锚索施工方案

沈阳南站地铁配套工程 锚索施工方案目 录第一章 工程概况- 2 -1.2工程地质- 2 -1.3 水文地质- 2 -第二章 锚索施工方案- 2 -2.1 锚索简介- 2 -2.2 施工总体安排- 2 -2.3 预应力锚索构造- 2 -2.4 锚索施工流程- 2 -2.5 锚索施工方法- 2 -2.5.1 施工准备- 2 -2.5.2 锚孔测放- 2 -2.5.2 钻进成孔- 2 -2.5.3 锚索制作与安放- 2 -2.5.4 注浆- 2 -2.5.5 锚具及腰梁安装- 2 -2.5.6 锚索张拉锁定- 2 -2.6 试验与监测- 2 -第三章 质量和安全保证措施- 2 -3.1 质量保证措施- 2 -3.2 安全保证措施- 2 -第四章 机械及人员配备- 2 -沈阳南站地铁配套工程锚索施工方案第一章 工程概况1.1工程简介沈阳南站地铁配套工程土建施工内容共包括沈阳南站东广场下地铁4号线和10号线沈阳南站及相关区间、国铁站房下10号线区间（由国铁站房施工）、西广场下10号线区间。（1）地铁4号线车站及区间该站为地铁4号线的终点站，线路与铁路车场平行呈南北向布置，站台层位于东广场下的地下三层，车站为三柱双跨岛式站台车站，区间采用三连拱与四连拱的结构形式。（2）地铁10号线车站及区间地铁10号线车站及区间施工均采用明挖法施工。车站为框架体系侧式站台车站，车站位于东广场地下二层，南北两侧与市政基坑衔接处采用放坡开挖。地铁10号线东侧区间位于东广场地下二层，西侧区间位于西广场地下二层。1.2工程地质本工程土层特性自上而下描述如下：（1）第四系全新统人工堆积层 (Q4ml)杂填土：主要由碎石类土、粘性土及砖块等组成，成份复杂性质不均。局部顶层为种植土，含植物根系。（2）第四系全新统冲积层（Q4al） 粉质黏土：黄褐色，可塑，含铁质结核。 中砂：黄褐色，石英长石质，棱角形，混粒结构，级配一般。局部含少量圆砾。水上稍湿，水下饱和，中密。1砾砂：黄褐色，石英长石质，棱角形，混粒结构，级配良好。水上稍湿，水下饱和，中密。 圆砾：由结晶岩构成，亚圆形，坚硬，呈交错排列，一般粒径220mm，最大粒径约50mm，充填混粒砂。中密。1砾砂：黄褐色，石英长石质，棱角形，混粒结构，级配良好。水上稍湿，水下饱和，密实。2中砂：黄褐色，石英长石质，棱角形，混粒结构，级配一般。水上稍湿，水下饱和，中密。3粉质黏土：黄褐色，可塑。含铁、锰质结核。（3）第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl） 圆砾：由结晶岩构成，亚圆形，坚硬，呈交错排列，一般粒径220mm，最大粒径约50mm，充填混粒砂及黏性土。密实。 中粗砂：黄褐色，石英长石质，棱角形，混粒结构，级配良好。饱和，密实。1粉质黏土：黄褐色灰褐色，可塑。含铁、锰质结核。 砾砂：黄褐色，石英长石质，棱角形，混粒结构，级配良好。饱和，密实。1中砂：黄褐色，石英长石质，棱角形，混粒结构，级配良好。饱和，密实。 黏土：黄褐色灰褐色，局部灰色，可塑。含铁、锰质结核。 圆砾：黄褐色，石英长石质，棱角形，混粒结构，级配良好。密实。1中砂：黄褐色，石英长石质，棱角形，混粒结构，级配良好。饱和，密实。（4）第三系始新统（E2） 泥岩：棕红色紫红色，主要以黏土矿物为主，局部混少量砂颗粒，碎屑结构，泥质胶结为主，微胶结，原岩结构不清晰，层状构造，具水平层理，节理、裂隙发育较少，岩芯呈土状短柱状，手碾易碎，锤击声闷，遇水易崩解、软化，干燥后易开裂。极软岩，岩体基本质量等级为V级。1.3 水文地质本场地在勘察期间遇见地下水。测得地下潜水稳定水位标高-19.46-19.2m（埋深10.50m11.05m），地下水水位由西至东逐渐降低，水力坡度1.71。地下水水位年内变幅约2m，高值出现在九月至年末，低值出现在年初。同时由于近年来对地下水开采的控制，地下水位有上升趋势，设计时考虑上浮问题，抗浮设计水位高程采用37.0m。在勘察区域揭露的地层中共有两个含水层，上部含水层中砂、圆砾、圆砾层为主，含水层分布连续稳定，平均厚度27m。 勘察区揭露上部含水层下部的隔水层主要为1粉质粘土层，该层结构密实，渗透性较差视为其上部含水层的隔水层。此隔水层在4号线及10号线沈阳南站站区域连续分布，下部含水层主要以中粗砂、砾砂层为主。该地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀，对钢结构有弱腐蚀。环境土对混凝土结构无腐蚀，对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀。土壤标准冻结深度为1.2m，最大冻结深度为1.5m。第二章 锚索施工方案2.1 锚索简介本工程车站A3区东侧基坑采用的是钻孔灌注桩+预应力锚索的支护形式，钻孔灌注桩桩径800 mm，间距1000mm。该部位基坑开挖深度为8.41m，竖向设置两道锚索。第一道锚索38根，锚固在桩顶冠梁中，中心标高为-15.75m，第二道锚索38根，锚固在冠梁下方3m的锚索钢腰梁中，中心标高为-18.75m。锚索采用钢绞线S15.2，张拉控制应力为1860N/mm2，采用4S钢绞线。锚索注浆材料采用PO42.5号普通硅酸盐水泥。锚索分锚索A和锚索B两种型号，锚索A自由段长度8m，锚固段长度14m；锚索B自由段长度8m，锚固段长度24m。锚索水平间距1m。锚索施工平面图、剖面图如图2-1、2-2所示，锚索施工数据及主要工程量见表2-1、2-2。表2-1 预应力锚杆施工数据表位置钻孔型号根数钻孔深度钻孔角度孔径预加轴力锚固段长度自由段长度钢绞线水平间距第一道冠梁处锚索A3522m25度150mm200KN14m8m4根15.2mm1m锚索B332m25度150mm200KN24m8m4根15.2mm1m第二道冠梁下3m锚索A3522m25度150mm200KN14m8m4根15.2mm1m锚索B332m25度150mm200KN24m8m4根15.2mm1m表2-2 主要工程数量表施工项目单位数量钢绞线15.2吨7.62注浆立方米27.8- 18 - 图2-1 锚索平面图图2-2 锚索剖面图2.2 施工总体安排锚索作为基坑开挖支护的一部分，其施工应当与基坑的土方开挖相协调。为此我们要严密组织施工，保证各工序之间的衔接。具体施工流程如图2-3所示：图2-3 土方开挖流程图施工准备开挖施工冠梁喷射桩间砼，施工第一道锚索锚索施工后，等至达到强度喷射桩间砼，施工第二道锚索土方开挖至基坑底施工主体结构土方开挖至第一道锚索下0.8米土方开挖至第二道锚索下0.8米锚索施工后，等至达到强度2.3 预应力锚索构造预应力锚索采用拉力集中型粘结式预应力锚索体系,锚索由锚固段、自由段和紧固头三部分构成,紧固头由腰梁(冠梁)、钢垫板和锚具组成。锚索长度包括锚固段、自由段、张拉段三部分,预应力锚索构造如图2-4所示：图2-4 锚索构造图2.4 锚索施工流程锚索施工工艺流程见图2-5所示。土方开挖至设计标高定 孔 位机械成孔下入锚索一次注浆二次注浆养护上锚具及腰梁张拉锁定继续土方开挖复测孔位及钻孔角度配制水泥浆锚索制作检验锚索质量2.5 锚索施工方法2.5.1 施工准备1、了解施工区土层分布及各土层的物理力学性能，以便锚索的布置、选择钻孔方法。2、请设计单位作技术咨询，以全面了解设计意图、编制施工组织设计。3、锚索原材料型号、规格、品种，以及锚索各部件质量和技术性能应符合设计要求。4、降水井同步降水，水位保证至少在开挖面以下0.5m。5、现场进场两台套管跟进式钻机，分十号线南侧和北侧两段同时施工。并提前对钻机、钢绞线、锚具等材料设备进行检验检定。2.5.2 锚孔测放第一道锚索由于设置在桩顶冠梁上,因此在施工冠梁时要按设计角度预留好孔洞。定位时，用全站仪进行孔位的放样工作，在钻孔前应引出孔位的护桩，以便于钻机就位后确定孔心。钻机定向运用两点定线原理安装钻机。用钻机的前后高差控制钻孔的轴线，利用冠梁或脚手架等多点固定钻机，以确保的稳定牢固，钻进时不会移位。2.5.2 钻进成孔1）钻进方式由于锚索施工部位位于砂层中，容易产生塌孔的现象，因此现场采用套管跟进钻机钻孔施工，可以很好地控制成孔质量。2）钻进要求钻孔直径为150mm。锚索水平方向误差不应大于50mm。垂直方向孔距误差不应大于100mm,偏斜角度不大于2度，孔深不应大于100mm。在钻进过程中需用钻孔测斜仪控制钻孔方向。钻孔前，开动钻机先试钻，正常后停机检查钻机是否移位， 确认钻机稳固后方可正式钻进，钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其它意外事故。钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态（钻压、钻速）、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，须立即停钻，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.10.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。3）锚孔清理钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻12分钟，防止孔底尖灭、达不到设计孔径。若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后方可下安锚索与注浆，必要时在周围适当部位设置排水孔处理。4）检验验收锚孔钻孔结束后，须经现场监理检验合格后，方可进行下道工序。孔径、孔深检查在现场监理旁站的条件下验孔，要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，钻具验送长度满足设计锚孔深度，退钻要求顺畅。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位，全部锚孔施工分项工作合格后，即可认为锚孔钻孔检验合格。2.5.3 锚索制作与安放1）锚索制作锚索采用低松弛预应力钢绞线,采用4S钢绞线，S15.2，fptk =1860N/mm2。钢绞线应严格按设计尺寸下料，每段误差不大于50mm。安装前，要确保每根钢绞线顺直，不扭不叉，排列均匀，除锈、除油污。按设计要求两处自由段和锚固段应分别作出标记在锚固段范围内的锚索每隔1.5米穿一个架线环，两架线环之间扎一道箍筋环。自由锻的钢绞线应暂时放入塑料管内并涂黄油，在锚索端头部安置好导向帽后，平顺放好待用。2）锚索安装锚索安放前应检查锚索质量，规格，长度，确认锚索与孔位一致后方可进行安装。穿束的同时，应将注浆管连同钢绞线一同放入孔内。由于采用二次注浆，应预埋2根注浆管。第一根注浆管端头距离孔底50cm左右，应用胶布封堵，以防安放时土体进入管内。注浆时，边灌边拔第一根注浆管。第一次的注浆量采用测量与注浆量相互校核的办法，确保注浆范围不低于锚固段长度，也不要进入自由段过多。二次注浆用的注浆管应在锚固段范围内，每隔两米做一米长的花管，花管孔眼为8mm，以便于浆液的分散。2.5.4 注浆注浆采用二次注浆工艺，注浆采用专用的注浆泵，注浆泵的压力表应经过校核，读数能正确反映注浆压力。注浆所用浆液应严格按照配合比现场搅拌。浆液随办随用，严禁使用放置时间过长的浆液。锚索安设后，进行第一次常压注浆，注浆材料采用纯水泥浆（水灰比0.40.45）或水泥砂浆（灰砂比1:11:2、水灰比0.38:0.45）。注浆压力为0.5Mpa。注浆数量采用孔深量测与计算理论注浆量双控制。首次注浆以封闭锚固段且侵入自由段长度小于1米为宜。灌浆后应用高压风疏通注浆管，保证第二次注浆时不堵管。待第一次注浆体强度达到5MPa（约24h）后，可进行二次高压注浆，二次注浆材料采用纯水泥浆（水灰比0.450.5）。二次注浆的注浆压力宜为2.0Mpa。利用高压注浆的劈裂作用，使锚固体的直径变大，增加了土中的径向压应力，同时使锚固体获得粗糙的表面，从而提高锚杆与土体间的粘结力，提高锚杆的承载力。注浆时应排专人观察降水井的情况，第一排注浆时还应注意地面的变化情况，如有异常情况应立即停止作业，查明原因并采取相应措施。2.5.5 锚具及腰梁安装 1）第一道锚索直接在冠梁斜面上安装承压垫板及锚具即可。 2）第二道锚索需要在围护桩上安装好钢腰梁之后，再行安装承压垫板和锚具。钢腰梁由2根I25b工字钢并排焊接而成。在每根桩位置均设置一道钢支架，钢支架由L100*16角钢与HRB400 28mm钢筋焊接而成，钢支架通过4根M16化学锚栓固定在围护桩上。腰梁断面如图2-6所示。 图2-6 腰梁断面图2.5.6 锚索张拉锁定当锚固体强度大于15.0 MPa并达到设计强度的75%后方可进行张拉。张拉是预应力锚索施工的关键工序。根据张拉力的要求，选用ZB4-500 型高压油泵、YCW400A-200、YDCW240Q-100型千斤顶、OVM15G-19型锚具，并对张拉机具进行了标定，包括对千斤顶、油泵、油管、压力表校验，校验合格后将千斤顶与油泵配套进行标定。正式张拉前，取20%的预紧张拉力，采用多次循环预紧方式对每根钢铰线进行预张拉，使其各部位的接触紧密，钢铰线完全平直。每根钢铰线预紧时，以两次张拉伸长值差不超过3mm为限， 否则进入下一循环继续直至符合要求为止。预紧后安装千斤顶和工具锚都要与工作锚对中，夹片要平整，严禁钢铰线在千斤顶的穿心孔内交叉。正式张拉时， 采用限位张拉自行锚固的方式进行。通过现场张拉试验，确定张拉锁定工艺。锚索张拉分五级进行，各级张拉力分别为设计张力的25%、50%、75%、100%及100%，每级间隔时间25分钟，最后一级间隔30分钟，并分别记录每级张拉时钢绞线的伸长量。张拉时采用应力控制及伸长值校核的操作方法，及时准确地记录油压机读数、千斤顶伸长值、夹片外长度等。当实际伸长值大于计算伸长值的10%或小于5%时，要停止张拉，待查原因并采相应措施予以调整之后可继续张拉。张拉时，升荷速率每分钟不超过设计张拉力的10%，张拉人员必须站在千斤顶两侧位置操作， 不得在千斤顶正面操作， 以免发生夹片飞出伤人事故。为克服地层徐变等因素造成的预应力损失，第一次张拉锁定后30天左右，进行一次补偿张拉，然后锁定。补偿张拉后，从锚具量起，留出长510cm钢绞线，其余部分截去，须用机械切割，严禁电弧烧割。最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，然后对锚头采用C30的混凝土进行封锚，防止锈蚀和兼顾美观。2.6 试验与监测1、试验目的主要确定锚固体在土体中的抗拔能力，以此验证土层锚索设计及施工工艺的合理性或检查土层锚索的质量。2、试验类型分为基本试验和验收试验两种。基本实验数量为总数量的2%，且不应少于2根。验收试验数量为总数量的3%，且不应少于3根。3、试验标准1）、基本试验基本试验锚索应在土层内锚固段的浆液达到设计强度后进行。加载应采用分级循环加、卸荷载法。起始荷载为设计值的25，最大预加力为设计荷载的133，且不大于钢绞线承载力标准的80。加荷值分别为锚索设计值的25、50、75、100、120、133。在此范围内如发生以下三种情况之一，可认为锚索破坏：A、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位移增量的2倍时；B、锚头位移不稳定；C、锚索杆体拉断2）、验收试验验收锚索验收时初始荷载为锚索设计值的10，以后加荷值分别为锚索设计值的25%、50、75、100、120。验收试验中，荷载每增加一级，均应稳定510min，记录位移读数。最后一级荷载应维持10min。如果在10min内位移超过1.0mm，该级荷载应再维持50min，并记录15、20、25、30、45、60min时的位移值。在最大试验荷载下所测得的总位移量,应当超过该荷载范围自由段长度预应力筋理论弹性伸长值的80%,且小于自由段长度与1/2锚固段长度之和的预应力筋的理论弹性伸长值。4、监测1）、短期监测锁定后48小时内，若发现预应力损失大于设计值10时，应进行补偿张拉。2）、长期检测详见监测方案。第三章 质量和安全保证措施3.1 质量保证措施1、进场的每批钢绞线和水泥要有出厂合格证并做复试。制作锚索的钢绞线必须符合现行国家标准预应力混凝土用钢绞线GB5224）的规定。钢绞线从盘丝上按设计长度截取，不得焊接。编束时确保每根钢绞线始终均匀排列，平直、不扭补叉，有死弯、机械损伤、严重锈蚀及电烧伤的严禁使用。截断时应使用机械切割，严禁电弧切割。编束前要清污除锈、刷强力防腐涂料。2、锚索钻机就位前应先检查锚位标高，锚距是否符合设计图纸。就位后必须调正钻杆。用角度尺或罗盘测量钻杆的倾角使之符合设计，并保证钻杆的水平投影垂直于坡壁，经检查无误后方可钻进。3、钻孔时遇有障碍物或异常情