美兰机场隧道锚索施工方案

海南东环铁路工程DHZQ-1标段美兰机场隧道锚索施工方案编制：审核：审批：中铁十七局集团海南东环铁路DHZQ-1标项目经理部2008年5月15日目录一、编制依据………………………………………………………..1二、工程概况………………………………………………………..1三、人员、机械设备………………………………………………..1四、预应力锚索的施工方法…………………………………………2五、安全、质量及文明施工…………………………………………13六、环水保措施………………………………………………………15一、编制依据（一）《新建海南东环铁路工程施工图》；（二）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）（三）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）（四）《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22：2005）；（五）《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》铁建设[2005]160号（六）《客运专线隧道工程施工质量验收标准》铁建设[2005]160号（七）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002二、工程概况（一）工程位置及周边环境隧址区域属滨海波状平原地貌，地势低平开阔，略有起伏，地表多为果林，低处部分为水田及菜地。海拔高程10～28m，相对高差一般在10m以内，自然坡度多小于5度。段内无大的河流，人工沟渠较多，但大多沟渠水量随季节变化大，旱季多干枯。隧道位于机场范围内，建筑较密集，交通方便。（二）地质状况地层岩性：上覆第四系全新统坡洪积粉土、粉质黏土，坡残积粉质黏土，更新统道堂组一段玄武岩，更新统黏土及砂层；其下为第三系上新统海口组黏土、贝壳碎屑岩、玄武岩、凝灰岩。水文地质条件：段内地下水主要为第四系松散岩类空隙水，以微压承压水为主，部分地段为潜水，随季节变化承压水与潜水可能互相转变，主要赋存于砂层中，在粘性土、粉土含水量较少，另在第三系贝壳碎屑岩中，含一定量的基岩空隙及裂隙水。三、人员、机械设备（一）人员1、一工区锚索管理人员：陈二平：项目部副经理主管现场协调尹成虎：项目部副总工负责锚索技术指导李金林：现场组总工具体负责锚索技术杨峰：锚索队队长2、二工区锚索管理人员：左小平：项目部副经理主管现场协调翟洪波：项目部总工负责锚索技术指导翟晓明：现场组总工具体负责锚索技术吴晓龙：锚索队队长3、锚索施工配备表1主要施工机械设备表序号设备规格数量备注1锚索钻机XY-100型地质钻机12台MDL-80型地质钻机25台MDL-60型地质钻机14台YJL-100型地质钻机8台HD-120型地质钻机5台2液压千斤顶YC-6010台3注浆泵衡阳BW-1506套最大压力6.9MPa四、预应力锚索的施工方法（一）施工工艺流程锚索施工的工艺流程如图1桩体开孔的作业要点如下：（二）操作要点1、桩体开孔第一次注浆安放锚索第二次高压劈裂注浆养护锚索确认试验安装锚头施工准备锚索加工土层钻孔张拉锚固桩体开孔图1土层锚索施工工艺流程合格不合格退锚重新注浆锚索孔穿过钻孔灌注桩时与钢筋笼钢筋有冲突，要对钢筋笼主筋位置进行调整，开孔位置与调整过的钢筋笼对应，见图2。图2开孔位置与主筋的调整2、土层钻孔采用湿作业法即压水钻进、全程套管跟进成孔工艺，钻出的土石用水冲刷出孔，工艺要领如下：（1）钻孔前，根据设计要求和土层条件，定出孔位，做出标记。（2）作业面场地要平坦、坚实、有排水沟，场地宽度大于4m。（3）钻机就位后，应保持平稳，导杆或立轴与钻杆倾角一致，并在同一轴线上，钻进方向与护壁桩面垂直，遇有个别灌注桩高低参差不齐时，注意调整锚孔位置，防止相互交错。（4）锚杆钻机钻头对准锚位点时，上下、左右角度要反复调整，三者兼顾，使其符合质量标准要求。钻机采用150mm钻孔，锚索水平、垂直方向的孔距误差不大于100mm。钻头直径不应小于设计钻孔直径3mm，钻孔轴线偏斜率不应大于锚索长度的2％。（5）为防止涌水涌砂现象，孔口采用止水装置。水压力控制在0.15～0.30MPa，注水应保持连续；钻进速度300～400mm／min为宜。（6）每次接钻杆时要上润滑油，先人工认扣，然后用机械上紧；不直接用机械认扣，以免将扣咬坏。10cm40cm10cm30cm（7）每节钻杆钻进后在进行接钻前，反复提插内钻杆，并用水冲洗，彻底清孔，至出水清彻后，接下一节钻杆。（8）遇有粗砂、砂卵石，在钻杆钻至最后一节时，将内钻杆往下多插一些，以防粗砂、卵石将套管堵塞。（9）在钻进过程中，合理掌握钻进参数，合理掌握钻进速度，防止埋钻、卡钻等各种孔内事故。一旦发生孔内事故，应争取一切时间尽快处理，并备齐必要的事故打捞工具。（10）钻至规定深度后，彻底清孔，用清水把孔底沉渣冲洗干净，直至孔口清水返出。（11）钻机、钻具用完后，及时清洗保养。钻孔涌水、涌砂的处理措施：（1）孔口接长套管。（2）钻孔时采用泥浆护壁，利用泥浆压力平衡地下水压力。（3）采用套管超前和钻头跟进的办法。（4）对于压力特别大的孔口，采用插入小管（小管出水口标高高于锚索孔出水口30cm），周边堵塞的办法，让孔口只流少量的水不涌砂，适当降低水位。3、锚杆杆体的组装与安放（1）制作锚杆的钢绞线使用前，先进行拉伸破坏试验，检验是否满足设计强度要求。（2）钢绞线钢丝要求平直、顺直、除油除绣。插锚索前须对锚固段进行除油脂处理，而自由段必须包裹塑料套管以与浆体隔离，达到“自由”的目的。（3）锚索的制作应按设计尺寸下料。锚索的制作在有防雨设施的加工厂完成,钢铰线下料前,将钢绞线放在平坦干净的水泥地面上或工作平台上,摊开理直,根据实际钻孔深度及锚具长度用钢尺丈量,砂轮切割,严禁电弧切割。下料切口两侧用20号铅丝绑扎,以免切割后切口松散(下料误差:-0,+50cm)。锚索体的长度等于锚头以里的长度加外露长度。外露长度包括撑脚高度、张拉千斤顶高度、工具锚板及工作锚板厚度与预留长度（一般为500mm）。对观测锚索尚应加上测力计高度。锚索下料长度允许误差为50mm。一次和二次注浆管作不同的标记，制作锚索时注意外露长度0.8-1.5m左右。（4）按设计要求制作锚杆，钢绞线平直排列，为使锚杆处于钻孔中心，钢绞线沿杆体轴线方向每隔1.0～1.5m设置一个隔离架（定位器），注浆管和排气管与杆体绑扎牢固。（5）锚索体先制成单元锚索，再由2个或2个以上单元锚索组成复合型锚索。绑好的钢绞线束端部用粗铅丝绑牢，避免参差不齐或散架。（6）杆体自由段套装塑料管，锚索自由段长度不同，施工中要区分开，各单元锚索的外漏端用不同颜色的油漆做好标记，在锚索张拉前标记不得损坏，以免弄混；锚索自由端套管注意加以保护，破损后水泥浆进入套管影响自由段长度，影响拉力分配，与锚固段连接处用铅丝绑扎，避免自由段管内进浆。（7）安放锚杆杆体时，防止杆体扭曲、压弯，注浆管随锚索一同放入钻孔。杆体放入角度与钻孔倾角保持一致，安好后使杆体始终处于钻孔中心。（8）锚杆插入孔内的深度不应小于锚索长度的98％，钢绞线的外留量视使用的千斤顶而定，一般从护壁桩表面算起的外留量为1.0m左右。（9）若发现孔壁坍塌，应重新透孔、清孔，直至能顺利送入锚杆为止。4、注浆注浆采用二次灌浆技术，一次注浆采用常压注浆工艺，二次注浆采用高压劈裂注浆工艺。注浆设备有足够的浆液生产能力和所需的额定压力，采用的注浆管能在1h内完成单根锚索的连续注浆。一次注浆的工艺要点如下：（1）将一根Ф30mm左右的胶管作为注浆管，注浆管随锚杆一同放入孔内，一端与压浆泵相连，另一端与拉杆同时送入孔底，管底处用胶布封住，管端距孔底为50～100mm。注浆管和排气管与杆体绑扎牢固。（2）一次注浆材料采用M35的水泥砂浆。（3）将搅拌均匀的水泥砂浆通过第一次注浆管注入孔内，浆液自上而下连续灌注，且确保从孔内排水、排气，直到水泥浆流出孔口为止，并记录注浆量。（4）砂浆应搅拌均匀，随搅随用，浆液应在初凝前用完，注浆管路应经常保持畅通。（5）注浆压力0.3～0.5MPa，流量控制在100L／min。待浆液回流到孔口时，用水泥袋纸等塞入孔口，再用湿粘土封堵孔口，再以加大压力进行补灌，稳压数分钟后即可。对采用泥浆护壁成孔的情况，加大注浆压力，确保水泥砂浆冲破泥浆层，保证锚索提供设计所要求抗拔力。（6）注浆完毕后，将外露的钢绞线清洗干净，并保护好。（7）注浆前用水润湿、检查输浆管道，注浆后及时用水清洗搅浆、输浆设备。二次高压劈裂注浆工艺要点如下：（1）二次灌浆采用双管法，灌浆管的管端距离锚杆未端1000mm左右，管底出口处用塞子塞好，且从管端500mm处开始向上每隔1.0m左右制作出一段1m长的花管，花管的孔眼为Ф4，间距0.2m，交错布置，花管的段数视锚固段长度而定。（2）二次高压注浆材料采用0.45～0.55的纯水泥浆。（3）在第一次注浆锚固体强度达到5MPa后（约24h）进行第二次注浆，并记下初始压力及注浆量。（4）压力控制在2.5～5.0MPa，并稳压2min，二次注浆量不小于一次灌浆量。5、张拉与锁定（1）张拉程序①张拉程序应先分次张拉各单元锚索，以消除在相同荷载作用下因自由段长度不等而引起的弹性伸长差。②因各单元锚杆自由段长度不等，为保证锚杆在工作荷载状态下受力均等，应按（Nt为锚杆的极限荷载）对自由段较长的单元锚杆预先进行变形补偿。③正式张拉前应取0.1～0.2拉力设计值Nt对锚索预张拉1～2次，使锚索完全平直，各部位接触紧密。张拉时先张拉单元锚索，消除在相同荷载作用下因自由段长度不等引起的弹性伸长差，再同时张拉各单元锚索并锁定。④锚索张拉荷载的分级和位移观测时间见下表2。表2锚索张拉荷载分级和位移观测时间荷载分级位移观测时间（min）加荷速率（kN/min）岩层、砂土层粘性土层0.10Nt～0.20Nt22不大于1000.50Nt550.75Nt551.00Nt510不大于501.05Nt～1.10Nt1015⑤拉力分散型锚杆张拉分为3个阶段：初张拉、第一次张拉和第二次张拉（锁定）。以极限拉力为750kN的3单元锚索张拉为例，其具体顺序为：初张拉将6根钢铰线全都安装上工作夹片，对锚索施加0.2Nt的总荷载进行预张拉。AElNlt第一次张拉a千斤顶回油放松锚索，取下2个短锚索单元的工作夹片，将最长锚索单元的工作夹片保留，张拉至0.1Nt，在5min观测时间内用钢尺量取3次位移读数，并做好记录；b安装第二长锚索单元的工作夹片，两单元一起张拉到0.37Nt，再稳压5min，并用钢尺量取3次位移读数，做好记录；c将第三单元锚索的夹片装上，加压到0.5Nt，再稳压5min并量取3次位移读数；d再加压到0.75Nt，稳压5min，并用钢尺测量3次位移读数；e再加压到1.0Nt，稳压10min，再测量3次位移读数，做好记录。f最后加压到1.1Nt，稳压15min，当油压表不再向下漂移，位移观测值不变时可以进行锁定工作。第二次张拉、锁定a千斤顶回油放松锚索，取下2个短锚索单元的工作夹片，将最长锚索单元的工作夹片保留，张拉至0.1Nt，稳压5min；b安装第二长锚索单元的工作夹片，两单元一起张拉到0.37Nt，稳压5min；c将第三单元锚索的夹片装上，加压到0.5Nt，稳压5min；d再加压到锁定荷载0.6Nt，稳压5min后锁定。上述张拉程序中技术参数汇总如表3。表3张拉程序与张拉技术参数张拉程序荷载分级位移观测时间（min）说明初张拉0.20Nt2第一次张拉0.10Nt5一单元补偿荷载0.37Nt5二单元补偿荷载0.50Nt50.75Nt51.00Nt101.10Nt10第二次张拉0.10Nt5一单元补偿荷载0.37Nt5二单元补偿荷载0.50Nt50.60Nt5锁定荷载（2）张拉与锁定技术要求①张拉前标定所使用的千斤顶等张拉设备。②锚索张拉前锚头台座的承压面应平整，并与锚索轴线方向垂直。③张拉时，锚头处传力结构混凝土抗压强度应达到20MPa，锚固段强度大于15MPa并不小于设计强度的75%后（或注浆后至少有7天的养护时间）方可进行张拉。④工作锚安装前用棉纱擦净孔内的泥砂油污，钢绞线插入锚孔的顺序与钢绞线束绑扎的顺序一致，防止交叉缠绕