6、高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索框架支護(hù)施工工藝工法剖析

1、 高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索框架支護(hù)施工工藝工法QB/ZTYJGYGF-LJLM-0406-2011第三工程公司劉旭1前言1.1工藝概況預(yù)應(yīng)力錨索加固邊坡技術(shù)于20世紀(jì)60年代首先在我國(guó)水電行業(yè)開(kāi)始應(yīng)用，80年代末在我國(guó)鐵路、公路工程中引進(jìn)。隨著工程建設(shè)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)也得到長(zhǎng)足的發(fā)展。1.2工藝原理預(yù)應(yīng)力錨索防護(hù)是利用一定強(qiáng)度的水泥砂漿在有效深度的錨孔底端與周邊巖石形成具一定強(qiáng)度的錨固體，而后在錨索的預(yù)應(yīng)力作用下，將不穩(wěn)定的山體部分穩(wěn)固地與穩(wěn)定山體組成整體，確保邊坡的穩(wěn)定，不使構(gòu)造裂隙進(jìn)一步發(fā)展，從而達(dá)到防護(hù)目的。預(yù)應(yīng)力錨索，一方面可直接在滑面上產(chǎn)生抗滑阻力，另一方面通過(guò)增大滑面上的正應(yīng)力來(lái)增大

2、抗滑摩擦阻力，從而提高邊坡巖土的整體性和穩(wěn)定性。2工藝特點(diǎn)2.1加固效果明顯，施工工期短；2.2施工技術(shù)難度較大，受季節(jié)性施工影響??；2.3使用通用的機(jī)械設(shè)備，節(jié)約工程成本；2.4受季節(jié)性施工影響小，可操作性強(qiáng)，勞動(dòng)強(qiáng)度低。3適用范圍適用于鐵路、公路中、深層土石混合滑坡、土滑坡、巖石滑坡的防治工程。4主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、高速鐵路路基工程施工技術(shù)指南鐵建設(shè)【2010】241號(hào)2、高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)TB107513、鐵路路基施工規(guī)范TB102024、鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)TB104145、公路路基施工技術(shù)規(guī)范JTGF106、公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)JTGF80/15施工方法搭設(shè)腳手

3、架，人工清理坡面，技術(shù)人員按照設(shè)計(jì)要求測(cè)放錨索孔位；鉆機(jī)鉆孔，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后安裝錨索，采用灌漿機(jī)進(jìn)行第一次注漿，一次注漿為錨固段常壓注漿，注漿壓力為0.20.3Mpa，注漿自孔底開(kāi)始，自下而上進(jìn)行，排除孔內(nèi)積水和空氣，一次注漿達(dá)孔口返漿后立即用1:1水泥砂漿封堵，深度約為0.5m；二次注漿為自由段加壓注漿，在張拉結(jié)束后進(jìn)行；然后施工框架及地梁，待自由段漿體及框架強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以上時(shí)，二次張拉錨索施加預(yù)應(yīng)力至設(shè)計(jì)應(yīng)力，檢測(cè)驗(yàn)收錨索并封錨。6、工藝流程及操作要點(diǎn)6.1工藝流程（見(jiàn)圖1）圖1預(yù)應(yīng)力錨索框架梁施工工藝框6.2操作要點(diǎn)6.2.1施工準(zhǔn)備1預(yù)應(yīng)力錨索施工前應(yīng)做好施工組織設(shè)計(jì)，明確

4、施工方法、施工工藝、工序流程、人員組織和施工設(shè)備、材料、試驗(yàn)、監(jiān)測(cè)安排及安全、質(zhì)量管理。申請(qǐng)單項(xiàng)工程開(kāi)工，開(kāi)工條件包括開(kāi)工報(bào)告、錨筋材料試驗(yàn)、漿體材料試驗(yàn)、配合比試驗(yàn)、相關(guān)機(jī)械設(shè)備等，并應(yīng)注意張拉設(shè)備及有關(guān)機(jī)具是否經(jīng)過(guò)標(biāo)定。2做好施工場(chǎng)地的排水工作，材料、機(jī)械的防雨、防水工作，保證水、電暢通。將預(yù)應(yīng)力的鉆孔設(shè)備、注漿設(shè)備、張拉設(shè)備調(diào)至工作面附近，待坡面整修工作面完成后，馬上吊運(yùn)至工作面。3按設(shè)計(jì)要求先進(jìn)行錨索基本試驗(yàn)，即抗拉拔破壞性試驗(yàn)。4為方便鉆機(jī)作業(yè)，需在邊坡上搭設(shè)腳手架平臺(tái)，采用符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的cp48mmX35mm鋼管作支架，用扣件聯(lián)接，平臺(tái)寬度為5m，作業(yè)平臺(tái)上滿(mǎn)鋪建筑模板，模板與腳手

5、架用鐵絲綁扎牢固。5按設(shè)計(jì)要求，將錨孔位置準(zhǔn)確測(cè)放在坡面上，孔位誤差不得超過(guò)50mm。6.2.2鉆孔鉆孔應(yīng)采用干鉆。鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)對(duì)每個(gè)孔的鉆進(jìn)狀態(tài)（鉆壓、鉆速）、地層變化、地下水出露等情況作好現(xiàn)場(chǎng)施工記錄。鉆孔孔徑、孔深不得小于設(shè)計(jì)值。為確保錨孔直徑，要求實(shí)際使用鉆頭直徑不得小于設(shè)計(jì)孔徑。為確保錨孔深度，要求實(shí)際鉆孔深度大于設(shè)計(jì)深度0.2m以上。鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，不能立即停鉆，要求穩(wěn)鉆12分鐘，防止孔底尖滅、達(dá)不到設(shè)計(jì)孔徑。在鉆孔完成后，使用高壓空氣（風(fēng)壓0.20.4MPa）將孔內(nèi)巖粉及水體全部清除出孔外，以免降低水泥砂漿與孔壁巖土體的粘結(jié)強(qiáng)度。若遇錨孔中有承壓水流出，待水壓、水量變小后方可

6、下安錨索與注漿，必要時(shí)在周?chē)m當(dāng)部位設(shè)置排水孔處理。如果設(shè)計(jì)要求處理錨孔內(nèi)部積聚水體，一般采用灌漿封堵二次鉆進(jìn)等方法處理。孔徑、孔深檢查一般采用設(shè)計(jì)孔徑、鉆頭和標(biāo)準(zhǔn)鉆桿在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理旁站的條件下驗(yàn)孔，要求驗(yàn)孔過(guò)程中鉆頭平順推進(jìn)，不產(chǎn)生沖擊或抖動(dòng)，鉆具驗(yàn)送長(zhǎng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)錨孔深度，退鉆要求順暢，用高壓風(fēng)吹驗(yàn)不存明顯飛濺塵碴及水體現(xiàn)象。同時(shí)要求復(fù)查錨孔孔位、傾角和方位，全部錨孔施工分項(xiàng)工作合格后，即可認(rèn)為錨孔鉆造檢驗(yàn)合格。6.2.3錨索制作錨索制作工藝流程：編束通知單f下料、清洗f安裝承載體f擠壓P錨一編束f安裝支撐環(huán)f安裝注漿管f驗(yàn)收f(shuō)庫(kù)存。預(yù)應(yīng).勺錨痢結(jié)荷國(guó)OD-0導(dǎo)向帽丸樣圖jFFL中門(mén)圖2預(yù)應(yīng)力錨

7、索結(jié)構(gòu)圖在預(yù)先平整好的下料場(chǎng)地上按下料長(zhǎng)度進(jìn)行下料，每根絞線(xiàn)長(zhǎng)度誤差控制在10cm左右。下料要求用砂輪切割機(jī)切割好以后，鋼絞線(xiàn)全段除銹除污垢后，將每束錨索平順地放在制作平臺(tái)上，用鋼卷尺量出錨固段和自由段，分別作出標(biāo)記，在自由段涂抹黃油，作防腐處理后再外套PVC管（如采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn),則在一端錨固長(zhǎng)度內(nèi)剝除PE層，對(duì)剝除部分鋼絞線(xiàn)除污洗凈）。按要求設(shè)置承載體、隔離環(huán)，隔離環(huán)每2m放1個(gè)，用GYJ60A型擠壓機(jī)對(duì)剝除部分?jǐn)D壓上P錨。索體要求綁扎牢固，鋼絞線(xiàn)應(yīng)平行順直。對(duì)不同位置處的承載體相應(yīng)的絞線(xiàn)外露端做出臨時(shí)和永久性標(biāo)記。灌漿管綁扎在錨索體上，灌漿管頭部距錨索體端部510cm，灌漿管使用前

8、，要檢查有無(wú)破裂、堵賽。綁扎好的錨索頂部要安裝導(dǎo)向帽，以方便穿索。錨索制好后應(yīng)將承載體、P錨外部涂上防腐油漆。檢查合格后的錨索標(biāo)識(shí)好以后分區(qū)存放，同時(shí)做好防雨、防曬工作。6.2.4錨索安裝安索前，要核對(duì)錨索編號(hào)是否與孔號(hào)一致，確認(rèn)無(wú)誤后，用人工將錨索平順穿入錨孔，當(dāng)外露部分滿(mǎn)足工作長(zhǎng)度時(shí)即到位，停止穿索。錨索往孔內(nèi)穿時(shí)，索體必須平順，不得扭絞，同時(shí)應(yīng)避免損傷PE（或PVC）管及支撐環(huán)脫落。6.2.5注漿漿液要攪拌均勻，隨絞隨用，并在初凝前用完。嚴(yán)防石塊等雜物混入漿液。注漿材料為純水泥漿，水泥選用普通硅酸鹽425#，水灰比為0.380.48,外加10%復(fù)合膨脹劑和0.6%的高效早強(qiáng)減水劑。漿體強(qiáng)

9、度不小于30MPa，注漿壓力不小于0.3MPa。邊注漿邊緩慢抽拔注漿管，保證注漿管口處于漿液面一下。并保證漿體密實(shí)、飽和，達(dá)到設(shè)計(jì)漿體強(qiáng)度。待孔口溢出清晰的漿體即可停止注漿。注漿過(guò)程中要做好相關(guān)記錄，并做好試驗(yàn)塊。6.2.6砼框架梁施工把框架梁位置坡面清理干凈，人工綁扎鋼筋后支牢模板，并在錨索位置套上（P80mmPVC管;采用分段澆筑砼，澆筑時(shí)振搗要均勻、密實(shí)，保證澆筑質(zhì)量?？蚣芰夯炷翝仓?，應(yīng)先清除孔口周?chē)敖ɑ嫔系乃槭澳嗤?，然后綁扎鋼筋、立模，并同時(shí)安裝定向筋、定位管及固定錨墊板。00圖3預(yù)應(yīng)力錨索框架梁正視圖6.2.7錨索的張拉錨索張拉鎖定采用間隔施工，即每間隔12根錨索進(jìn)行循環(huán)張

10、拉鎖定。張拉分4級(jí)2次進(jìn)行，即按設(shè)計(jì)值的10%、20%、50%、100%進(jìn)行張拉，每級(jí)張拉觀測(cè)穩(wěn)定時(shí)間為510min，其中前3級(jí)為一次張拉，一次張拉完畢5天后進(jìn)行二次張拉，二次張拉至100%時(shí)，觀測(cè)穩(wěn)定10min后，回油至50%觀測(cè)10min穩(wěn)定后鎖定。張拉千斤頂?shù)妮S線(xiàn)必須與錨索軸線(xiàn)一致，錨環(huán)、夾片和錨索體張拉部分不得有泥砂、銹蝕層或其它污物。張拉結(jié)束后，將錨板外的鋼絞線(xiàn)處理好，不能松散，以備再進(jìn)行張拉。為防止外錨頭的長(zhǎng)期暴露，每次結(jié)束后應(yīng)作相應(yīng)的防護(hù)。每級(jí)張拉的穩(wěn)定時(shí)間必須保證，預(yù)應(yīng)力張拉采用“雙控法”控制，以張拉油壓為主，伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核。當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，必須停止作業(yè)進(jìn)行檢查，查明原因后方

11、可繼續(xù)進(jìn)行作業(yè)。6.2.8張拉鎖定、封錨預(yù)應(yīng)力張拉完成后，用手提砂輪機(jī)切除多余鋼絞線(xiàn)，外留長(zhǎng)度5cm。填充好油脂后對(duì)錨頭采用不低于20MPa的混凝土進(jìn)行封錨，防止銹蝕和兼顧美觀。7勞動(dòng)力組織（見(jiàn)表1）表1勞動(dòng)力組織安排表序號(hào)項(xiàng)目工種人數(shù)備注序號(hào)項(xiàng)目工種人數(shù)備注1框架梁工程現(xiàn)場(chǎng)指揮114鉆孔電工12技術(shù)兼質(zhì)檢115架子工63申工116空壓機(jī)司機(jī)24振搗工417普工25試驗(yàn)員118電焊工16電焊工319錨索注漿現(xiàn)場(chǎng)指揮17鋼筋工820技術(shù)兼質(zhì)檢18修理工121電工19架子模板工1022試驗(yàn)員110普工223電焊工111鉆孔現(xiàn)場(chǎng)指揮124制索、安索1012技術(shù)兼質(zhì)檢125注漿413鉆機(jī)司機(jī)826張拉

12、8合計(jì)818主要機(jī)械設(shè)備機(jī)械設(shè)備應(yīng)當(dāng)可移動(dòng)、可裝配、輕型化，能滿(mǎn)足在腳手平臺(tái)上操作，并配備足夠的零配件備用。設(shè)備配備見(jiàn)表2。表2機(jī)械配置表序號(hào)機(jī)具名稱(chēng)規(guī)格單位數(shù)量備注1鉆機(jī)MG-50A臺(tái)22壓風(fēng)機(jī)17m3臺(tái)23注漿泵SNS200/100臺(tái)14灰漿攪拌機(jī)臺(tái)25油泵ZB4/500臺(tái)4帶S閥6千斤頂YCW250B臺(tái)17千分表只28擠壓機(jī)GYJ60A臺(tái)19砂輪切割機(jī)臺(tái)110手提砂輪機(jī)切割機(jī)臺(tái)311單根測(cè)力傳感器臺(tái)612精密液壓油壓表塊109易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題及保證措施9.1易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題9.1.1因鉆機(jī)固定不牢而導(dǎo)致孔位出現(xiàn)偏差，角度不達(dá)標(biāo)。9.1.2預(yù)應(yīng)力損失超標(biāo)。9.2保證措施9.2.1腳手架上安

13、裝鉆機(jī)專(zhuān)用鋼管，擺放鉆機(jī)，用方向架放出錨索方位角，測(cè)角儀調(diào)整傾角，誤差不超過(guò)：傾角土0.5，方位角土1。9.2.2施工中應(yīng)特別注意控制鉆孔孔軸線(xiàn)傾角及孔軸線(xiàn)方位的誤差，以保證錨索的張拉質(zhì)量。對(duì)破碎層較嚴(yán)重孔位采用先注漿凝固破碎層再鉆孔的方法能有效解決塌孔問(wèn)題。采用超張拉與補(bǔ)償張拉的方法可減少預(yù)應(yīng)力的損失，保證錨固時(shí)的有效預(yù)應(yīng)力。10安全措施101主要安全風(fēng)險(xiǎn)分析10.1.1咼空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。10.1.2預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)人員風(fēng)險(xiǎn)。10.2保證措施10.2.1邊坡加固工程鉆孔通常在腳手架上作業(yè)，為確保腳架絕對(duì)安全穩(wěn)定，采用雙排方式，間距1.21.3m，重力集中處增設(shè)剪刀撐，并設(shè)置短錨樁，將腳手架錨固在巖壁

14、上，扣件須專(zhuān)人復(fù)核擰緊，設(shè)置安全防護(hù)設(shè)施。10.2.2張拉機(jī)具各部件尤其是高壓油管連接點(diǎn)應(yīng)牢靠，以避免突然斷裂噴出傷人，張拉過(guò)程中千斤頂前不得站人，以防鋼鉸線(xiàn)斷裂錨具飛出傷人。11環(huán)水保措施11.1鉆孔孔口須設(shè)置粉塵收集器，使巖粉不致隨風(fēng)飄散，污染大氣，嚴(yán)格按照國(guó)家環(huán)境保護(hù)有關(guān)規(guī)定施工。11.2施工過(guò)程當(dāng)中降低噪聲和振動(dòng)對(duì)周?chē)用駞^(qū)的影響。11.3注漿剩余漿液收集處理，不得隨意丟棄。12工程實(shí)例12.1工程簡(jiǎn)介中鐵一局滬昆客專(zhuān)長(zhǎng)昆（湖南段）第一項(xiàng)目分部承擔(dān)CKTJ-VIII標(biāo)DK324+220.72DK331+612.2線(xiàn)下工程的施工任務(wù)，全長(zhǎng)7391.48m。其中DK329+355DK329+366.4段長(zhǎng)11.4m位于田沖隧道出口和磨沙溪中橋長(zhǎng)臺(tái)之間，線(xiàn)路以挖方通過(guò)，地形起伏較大，山體植被較發(fā)育，中心最大挖深7.8m，最大邊坡高39.3m。12.2施工情況DK329+355366.4級(jí)邊坡、二級(jí)邊坡坡率為1:1，其余三、四級(jí)邊坡坡率為1:1.25。在側(cè)溝平臺(tái)外設(shè)置C35鋼筋混凝土錨固樁樁板墻，樁截面為1.5*2.5m，樁間距4.2m，側(cè)溝平臺(tái)以上樁長(zhǎng)8.0m，以下9.0m。錨固樁樁板墻墻頂平臺(tái)以上8.0m一級(jí)，級(jí)間設(shè)3.0m寬平臺(tái)，樁頂以上一三級(jí)邊坡采用