地下厂房新增预应力锚索锚固及张拉工艺试验方案.docx
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地下厂房新增预应力锚索锚固及张拉工艺试验方案
地下厂房新增预应力锚索锚固及张拉工艺试验方案
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目录
1、概述1
2、试验依据1
3、试验目的2
3.1试验的目的2
3.2试验部位2
3.3试验内容2
4、试验材料及施工机具选择2
4.1试验材料2
4.2试验设备及工器具选择3
5、试验锚索施工工艺要点4
5.1锚索施工工艺流程4
5.2锚索制作4
5.3锚索运输5
5.4对穿锚索施工5
6、锚索张拉试验9
6.1试验准备9
6.2试验方法9
7、试验结果整理9
8、试验技术、质量保证措施10
9、安全保证措施10
10、强制性条文12
地下厂房新增预应力锚索锚固及张拉工艺试验方案
1、概述
厂房洞室系统布置以主厂房洞、主变洞、尾闸洞为核心,三大洞室从上游向下游依次平行布置,洞轴线方位均为NW311°。
主厂房洞室开挖尺寸147.2m×25.5m×54.8m(长×宽×高),主副厂房洞室开挖尺寸19.5m×25.5m×47.1m,主副厂房洞室开挖全长166.7m。
地下厂房上游边墙厂右0-11.60~厂左0+106.85m段,在▽178.6~▽148.5高程范围出露有断层f24、f71,地下厂房下游边墙厂左0-106.85~厂右0-11.6m段,在1▽78.6~▽131高程范围出露有断层f31、f33,在上下游边墙形成潜在块体,为保证此部位的围岩稳定,上游边墙0-11.60~厂左0+106.85m范围内,▽167.7~▽148.5段、下游边墙0+106.85~厂左0-11.6m范围内,▽167.7~▽158.2段增设1000KN预应力锚索,
锚索钻孔孔径D=150mm,T=1000KN,锚索特性具体详见锚索施工图。
为确保厂房预应力锚索施工工艺和施工质量,现拟定进行预应力锚索锚固试验,以便获得预应力锚索施工的相关技术参数。
2、试验依据
(1)**抽水蓄能电站输水发电系统土建及金属结构安装工程(C2标)施工投投标文件;
(2)**抽水蓄能电站输水发电系统土建及金属结构安装工程(C2标)引水系统土建工程施工合同;
(3)《水电水利工程施工测量规范》DL/T5173-2012;
(4)《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2012;
(5)《通用硅酸盐水泥》GB175-2007;
(6)《混凝土拌和用水标准》JGJ63-2006;
(7)《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012;
(8)《水利水电建设工程验收规程》SL223-2008;
(9)《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2014;
(10)《无粘结预应力钢绞线》JG161-2004;
(11)《水电水利工程施工安全防护设施技术规范》DL5162-2013;
(12)《水电水利工程预应力锚索施工规范》DL/T5083-2010;
(13)《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2007;
(14)地下厂房洞室1000KN预应力锚索施工图(1/2、2/2)。
(15)《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB/50086-2015;
3、试验目的
3.1试验的目的
(1)揭示影响锚索承载力的各种因素;确定锚索下索施工工艺;
(2)确定锚索注浆施工工艺;
(3)确定锚索张拉施工工艺;
(4)为下步对穿锚索施工积累经验。
3.2试验部位
锚索编号MS5,试验地点为厂房周边上层排水廊道。
3.3试验内容
通过对锚索全过程的施工即原材料检测、锚索孔造孔、锚索体编制、下锚、注浆、张拉、变形观测、应力检测等来验证设计参数和施工工艺。
本次预应力锚索试验主要内容如下:
(1)原材料性能检测:
包括水泥、外加剂(早强剂等)的材质检验,水泥浆的配比试验,钢绞线的力学性能检测,锚夹具硬度检验及静载试验。
(2)对穿预应力锚索的造孔方法(钻孔选用设备及孔位测定、控制方法)、自由段、外锚段注浆工艺试验。
(3)对穿锚索张拉施工工艺。
(4)检验设计的垫墩尺寸、垫板厚度、选用的锚具是否满足设计张拉力的要求以及锚固力损失测试。
4、试验材料及施工机具选择
4.1试验材料
预应力锚索施工均采用有材质证明书、出厂合格证或产品合格证书的各种材料,按照已上报批准的材料采购进场,同时对施工所用的主要材料(包括钢绞线、锚具、波纹管、PE护套、水泥、外加剂、钢筋、垫板、螺母等)按有关规范要求进行质量抽检。
具体要求如下:
(1)钢绞线:
预应力锚索使用的钢绞线和钢丝符合GB5223-2014、和GB5224-2014的规定,采用无粘结钢绞线,钢绞线主要指标如下:
公称直径:
15.20mm
公称面积:
140mm²
抗拉强度:
1860MPa
延伸率:
≥3.5%(标距600mm)
最大松弛率:
≤2.5%(1000h)
(2)锚具(包括夹片、工作锚板):
A、按设计图纸的要求进行锚具选型。
锚具的性能和质量符合GB/T14370-2015等标准的有关规定;
B、检验:
购进的锚板、夹片均要有正式出厂证明书;
(3)灌浆管、排气管:
均采用PE塑料管或尼龙管,要求管路系统耐压值不低于设计灌浆压力的1.5倍,且不低于0.5MPa;
(4)水泥:
注浆用水泥和洞室锚索垫座用水泥采用强度等级42.5MPa的普硅水泥;
(5)砂:
采用最大粒径小于2.5mm的中细砂;
(6)外加剂:
按设计通知要求,在注浆水泥砂浆中添加的外加剂,品质不得含有对锚索产生腐蚀作用的成分。
4.2试验设备及工器具选择
(1)钻孔设备
采用电动水平钻机(DKM-1)钻锚索孔。
(2)灌浆设备
采用3SMS型灌浆泵施灌,KJ-100制浆机制浆,灌浆自动记录仪进行灌浆观测,灌浆泵配套的压力传感器、流量传感器、自动记录仪等。
(3)张拉机具
采用YCW150/250B型系列千斤顶和ZB4-500高压电动油泵配套进行张拉。
使用前对张拉千斤顶,高压油泵及油表进行配套标定,以标定的力值曲线作为张拉时的控制依据。
(4)量测设备
采用全站仪、地质罗盘、水平尺、锤球、垂线、角度尺。
5、试验锚索施工工艺要点
5.1锚索施工工艺流程
锚索的安装施工工艺流程
5.2锚索制作
锚索制作在主变通风洞空置场地进行制作,锚索制作加工程序如下:
5.2.1钢绞线下料
用人工将预应力钢绞线盘安放在线架上,绞线放开并由穿线孔拉放在组装平台上,用砂轮机切割,要求切口整齐无散头现象,下料长度按孔深+垫座厚+锚厚+千斤顶长度+0.6m考虑。
5.2.2内锚固段的绞线清洗
剥去内锚固段的钢绞线外皮,将钢绞线每股拆开分别用棉纱沾清洗剂反复擦拭,直至每股钢绞线无残余树脂。
5.2.3编索
无粘结端头锚编制
无粘结锚索结构复杂,其锚束体必须在编束间由专业机械和专业工人进行,其工艺包括无粘结钢绞线下料、去除内锚固段和外锚墩段塑料包皮,将钢绞线7股打开,用棉纱擦净钢绞线的油,然后将钢绞线再按原股缠回,后将钢绞线与进、出浆管与架线环一一对号,锚固段架线环每1m设1个,张拉段每2m设1个,并使内锚段索体呈糖葫芦状。
注意事项:
(1)整个下料和编索过程须在平整的工作面上进行。
(2)整个索体钢绞线及各种管路应平行,不得交叉。
(3)整个索体应保证无损伤、无锈、无杂质、无油污。
(4)为避免异种金属长期接触发生电化学腐,不得在预应力锚索上使用两种不同的金属材料。
(5)锚索的钢丝或钢绞线应按规律编排并绑扎成束,不得使用镀锌铁丝作捆绑材料。
(6)焊结导向帽时,要将地线接到导向帽上,不可以索体作地线,防止打火使索体受损伤。
b对穿锚索编制
将钢绞线对号穿过架线环,并用无锌铅丝绑架扎架线环每2m设一个,锚头的两端锚具段去皮,擦油。
5.2.4成品
将组装好的锚索做好标记并编号堆放在存储支架上,并采取措施防止钢绞线锈蚀,以备现场安装使用。
5.3锚索运输
由于工作面距离较近,索体运输考虑人工转运、送索,必要时附以起吊设备协助。
5.4对穿锚索施工
5.4.1钻孔
预应力锚索采用水平钻机钻孔,钻孔孔径D=150mm。
每一个钻孔均采用全站仪进行放样,钻孔方位角的调整,要通过在放孔时确定的两个点,钻机前、钻机后用一细线绳吊挂重锤,使其成一直线与钻孔的中心线在一条直线上,该直线要与钻机的中心线重合,即可保证钻孔的方位角。
锚索孔位偏差控制在不大于孔深的2%以内。
(1)开孔前要重新校对一次孔位、孔向,对特殊孔位、重要孔位,要求技术人员在现场校核,并做好记录。
(2)当孔面岩面倾斜过大时,要提前修平或开出小坑,修完后在利用原来较长的“十字”标出孔的中心位置。
(3)开孔前要检查冲击器工作是否正常,钎头的磨损程度、外径,确定钎头有无完成整孔进尺的能力。
磨损过大的钎头只能供浅孔或留作孔底部使用。
(4)开孔时钻头不能回转,只能用管钳子或机械适当转动方向,待出现明显的圆形孔口且孔底打平后才能开始正常的回转冲击,进行钻进。
(5)进尺0.3m左右要重新校正一次钻机的定位,并量好该孔的机前距离,若发现钻机与孔位有明显的移位和异常现象,要重新调整钻机的位置和方向。
(6)开孔时要装好前挡板,要做好防尘和防碎屑工作。
(7)开孔中要加强对岩体的观测,发现裂纹或移动应立即采取措施处理。
钻孔完毕后,端头锚孔深达到设计深度,而内锚段仍处于破碎或断层等软弱岩层,须延长孔深时,报监理人认可后继续钻进直至监理人认可的稳定岩层为止。
5.4.2测斜方法
端头锚:
将灯泡置于孔底,在钻孔平直的条件下,利用全站仪测出锚索孔的方位角和倾角。
当灯泡偏离出视线时,则采用多点照相测斜仪测斜。
对穿锚:
利用全站仪测出开孔及终孔坐标高程。
5.4.3孔壁固结灌浆
固结灌浆进行与否根据锚索孔的岩石状况而定,通常在钻孔遇到泥化夹层、破碎带或断层时需要进行孔壁的固结灌浆(当岩石条件较好时可不进行固结灌浆),以改善其防渗性。
固结灌浆采用1∶1水灰比的PO42.5号水泥浆液,水泥浆液不加外加剂,并根据索孔的岩石状况不同分别采取适宜的灌浆方式:
①胶塞式孔壁固结灌浆:
先检查孔口、孔壁岩石好坏,选其岩壁较光滑段安装胶塞,将手柄上紧,使胶塞充分膨胀与岩壁贴紧,注浆压力小于1.0MPa,水灰比1∶1。
如果岩石裂隙发育跑浆过多,将水灰比调小到0.4~0.45,注浆速率变小,也可以间歇灌浆以增长浆液的凝固时间。
②泡沫封堵注浆式固结灌浆:
这种方法是当孔口岩壁破碎,胶塞式注浆难以进行,要求固结灌浆压力较大,岩石较发育的情况下采用。
首先用泡沫板和水泥纸封闭孔口,预留两根灌浆管,而后注入泡沫胶,待硬化后,注入水灰比为0.364的水泥浆液,从而形成1m长的水泥塞体,待水泥塞体形成后24~48小时进行灌浆,要求注浆压力大于1.0MPa,吃浆量小于10升/min,最后封死灌浆管。
5.4.4扫孔
经过一段时间(技术规范规定为48小时),将经过孔壁固结灌浆的锚索孔进行扫孔。
扫孔结束后,采用高压风冲洗孔道,确保孔内清洁干净。
孔道经检查合格后,对孔口临时封堵保护。
5.4.5锚索安装
将编好的锚索水平运至现场,在运输过程中各支点间不得大于2m,转弯半径不宜小于3m,穿索可采人工辅以机械方法进行,索体平面转弯半径不得小于2.5m,穿束中严禁索体旋转。
下索过程还得注意事项:
1)下索前,须重新洗孔以确保孔壁清洁无岩屑,孔中的塌孔、掉块应进行清理干净;
2)必须检查锚索的进、回浆管是否畅通,孔口止浆环是否完好;
3)下索过程中如遇破碎带卡索,必须立即拨出,待用钻具扫完孔后,即刻下入孔底;
4)防止在推送锚索过程中损坏锚索配件,不得使锚索转动,在将锚索体推送至预定深度后,检查注浆管是否畅通,否则应拔出锚索体,排除故障后重新安放;
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