时，方停止注浆。注浆完成后及时制作张拉试验承载墩。
承载墩浇注好后，进行脱模养护，达到设计标号后在进行锚索基本试验。
（4）锚索张拉试验
张拉试验前对锚墩、锚索伸出段进行详细的检查，锚墩上锚斜托必须安装到位，锚垫板与锚索要垂直。各组件安装见下图。

图4-2 锚索张拉试验图
锚索张拉试验采用分级循环加载，加载等级和位移观测时间应符合下表规定。
表4-1 锚索极限抗拔试验的加载等级和观测时间
加
荷
增
量
Asfptk
（%）
初始荷载
—
—
—
10
—
—
—
第一循环
10
—
—
30
—
—
10
第二循环
10
30
—
40
—
30
10
第三循环
10
30
40
50
40
30
10
第四循环
10
30
50
60
50
30
10
第五循环
10
30
60
70
60
30
10
第六循环
10
30
60
80
60
30
10
观测时间（min）
5
5
5
10
5
5
5
注：1 第五循环前加荷速率为100KN/min，第六循环的加荷速率为50KN/min；
2 在每级加荷等级观测时间内，测读位移不应少于3次；
3 在每级加荷等级观测时间内，锚头位移增量小于0.1mm时，可施加下一级荷载，否则应延长观测时间，直至锚头位移增量在2h内小于2.0mm时，方可施加下一级荷载。
（5）试验结果分析
锚索极限抗拔试验出现下列情况之一时，可判定锚索破坏：
后一级荷载产生的锚头位移增量达到或超过前一级荷载产生的位移的增量的2倍；
锚头位移持续增长；
锚索结构破坏。
锚索极限抗拔试验结果按荷载与对应的锚头位移列表整理，并绘制锚索荷载—位移曲线、锚索荷载—弹性位移（P-Se）曲线和锚索荷载—塑性位移（P-Sp）曲线。
锚索极限承载力取破坏荷载的前一级荷载。在最大试验荷载下未发生锚索破坏时，锚索的极限承载力取最大试验荷载。
当每组试验锚索极限承载力的最大差值不大于30%时，取最小值作为锚索的极限承载力；当最大差值大于30%时，应增加试验锚索数量，且按95%保证率计算锚索的极限承载力。
4.4 质量控制要点
锚索孔位放线，各方向允许误差±1厘米。
预留施工平台摆放钻机，用方向架放出锚索方位角，测角仪调整倾角，误差不超过：倾角±1.5°，方位角±1°。
锚索孔径误差±2mm。
锚索制作要确保每一根钢铰线始终排列均匀、平直，不扭不叉锈、油污要除净，对有死弯、机械损伤及锈坑者应剔除。
锚索安放要保证锚索孔壁有不少于1厘米的注浆厚度。
砂浆须严格控制加水量和水灰比，灰砂比允许误差为±0.03。
锚墩制作允许偏差各方向均为±3厘米，先安放好孔口定位钢管，以保证锚墩与锚孔垂直。自由段注浆必须待浆液溢出孔口稳定1～2min后，浆液呈纯度较高的粘稠状，方可停止注浆，24小时后进行二次注浆，确保注浆饱满。
4.5 锚索施工验收
锚索工程验收试验的锚索数量不得少于锚索数量的5%，且不得少于3根。
本工程锚索属于临时性锚索，按规范要求临时性锚索最大试验荷载应取锚索轴向拉力设计值的1.2倍。
验收时分级加载，初始荷载取锚索轴向拉力设计值的0.1倍，分级加载值取锚索轴向拉力设计值的0.5、0.75、1.00和1.20倍。验收试验时，每级荷载均应稳定5～10min，并记录位移增量。最后一级试验荷载应维持10min。如在1～10min内锚头位移超过1.0mm，则该级荷载再维持50min，并在15、20、25、30、45和50min时记录锚头位移增量。加载至最大试验荷载并观测10min，待稳定后即卸载至0.1Nt，然后加荷至锁定荷载锁定。绘制荷载—位移（P-S）曲线。
当符合下列要求时，可判定验收合格：
1、拉力型锚索在最大试验荷载下所测得的弹性位移量，应超过该荷载下锚索体自由段长度理论弹性伸长量的80%，且小于锚索体自由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长量；
2、在最后一级荷载作用下1～10min锚索蠕变量不大于1.0mm，如超过，则6～60min内锚索蠕变量不大于2.0mm。
4.6 锚索试验与监测
4.6.1 试验
根据设计及规范要求，对预应力锚索进行受力性能试验检测；试验按要求随机抽样进行，其抽检率为5%且不得少于3根。锚索施工完毕后联系检测单位进场进行试验检测。
4.6.2 监测
预应力锚索支护的监测项目是锚索轴力，检测器材采用MSJ-3振弦式锚索计，按设计要求在锚索的端部埋设。埋设及安装时保护后器材的传感器，防止接头线损断。检测警界值为设计值的80%，检测频率为土方开挖每天一次，主体结构施工时每三天一次。施工期间原位监测工作与锚索张拉同步进行，及时进行轴力监测分析整理资料，迅速反馈信息，指导施工。
4.7常见异常情况处理
（1）锚索进浆管堵塞。对进浆管已堵塞的锚索采取补设回浆管、利用原回浆管灌浆、提高灌浆压力等方式处理。
（2）锚索张拉段灌浆情况异常。在灌浆过程经常遇到裂隙漏浆、堵管等异常情况，可采取封堵裂隙、延长灌浆时间等方式处理。
（3）锚孔围岩灌浆，一般只施灌一次。多次简单地重复施灌，往往延误工期，造成浪费，效益也提高不多。如遇一次施灌效果不能满足设计要求时，可采用提高水泥细度，改善浆液可灌性，或改用化学灌浆。
（4）当锚孔围岩灌浆遇地质条件差而发生严重串孔时，将形成大面积承受灌浆压力的危险局面，对抗滑、抗倾覆稳定极其不利，故灌浆应优先采用单孔单灌，即灌完一个孔再钻相邻孔。
（5）锚孔围岩灌浆后，还须扫孔，恢复锚索孔道的正常作用。扫孔时间的选择，首先应考虑不损坏缝内充填的水泥结石，其次是易于扫孔作业。浆液龄期太长，强度增高后，将增加扫孔工时，增加造价。具体扫孔时间，可通过试验选定，一般以1～3天为宜。扫孔后的钻孔应冲洗干净，孔内不得残留废渣，扫孔深度和锚索长度仍按原设计施工。

第五章 质量保证措施
5.1质量管理体系
（1）我部建立现场质量管理小组，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。
质量管理小组：
组长：XX
副组长：XX
组员：XX
　　（2）管理人员熟悉设计文件，掌握设计及规范要求，对锚索施工过程中进行全面控制，对关键工序严格检查复检。
5.2施工质量控制要点
（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》（SL62-94）要求进行。
　　（4）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；
　　（5）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；
　　（6）按锚索总数的5%随机进行抽样验收试验，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%。
5.3工序质量控制
5.3.1 造孔
（1）用红油漆在现场施工部位标明锚索开孔位置，根据设计及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。当孔位受地下管线或地形条件限制无法施工时，须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。
5.3.2 锚索制作
（1）锚索索体在专用的施工场地进行制作，每批钢绞线进场后，按规范要求抽检试验。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。
　　（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）锚索制作完成后要编号，分类存放在专用场地并加以保护。
5.3.3 注浆
（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。
　　（2）锚索入孔前重新对钻孔进行检查，对孔内集渣清理干净。锚索安装完毕后，在监理工程师验收合格后方可注浆。
（3）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。

第六章 安全环保措施
6.1 安全措施
为了确保施工的安全，施工时应遵守下列规定：
①施工中根据现场情况和锚索施工的特点，制定相应的安全防护措施。各种机械设备的操作人员均使用熟练工人操作，由现场带班统一指挥。
②现场电器设备和电路应由专人负责并经常检查，做好漏电保护。
③张拉过程中安排安全检查人员跟班监督现场安全防护工作。锚索施工区域设置明显安全标志和警示牌，闲杂人员禁止进入施工区域。
④张拉时千斤顶端部应设置木质安全挡板，挡板厚度不小于5cm。油泵等放置在千斤顶侧面，千斤顶作用线后方区域内严禁站人。张拉时，不得碰撞千斤顶。
⑤张拉所用锚具、夹片必须检验合格，所有张拉设备必须有检验证明，保证具有安全可靠的使用性能。
⑥油泵运行中和液压系统带压状态，严禁拆卸压力表与管路系统。油泵运行过程中，严禁操作工离岗，需要离岗时必须停止油泵运行，并切断油路。
⑦张拉作业过程中发生异响或发现锚索断丝、夹片滑移或碎裂时，必须停止张拉，查明原因，及时处理。
6.2 环保措施
钻孔作业区的粉尘浓度不应大于10mg/m3
钻孔及灌注作业人员，应采取必要的个人防护措施。
灌浆剩余砂浆不得随意丢弃，集中处理。
④废水不得随意排放,应排入工地已做好的三级沉锭池内。
⑤施工完毕后，进行场地清理，清除垃圾。