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预应力锚索施工方案资料
预应力锚索框架梁施工方案
一、编制依据
1、《高速铁路路基工程施工技术指南》
2、《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》
3、设计图说明
4、类似工程施工经验
二、工程概况
1、预应力锚索分布情况
本合同段内的预应力锚索分布在七段路基高边坡。
具体分布情况如表1所示:
表1预应力锚索一览表
编号
里程桩号
路基长度(m)
数量(孔)
GMS测力计(套)
备注
1
DK139+195-DK139+339右侧锚索桩锚索
144
50
12
量程1200KN
2
DK138+590-DK138+735右侧
145
353
12
量程1200KN
3
D1K146+602.5-D1K146+781右侧
178.5
301
18
量程1200KN
4
DK153+910-DK154+039右侧
129
196
10
量程1200KN
5
DK154+173-DK154+281右侧
108
176
9
量程1200KN
6
DK154+436-DK154+599右侧
163
275
14
量程1200KN
7
DK158+161-DK158+353右侧
192
256
8
量程800KN
2、工程地质条件
本段地层自古生界至新生界出露较为完全,除侏罗、志留、奥陶系未见外,其余时代地层皆有分布。
上古生界除二叠系上统地层为碎屑岩相外,余皆以碳酸盐岩为主;下古生界无分布。
中生界三叠系发育最为完全,尤以中三叠统为甚,沿线广泛分布,三叠系主要地层为碎屑岩夹碳酸岩。
第三系在各断陷盆地内发育良好,其下部多属红色碎屑岩建造,上部常含褐煤。
第四系各类成因的松散堆积物广布本段,以河谷、盆地及低洼地带较为集中,且厚度甚大。
特殊岩土主要为膨胀土。
3、气象特征
本段路基所经地区属亚热带湿润季风气候区,直接承受印度洋及太平洋水汽补给。
该段地形起伏较大,其气候特点是温暖湿润,雨量充沛,夏季长而炎热,冬季短偶有奇寒,有明显的干湿两季之分。
四至九月暴雨较为集中,为汛期,冬季很少严寒,雨量稀少。
年平均气温不低于21℃,最热7月,月均最高气温28~33℃;最冷为1月,月均最低气温9.7~13.4℃之间,年日照1500~1900小时,年均降雨量在1229mm。
4、水文地质条件
本段地表水主要为河水及塘水等,地下水主要有基岩裂隙水及岩溶水。
(1)地表水,线路所经地区地表水纵横交错,水网密布。
流量受降水控制,随季节变化而变化,以蒸发、下渗和径流等形式排泄,最终汇集于江、河中。
(2)地下水,沿线碎屑类沉积岩分布地区,岩层受区域地质作用影响,节理裂隙较发育,可储存一定量的地下水,但本段河谷切割较深,风化层较厚,其排泄较快,地下水埋藏较深,主要表现为风化裂隙水,且储水量较小。
泥岩、页岩透水性差,属弱含水层,为隔水层。
地下水主要发育在大断裂带附近、裂隙密集带、背斜两翼或向斜构造中,形成局部的强含水带,略具承压性。
基岩裂隙水主要接受大气降水补给,向低洼沟槽处排泄。
5、地震
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),本段路基通过地区为六、七度地震区,地震动峰值加速度为0.05g~0.15g。
三、施工部署
1、施工部署
预应力锚索工程施工是一项地质条件变化复杂、关键工程隐蔽和施工技术难度较大的特殊施工作业。
其主要施工内容有:
坡面修刷、地质调查与处理、锚索孔定位及钻孔(含不良地质段固结灌浆处理)、锚索加工编制、清孔下锚、锚固段注浆(含二次劈裂注浆)、锚索框架梁及锚斜托浇筑、锚索张拉、补充注浆及封锚等工作。
工作量大,工序复杂,主要由路基作业队负责,组织一支受过专业训练、具有丰富施工经验的专业施工队伍进行施工。
2、人员、机械设备配置
(1)锚索加工、钻孔,注浆、张拉和框架梁等施工所需作业人员,根据现场施工实际情况配置充足。
(2)主要机械设备
预应力锚索施工进场的主要机械设备如表2所示
表2锚索施工配备机械设备表
机械名称
规格型号
数量
备注
锚索钻机
YQ100型电空潜孔钻机
4台
注浆设备
液压
2套
含不良地质段处理
空压机
20m3
3套
空压机
12m3柴油
1套
备用
发电机
250KW
2套
备用
制浆机
强制式
1套
含不良地质段处理
砂浆拌和机
强制式
1套
穿心式液压千斤顶
YCD-200
5套
混凝土施工设备
3套
材料运输车
5T
2辆
其他设备
据需要配置
锚索辅助施工
(3)主要仪器设备
预应力锚索施工配备的主要主要仪器如表3所示
表3主要测量、试验、质检、监测仪器设备表
序号
设备名称
厂牌及规格型号
数量
备注
1
全站仪
SET230RK、NTS302R+
2
锚孔定位
2
水准仪
C32II、DSZ2
3
3
50m钢尺
3
4
万能材料机
VE-1000B
1
5
磨光机
2
6
试样切割机
1
7
砂浆稠度仪
1
8
电动重型击实仪
电动
1
9
其它仪器
根据需要配置
四、锚索框架梁施工
1、天沟施工
在施工锚索主体工程前,先开挖并砌筑天沟排水,其施工流程如下:
施工准备放样定开挖线天沟开挖支模板浇筑混凝土养护
(1)施工准备
审核图纸,计算放样资料;制作坡度架,准备施工机械设备,配备施工人员。
(2)现场施工放样,测放控制桩。
(3)定开挖线
根据所测放的控制桩,参照施工及参考图集,由堑顶向坡外5m即为天沟开挖线,其中梯形天沟开口宽1.60m,开口两侧各厚0.42m为浆砌片石,用白灰洒出开挖线。
(4)天沟开挖
用机械开挖辅以人工修坡的方式进行。
挖机开挖深约0.8m,然后用人工开挖的方式进行。
先用直角边长各0.9m的坡度架靠边整修坡度,坡度为1:
1,然后人工找平天沟底至设计标高。
注意开挖时要到位,亦不得超挖。
(5)支模板浇筑混凝土养护
2、预应力锚索施工
工艺流程图
准备放样钻孔清孔锚索制作锚索安装注浆框架梁养护锚索张拉补张拉及锁定
锚头封闭
(1)施工准备
将预应力的开槽、钻孔、注浆、张拉等设备调至工作面附近,待工作面完成后,马上吊运至工作面。
所有施工材料均应由出厂证明、合格证;陪同旁站监理进行钢绞线的取样,并送实验室检测。
开工前,做好施工场地的排水工作,搭设雨棚,保证材料、机械的防雨、防水工作;水、电等要接到位。
(2)人工修坡
在放样之前,先对原边坡进行人工整修,清除表层浮土和松散岩石,保证坡面的平整和坡度。
弃土要集中堆放,并及时运往指定弃土地点。
(3)测放控制桩
根据设计图纸所对应的预应力锚索防护所对应的里程,进行桩点测放,在坡顶和坡脚放出主要控制点。
(4)锚索孔施工
锚孔位置按设计要求准确地测放在坡面上,锚索孔倾角采用测角仪进行检查,方位角采用经纬仪进行检查。
其允许偏差满足下表要求:
锚索孔允许偏差
位置
±50mm
孔径
+10mm
0mm
倾角
1%
深度
+100mm
0mm
一般采用KLEM和MD系列钻机进行钻孔,施工时根据设计要求,不同的锚索选用不同直径的钻头。
施工排架搭设要牢固,钻机定位准确,调整好孔向再牢靠固定钻机。
开孔钻进要低转速,低压推进,当成孔约50cm,需再次校核孔向,及时调整钻机。
在钻进过程中若孔深已达到图纸设计深度,而仍处于破碎带或断层等软弱岩层时,应延长孔深,继续钻进,直至锚固段锚固长度达到设计深度为止。
对于破碎带或渗水量较大的围岩,在安装锚索前,对锚孔进行灌浆处理。
钻进过程中认真记录每一钻孔的尺寸、回水颜色、钻进速度和岩芯记录等数据。
造孔过程中应做好锚固段始末两处的岩粉采集,以确保锚固段位于稳定的岩层中。
倾斜孔在钻进时采用导向仪控制斜度,及时测斜、纠偏。
钻孔结束后,应测量孔斜、方位角及孔深,不符合设计要求的孔作废孔处理,并全孔灌注M25水泥砂浆回填后重钻。
(5)清孔
钻孔进行过程中,应该及时清理锚索孔,钻孔到位后,用高压风(风压大于0.4Mpa)将孔内的岩粉清干净,然后,用预先做好的探孔装置,进行探孔,若探孔时轻松将探孔器送入孔底,钻孔深度符合设计要求。
在安装锚索前,应将钻孔孔口堵塞保护。
锚孔钻成后24小时内进行锚筋体安装和锚孔注浆。
(6)锚索制作
锚索制作工艺流程:
编束通知单下料、清洗安装承载体编束安装扩张环安装注浆管验收库存穿束
锚索制作在有防雨设施的加工厂完成,按实际孔深满足张拉和设计要求的最小长度进行下料。
下料前仔细检查钢绞线的表面,没有损伤的钢丝或钢绞线才能使用。
下料长度计算
L下=∑Li+Lf+Lw
式中L下——下料长度
Li——各分段锚固长度
Lf——锚索自由段长度
Lw——锚索工作段长度(可取1.5m)
下料要求用砂轮切割机切割。
索体要求绑扎牢固,绞线应平行顺直。
对不同位置处的承载体相应的绞线外露端做出临时和永久性标记。
注浆管绑扎在锚索体上,注浆管深入导向帽5~10cm,注浆管使用前,要检查有无破裂、堵塞,Ⅰ级防护时安装两根注浆管,其中一根管体周围打孔,并用胶带缠绕封闭,防止第一次注浆时堵塞此注浆管。
锚索自由段涂防锈油,套上波纹管,管内注满黄油,两端封闭,外绕工程胶布封闭固定端。
锚索防锈油涂抹均匀,不见黑底;防锈油完全覆盖和填充锚筋材料与外环层之间的空间。
锚索的排列、分布顺直,不扭不交,互不贴接,排列均匀,绑扎牢固。
锚固段每1.0m设一个扩张环和紧箍环,扩张环和紧箍环间距50cm。
绑扎好的锚索顶部要安装铁皮导向帽,导向帽绑扎在对中支架上,并留溢浆孔,保证孔底返浆。
检查合格后的锚索标识好以后分区存放,同时做好防雨、防晒工作。
(7)锚索运输及安装
锚索在加工场制作完成后,采用特制多轮长拖车运输,高差较大时,安装要采用吊车或平台车配合进行。
向锚索孔安索前,要核对锚索编号是否与孔号一致,确认无误后,即可将锚索用人工抬至工作面,用人工将锚索平顺穿入锚孔,当外露部分满足工作长度时即到位,停止穿索。
锚索往孔内穿时,应按设计倾角和方位平顺推进,严禁抖动、扭动和串动。
防止中途散束和卡阻。
(8)注浆
下锚后为避免锚孔内沉积物影响灌浆质量应立即注浆。
注浆材料为M35水泥砂浆或水泥净浆。
宜选用水灰比1:
0.5~1:
1的水泥砂浆或水灰比0.45~0.50的纯水泥浆。
化学侵蚀环境下,根据环境作用等级,按“云桂施路专04-11”图设计。
水泥浆7d强度不低于20Mpa,28d强度不得低于30Mpa。
水泥浆应拌合均匀,随伴随用,一次拌合的水泥浆应在初凝前用完。
注浆压力不小于0.6~0.8Mpa。
注浆前用压力风沿一次注浆管吹洗排除孔内渗水,检查管道是否通畅和封堵装置的密封性;锚固段灌浆长度应符合要求,阻塞器位置应准确,注浆时均采用排气法注浆,注浆管插至孔底,浆液由孔底注入,空气由止浆环处的排气管排出。
当遇地层岩体较差(岩体节理、裂隙发育、破碎,构造破碎带)、软弱岩层、土层或化学侵蚀环境时,为提高地层锚固力锚固段采用Ⅰ级防护构造,注浆采用双管。
二次注浆用管,管体周身钻孔,并用透明胶带外缠,防止一次注浆时浆液进入,堵塞管体。
第一次注浆采用孔低翻浆法注浆(注浆管不拔出),注浆压力不小于0.6~0.8Mpa。
第一次注浆结束4~8小时后,进行高压劈裂注浆,注浆压力控制在3~6Mpa。
在高压作用下,浆液挤破胶带,进入一次注浆体及锚固地层的薄弱环节,最终形成浆体的一部分,从而扩大了锚固段浆体的直径,达到了提高锚索受拉承载力的目的。
注浆管应具有足够的内径,能使浆体压至钻孔
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