第13章下水库进出水口边坡支护、基础处理施工方法说明书及附图

第13章下水库进出水口边坡支护、基础处理施工方法说明书及附图进出水口西侧设计边坡(正面边坡)走向约N35°W，开挖坡高约40~45m。边坡岩体破碎，以弱风化为主，层面裂隙及软弱夹层发育，其走向控制边坡稳定的主要结构面；地形上开挖边坡位于舌形山脊前缘，南北两侧均有冲沟发育，形成侧向临空面；软弱夹层倾角小于开挖坡角，致使夹层切脚而临空；边坡后缘的花岗斑岩γπ3-35-⑥及陡倾角断层F109，破坏了边坡岩体的完整性，因此，边坡岩体沿层面裂隙及软弱夹层极易构成单滑或在剖面上形成组合滑移或与断层等结构面构成组合滑移体，边坡稳定性差。边坡施工时，应自上而下分级开挖，采用系统锚固措施，坡面喷纤维混凝土，并加强排水措施。北侧设计边坡走向约EW20～N55°E，开挖坡高约25～30m。边坡与主要结构面交角大，层面裂隙及软弱夹层逆倾，对边坡稳定性影响较小，边坡基本稳定，但边坡岩体较破碎，需采用喷锚支护处理，坡顶位于冲沟部位，覆盖层厚且松散，需开沟排水，放缓坡比，或设挡墙支护。南侧设计边坡走向约EW～N55°E，开挖坡高约30～35m。边坡与层组合，虽构成楔形块体，但因其交线产状平缓，对边坡稳定性影响相对较小。由于层面裂隙及软弱夹层顺坡缓倾，部分层面裂隙及软弱夹层与边坡交角小，因此，岩体存在沿层面裂隙及软弱夹层构成单滑体的滑动可能。施工时，应自上而下分级开挖，采用系统锚固措施，坡面喷纤维混凝土，并加强排水措施。另外坡顶部位残坡积层深厚，且部分边坡位于全风化花岗斑岩γπ3-35-⑥内。边坡稳定性差，需放缓坡比，或设挡墙基于以上地质条件，为确保边坡和工作桥基础稳定，边坡采用锚喷、排水、预应力锚索和抗滑桩联合支护，并对工作桥和挡墙基础进行固结进出水口边坡支护及基础处理工程是整个下库工程施工的重点和难主要工程量：锚杆1073根，深3～15m；喷钢纤维混凝土1736m3；进出水口边坡支护及基础处理平面布置见（施-YXP/C3-13-01）。下进出水口边坡岩石为顺层缓倾角，边坡设计有永久锚杆、喷混凝土、抗滑桩和预应力锚索。施工时，要本着“随开挖、随支护”的原则，分层分块开挖，分层分块支护。由于抗滑桩和预应力锚索施工工期较长，在开挖施工过程中应薄层小孔径钻爆开挖并及时进行锚喷支护，同时进行抗滑桩和预应力锚索。在上一层锚喷支护未结束不得进行下一层的开挖。同时，加强施工期的边坡监测工作，如发现边坡出现不稳定迹象，立即停止开挖施工，并加快支护进度，确保开挖边坡稳定。主要包括正面及侧面边坡锚杆和钢纤维混凝土施工、断层带混凝土项目编号施工项目单位工程量12.1开挖边坡支护12.1.1喷C20钢纤维砼t=15cmm31736.0050kg/m312.1.2钢纤维t86.8012.1.3锚杆φ25，L=6～8m根54.0012.1.4锚杆φ25，L=15m根26.0012.1.5锚杆φ25，L=6m根251.0012.1.6锚杆φ25，L=3m根60.0012.1.7随机锚杆φ25，L=6m根196.0012.2断层处理12.2.1锚杆φ25，L=4m根112.0012.5.1.3锚杆φ20，L=3m根141.0010.6.6.1C20二级配混凝土m3进/出水口靠近边坡20m分2～3区依次开挖，滞后一区及时进行锚喷支护，支护面距开挖面不小于30m。且每层支护完成后利用工作面进行排水孔的钻进，然后才能进行下一层的开挖。喷锚支护采用“锚、喷”施工工艺，喷混凝土结束后钻排水孔。风水电施工道路采用开挖时的设置。具体布置参见附图（施-YXP/C3-13-3）。13.3.1.1主要技术要求①材料锚杆：锚杆材料选用热轧Ⅱ级带肋钢筋；水泥：砂浆锚杆采用强度等级不低于32.5级的硅酸盐水泥；砂：最大粒径小于2.5mm，细度模数在2.4～2.8之间，使用前应过水泥砂浆：强度等级不应低于20Mpa；外加剂：品质不得含有对锚杆产生腐蚀作用的成份；树脂：选购合格厂家生产的产品。②锚杆孔的钻孔锚杆孔的孔位偏差不大于100mm，孔斜误差不得大于孔深的5%，锚孔孔径应大于锚杆体直径20mm以上，孔深偏差不大于50mm。③锚杆的锚固和安装锚杆注浆的水泥砂浆配合比，应在以下规定的范围内通过试验选定：水泥：砂，1:1～1:2（重量比）水泥：水，1:0.38～1:0.45注砂浆时，孔内砂浆应注满后立即插杆。注浆时，注浆管应插至距孔底50～100mm，随砂浆的注入缓慢拔出；杆体插入后，若孔内无砂浆溢出，应及时补浆。锚杆注浆后，在砂浆凝固前，不得敲击、碰撞和拉拔锚杆；①材料水泥：强度等级不得低于32.5级的硅酸盐水泥；进场水泥必须要有厂家的质量证书；骨料：细骨料应采用坚硬耐久的粗、中砂，细度模数宜大于2.5，使用时的含水率宜控制在5%～7%；粗骨料应采用耐久的卵石或碎石，粒水：凡适用饮用的水均可使用，未经处理的工业废水不得使用。速凝剂：初凝时间不应大于5分钟，终凝时间不应大于10分钟。钢钎维：钢纤维采用普通碳素钢，其抗拉强度不得低于600MPa，纤维的直径应为0.3～0.5mm，长度为20～25mm，且不得大于25mm，掺量②喷射砼配合比应根据室内实验和现场实验选定，并报监理工程师批准实施；③拌制、运输、存放和使用必须满足规范和技术条款的规定；④喷射砼应分段分片依次进行。分层喷射时，后一层应在前一层混凝土终凝前进行。混凝土终凝至下一循环放炮时间不应少于3小时。13.3.1.2锚杆施工锚杆为边坡及围岩的系统支护，全部为全长砂浆锚杆。受喷面撬挖清孔位测量标识设备就位设备就位钻孔锚孔检查锚孔积水岩粉清锚杆安装锚杆验收①受喷面清理在岩石边坡及围岩开挖达到设计轮廓线后，除去岩面松块、浮石等，必要时进行地质编录和岩石基础验收。②测量放样根据施工设计图纸，严格按照技术要求测量布孔，并作好现场孔位有效标识。③搭设施工平台施工平台用D50钢管搭设。边坡施工平台层高1.6m，排距1.5m，按边坡坡比双排多层搭设，高度视施工要求而定。④锚杆孔钻孔施工根据锚杆钻孔要求，孔深6m以下的选用气腿式手风钻钻孔,钻孔直径48mm；6m以上的选用100B潜孔钻机钻孔，钻头直径60mm，由1号空压机站供风。造孔完毕后进行孔深、孔向检查，对不合格的孔重新造孔。⑤锚孔清洗注浆前锚孔采用有压水清洗孔内岩粉，直至清洗水变清为止，再采用高压风将孔内残留积水吹干。⑥锚杆注浆与安装锚杆安装前应进行锚杆除锈处理，水泥砂浆拌制严格按监理批准的配合比现场机械拌制，注浆机采用MZ-1型注浆机，注浆时利用塑料软管伸入到孔底，并轻轻拖动注浆管，由里向外注浆，当孔口有砂浆流出时开始插入锚杆，锚杆安装完后，用预制砂浆块进行孔口封堵，防止砂浆13.3.1.3随机锚杆施工在岩石边坡开挖和进/出水口洞挖过程中，为保证施工期内边坡稳定及设备安全，应由地质工程师仔细检查岩石基础面，对于裂隙切割，断层、软弱夹层影响带或爆破震动产生的不稳定岩体，利用树脂进行端头锚固，作为随机锚杆。树脂锚杆造孔方法同砂浆锚杆造孔方法。树脂锚杆造孔孔轴方向应与可能滑动面的倾向相反，其与滑动面的夹角应大于45°。所用树脂应采用施工图纸规定的合格树脂卷。锚杆的一端应事先加工20cm的螺纹丝口，并配相应的六角螺母和托板。锚杆安装时应先用杆体测量孔深，并作好标记，然后用锚杆杆体将树脂卷送至孔底，按厂家规定时间进行搅拌，搅拌时应缓慢推进锚杆。搅拌完毕后，应立即用木楔在孔口临时固定锚杆，30分钟后安装托板，拧紧螺母。13.3.1.4钢纤维混凝土喷射试验(1)试验目的：通过对材料性能及喷混凝土强度、韧性的比较，确定钢纤维的品种、掺量、外加剂配比以及喷射配合比。掌握喷射钢纤维混凝土施工工艺，测试喷射效果和回弹量，提供最佳配合比，以指导施《钢纤维混凝土结构设计与施工规范》CECS38：92《钢纤维混凝土试验方法》CECS13：89①结合边坡支护进行生产性试验。②选择三种符合设计要求的钢纤维和两种外加剂，合格的水泥、骨料，做六组混凝土配合比，按监理工程师要求的进行拌料。③现场喷射试验：按规范要求对每种配比混凝土做大板试验。详细记录实验数据。④室内力学实验：按规范要求测试钢纤维混凝土各项力学指标，分析各种试验数据。⑤试验成果汇总：将试验成果整理后汇总，确定较为合理的材料、配比等，写出《喷射钢纤维混凝土试验报告》报监理工程师审批，最终确定施工参数。13.3.1.5喷射钢纤维混凝土施工(1)喷射混凝土施工程序，见图13-2。搭设施工平台设置喷厚标志岩面清理岩面验收搭设施工平台设置喷厚标志一喷射砼拌制一初喷砼一复喷砼一养护护一验收①受喷面清理在喷射混凝土之前，清理岩石面所有松散岩块、浮石，坡墙脚的堆积物及影响砼粘着力的污迹、脏物，用高压风、水冲洗、润湿岩面，处理表面积水和疏排裂隙渗漏水等。并作好喷厚标识。②施工平台搭设施工平台利用锚杆钻孔的施工平台。③设备准备喷射混凝土设备选用HPH5混凝土喷射机，风、水、电采用开挖系统风、水、电。喷射混凝土之前应仔细检查风、水、电管线，并进行设备的试运行，确保喷射砼时设备的正常运行。④混凝土拌制钢纤维混凝土拌制采用WJ350强制搅拌机按监理批准的配合比现场拌制，钢钎维采用布料机布料进搅拌机，拌和料必须拌和均匀，随拌随⑤喷射混凝土开始喷射时，喷嘴移动方式可先向受喷面左右及上下扫射，喷一薄层，形成一薄层塑型层，然后进行正常喷射。混凝土喷射应分层进行，直到达到设计厚度，一次喷射厚度按GB50086-2001表8.5.1规定的资料选用，分层喷射时，后一层应在前一层砼终凝前进行，如果终凝1小时后再喷，应先用高压风水清洗喷层面。每层喷射作业分区段至上而下依次进行，注意坡脚要扫清残渣，喷严喷实，遇凸凹不平处，先喷凸处后喷凹处，较大凹坑，采用间隔时间分层喷射，或沿周边分成几块喷射而后向中间合拢的方法。喷射头与岩面保持1～1.2m距离，并尽可能垂直岩面，均匀而稳定地做螺旋状运动。所喷射的环行大体为横向400~600mm，高150～200mm，每一圈横向移动80～150mm，以获得均匀的喷厚和最小回弹。喷钢纤维混凝土完毕后再喷2cm厚砂浆将钢纤混凝土表面封闭。⑥混凝土养护混凝土终凝2小时后，应洒水养护，养护时间一般工程不得少于7昼夜；重要工程不得少于14昼夜，气温低于+5℃时，不得洒水养护。当砼周围湿度达到85%以上时，经监理批准，可进行自然养护。钢钎维砂空压机水泥石(3)混凝土喷射工艺流程，见图13-3。钢钎维砂空压机水泥石喷射机喷射机速凝剂添加装置硅粉水速凝剂添加装置硅粉水速凝剂混合管喷射头混合管喷射头受喷面下进出水口有F109、F110断层出露，断层处理方措施为：沿断层走齿槽内布设长4m的φ25锚杆，锚杆间距为1.5m，并浇筑C20混凝土塞, 13.3.2.1施工程序断层处理施工程序如下：土土石方掏挖锚杆施工回填C20混凝土塞13.3.2.2施工方法断层开挖一般采用手风钻钻孔爆破，两侧边坡面采用预裂爆破技术成形，坡面上的断层人工出渣，开挖石渣采用CAT320反铲装15t自卸车运弃渣场弃渣，开挖完成后，基础面再进行人工撬挖清理，清理所有爆破松动的岩石，并保证基础面平顺，处理基础面的突出凹陷的部位。锚杆钻孔采用TY28手风钻，施工工艺同边坡支护。C20混凝土采用1#拌和系统拌和，6m3混凝土搅拌运输车运输，平面上CAT320反铲入仓；坡面上人工手推车在马道上水平运输，溜槽垂直入仓，人工平仓分层振捣。浇筑完后进行养护。下库进出水口钻孔与灌浆工程项目包括边坡排水孔、挡墙基础固结灌浆及工作桥桥台、桥墩固结灌浆。其中：边坡排水孔计3645.5m，孔径分别为50mm、150mm、100mm，对应孔深0.7m、15m、1m，其中L=15m深排水孔分布在进出水口正面边坡，孔距3m。浅排水孔分布在喷混凝土表面，间距3×3m。挡墙基础及工作桥桥台、桥墩固结灌浆钻孔计728m，固结灌浆量计28.8t。孔深4m，间距2×2m，梅花型布置，灌浆压力0.1Mpa。排水孔工程项目和工程量见表13-2。序号部位项目名称单位工程量备注1进出水口边坡排水孔Φ50m927.5孔深L=0.7m2排水孔Φ150m2235孔深L=15m3排水孔Φ100m483孔深L=1m4挡墙基础固结灌浆钻孔m312孔深L=4m5固结灌浆t6桥台桥墩固结灌浆钻孔m316孔深L=4m7固结灌浆t本标段的排水孔施工包括边坡深排水孔(Φ150mm，L=15m）施工和13.4.2.1边坡深排水孔施工脚手架搭设测量放线角度调整钻孔孔深检查资料整理孔口保护脚手架搭设测量放线角度调整钻孔孔深检查资料整理孔口保护钻机就位监理验收①进出水口正面边坡分布5排深排水孔，施工应随着边坡自上而下开挖进行，在边坡喷锚支护完成后方可进行钻孔。②排水孔孔位采用测量仪器精确放样，孔位应符合施工图纸要求。因故变更孔位应征得监理人同意，并记录实际孔位。③在排水孔周边30m范围内（或监理人指示范围内）的灌浆孔尚未灌浆之前不得钻进排水孔。④采用100B型潜孔钻机钻孔，安装Φ150mm冲击器，由固定空压机站集中供风。⑤排水孔钻进过程中，如遇有断层破碎带或软弱岩体等特殊情况，及时通知监理人，并按监理人的指示处理。⑥若钻进中排水孔堵塞，则重新钻孔。⑦排水孔钻孔结束后，应妥善保护，并及时组织验收。浅排水孔主要分布在边坡喷混凝土和挡墙表面，有Φ50mm和Φ100mm两种，深度分别为0.7m、1.0m，其施工程序同深排水孔。Φ50mm排水孔采用YT-28型手风钻钻孔，Φ100mm排水孔用100B型潜孔钻机钻孔。下库进出水口固结灌浆用于挡墙和桥台﹑桥墩基础处理，总计钻孔628m，孔深4m，总灌浆量28.8t，集中在进出水口44.5m高程以下。布13.4.3.1施工布置⑴制浆系统由于固结灌浆量较小，且较集中，待进出水口开挖完成后，在前池底部39.5m高程设集中制浆站。集中制浆站搭设临时性水泥仓库，站内⑵风、水、电供应由固定空压机站集中供风。水、电由工地供水、供电系统敷设专用管线供应，以保证灌浆施工连续作业，工作面上采用电缆向设备供电。⑶排水、排污施工中产生的废水、废弃浆，经过适当处理，由排污泵集中排出。13.4.3.2施工方法（1）因进出水地质条件较差，因此分三序孔施工。固结灌浆时安设抬动变形观测装置进行变形观测。钻机就位（2）钻孔采用手风钻钻孔，孔径42mm，孔位严格按设计钻机就位测量放线钻孔清孔压水试验封孔质量检查（3）钻孔冲洗采用压力水冲洗。压水试验在裂隙冲洗后进行，压水试验采用单点法，试验孔数不少于固结灌浆孔数的5%。（4）固结灌浆采用一孔一机循环式灌浆法。灌浆采用自上而下分段灌浆法，第一段长度为2m，第二段长度为2m。（5）固结灌浆压力通过灌浆试验确定。灌浆时使用自动记录仪记录灌浆施工参数。（6）灌浆的水灰比应按灌浆试验确定的或监理人批准的水灰比，可采用5：1、3：1、2：1、1：1、0.6：1、0.5：1七个比级。灌浆浆液应由稀到浓逐级变换。当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。（7）灌浆过程中，若发现冒浆、漏浆，根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆等方法进行处理。孔口有涌水的灌浆孔段，在灌浆前测记涌水压力和涌水量，根据涌水情况，选用下列措施综合处理：①自上而下分段灌浆；②短的段长；③高的灌浆压力；⑤屏浆；⑥闭浆；⑦纯压式灌浆；（8）固结灌浆在规定的压力下，灌浆孔段注入率不大于0.4L/min时，延续30min，即可结束。（9）固结灌浆孔封孔采用“机械压浆封孔法”。（10）固结灌浆质量检查采用压水试验检查或测定岩体波速方法，压水检查孔数量为固结灌浆孔数量的5%。检查结束后进行灌浆和封孔。下水库固结灌浆安排在开挖完成后进行，即2005年1月开始，2005年5月结束，工期相对宽松。排水孔施工在边坡喷混凝土完成之后进行，抗滑桩是进出水口边坡保持稳定的关键，也是整个下库基础处理工程的重点和难点。开挖断面均为3×5m，混凝土标号C30，抗滑桩顶部用C30混凝土联系梁联接，梁高3m。抗滑桩特性见表13-3。型号深度（m）根数（根）备注Q14Q24Q35Q42Q5403Q6402由于工期较紧，竖井应在边坡开挖到设计高程后立即施工，采用自上而下的顺序开挖，同高程的竖井同时开挖，75m高程以下优先开挖正面边坡中间的竖井，以便尽早为工作桥桥墩施工提供场面。13.5.2.2竖井开挖施工方案竖井段围岩以为Ⅲ、Ⅳ类围岩为主，均采用YT-28X型手风钻全断面开挖，人工装料，10t卷扬机出碴。竖井穿越软弱夹层或破碎带时，及时采用锚喷（钢筋网）临时支护，喷砼厚度小于10cm。对破碎严重或局部垮塌的部位，采取C15混凝土衬砌，衬砌断面不得侵占设计断面。由于竖井开挖深度较深，开挖高程底，开挖过程中可能有地下水渗漏，要及时排水。临时支护和排水将制约整个竖井的开挖进度，因此要坚持“自上而下，及时支护，加强排水，确保安全”的原则，精心组织施工。对开挖过程中可能出现的情况，要制订详细的对策和预案，并报监理工程师审批。竖井开挖施工工艺流程见图13-7。13.5.2.3竖井开挖施工方法（1）钻孔：采用YT-28型手风钻钻孔，中部“V”型掏槽，周边按光面爆破布孔，孔深2m，乳化炸药非电微差爆破，单耗0.8～1.6kg/m3。对Ⅳ类围岩采用短进尺、弱爆破、勤支护的方法开挖，钻孔深度1.5m，炸药单耗控制在0.8kg/m3以内，并注意对喷混凝土的保护。对于破碎带应尽量人工直接开挖或风镐撬挖。施工中核对岩石情况，如与地质资料出入较大，及时通知监理工程师。实际桩底高程报监理工程师会同设计和地质工程师现场勘察后确定。测量放线钻孔爆破排风散烟 清理撬挖 井壁清（2）出渣：爆破后采用人工出碴，装吊篮，经卷扬机提升平台提升至洞口，渣料用手推车推至开挖面集中，用CAT320C挖掘机装15t自卸汽车运到指定地点。（3）井口段固壁：井口段2m开挖时加大20cm，用C15混凝土衬砌固壁，以确保井下安全。（4）竖井通风：采用14KW轴流风机向工作面送风，风筒直径为φ800mm，竖井内应在工作面随时测试氡气和其他空气污染物浓度，确保工作人员安全。（5）排水：竖井内采用XA32/20水泵将渗水及时排出。（6）临时支护：视井壁地质情况采用喷混凝土、锚喷支护或混凝10cm，采用干喷法施工。对Ⅲ类围岩段，可不采用支护措施，需将表面松动岩块清理干净，并在施工过程中经常检查，确保井下安全。竖井开挖钻孔布置及爆破参数见附图（施-YXP/C3-13-04）。竖井开挖循环时间见表13-4，由于临时支护工程量不确定，表内没有列入支护时间。表中按钻孔深2m，单循环1.8m计算，开挖量27m3。13.5.2.4竖井施工安全措施（1）加强通风、加强对氡气的预防及测试，工作面氡气浓度超标准时停止施工。（3）在井下工作面设置防护罩，当上下吊物时，人在防护罩内。（4）加强对支护的观察与检查，如有隐患，及时处理。（5）施工监测资料及时反馈，指导施工。（6）井下工作人员不宜超过3人，必须戴安全帽，除氡气外，须随时测量其他空气污染物的浓度，当污染物浓度超过GB3095-1996规定的限值三级标准时，应增加通风设施。1234789257每一循环时间：12小时（支护时间未计）（7）定期检查卷扬机和钢丝绳，对发现的问题及时处理。严禁卷扬机带病使用，对已磨损的钢丝绳应立即根换。卷扬机的控制系统必须采用双保险，即手工操作和自动保护装置。建立健全安全管理体系。13.5.3.1施工程序浇筑11565m3(其中联系梁1290m3)，钢筋制安1567.5t（其中联系梁129t）。抗滑桩混凝土浇筑在井身开挖完成验收后立即进行，尽可能连续浇筑。施工程序见图13-9。抗滑桩和联系梁混凝土是大体积回填混凝土，具有浇筑量大、连续作业的特点，必须加强现场的组织和管理。13.5.3.2施工方法⑴钢筋制安：按设计图纸在钢筋加工厂集中加工。成型的钢筋运到现场，用钢筋台车和卷扬机吊运到井内，再按设计要求进行钢筋的绑扎和焊接。联系梁钢筋人工搬运，按设计要求进行绑扎和焊接。模板采用组合钢模板，现场拼装。开挖验收钢筋加工钢筋绑扎仓面验收联系梁模板↓ 混凝土拌制混凝土浇养护⑵检查验收：混凝土浇筑前，清除井（仓）底沉渣和杂物，清洗井壁，排除积水，检查钢筋绑扎是否满足设计要求。⑶混凝土浇筑：竖井混凝土必须连续浇筑，如因故中断，其接缝面应按施工缝作特殊处理。混凝土在混凝土1#拌和系统集中拌制，用混凝土搅拌运输车运输至其他均采用槽溜到井口，竖井段采用φ200mm无缝钢管入仓，溜槽顶部在环库公路附近约86m高程，为了减少平仓的工作量，在钢管的未端套接10m左右的软管，以便混凝土入仓时控制混凝土的下料点，使下料比较均匀。混凝土入仓后，由人工手持铁锹平仓，50型插入式振捣在混凝土施工过程中，在抗滑桩的井口设置防护拦栅和挡板，洞口设置防护棚，以防混凝土施工时，从边坡上滚石头进入抗滑桩内。在抗滑桩的洞口设置警戒标志，并派人24小时值班。抗滑桩竖井开挖和混凝土施工方法见附图（施-YXP/C3-13-05）。如前所述，下库进出水口边坡地质条件较差，为确保边坡稳定，除锚喷支护和抗滑桩外，在边坡底部布置24根3000kN级深孔（45m）预应力锚索，锚索轴线均下倾40度。这些锚索和抗滑桩一起，对改善边坡滑移条件、保持边坡稳定起决定作用。预应力锚索施工是进出水口支护的重要内容。锚索布置见附图（施-YXP/C3-13-01、02）。预应力锚索施工工艺流程见图13-10：(1)锚孔编号：按设计图纸准确编号使用J2经纬仪，按前方交会法测放孔位。钻孔处使用红油漆标定孔位，并标明孔号，孔口坐标误差≯100mm。(2)管架必须稳定牢固，保证管架刚度，采用剪刀架与主承载部位增加立柱密度相结合的措施，满足承载要求。(3)搭设管架平台所用木板厚度σ≮45mm。钻机用汽车运至工地后，用吊车或人工运至管架平台上。为保证锚孔质量，使锚孔在施工过程中及成孔后其轴线的倾角、方位角符合设计及规范要求，必须保证钻机就位的准确性、稳固性。设 锚墩浇钻机就位造孔合格合格压水试验压水试验(1)确保钻机就位准确性使用J2经纬仪测定钻机立轴，调整钻机立轴轴线和边坡岩面接触点的高程与标定孔位高程保持一致，以及使钻机立轴轴线方位角与锚孔设计方位角一致。使用地质罗盘测量，调整钻机立轴轴线倾角，使钻机立轴轴线倾角与锚孔设计中心轴线倾角一致。调整钻机至钻机底座前止点时，使钻机立轴轴线与锚孔轴线一致。测校开孔钻具轴线，使其与锚孔中心轴线方向一致。(2)确保钻机和管架平台稳固①钻机安装钻机采用XY-2液压回转潜孔钻机。用水平尺测校管架平台水平度，并修整水平度误差，确保平台平整度，钻机机台木与施工平台必须平面接触。各支、顶受力杆件要与钻机、架管接触。用卡固扣件卡牢钻机，使钻机牢固固定在工作平台上。钻机立轴轴线方位角与锚孔轴线方位角一致，立轴轴线倾角与钻孔倾角一致。钻机基础工作面应牢实稳固。高架平台基础面，应加密钻机平台下部管架，保证平台足够刚度。②试运转钻机，再次测校开孔钻具轴线和倾角，使其与锚孔轴线和倾角一致，然后拧紧紧固螺杆。③以上各项工作准备充分后，经监理工程师现场验收合格并指示开孔钻进后，方可开机钻进。④施工过程中，随时检查，确保卡固扣件处于紧固状态，保证施钻过程中钻机的稳固性。①孔径：3000KN级锚索孔径拟采用为Ф200mm。②倾角：均为下倾40度，如须调整，必须得到监理工程师的批准。③锚固段长度：严格执行设计要求，初拟为10～12m。④孔深：45m。预应力锚索的锚固段应位于满足锚固设计要求的岩体中，若孔深已达到预定深度，而锚固段仍处于破碎带或断层等软弱岩层时或经过检测后，其锚固段岩体满足不了设计要求，按工程师指示延长孔深，继续钻进，直至监理工程师认可为止。⑤孔底偏差：设计要求不大于孔深的2%。①设备：XY-2液压回转潜孔钻机。②冲击器：采用CIR170配套Ф200mm钎头。①钻进方法：风动潜孔锤冲击钻进。②工艺参数钻进压力：开孔时，使钎头紧贴岩面低压冲击，平稳缓缓推进即可；正常钻进时Pf=1～3KN。转速：开孔转速n=0；正常钻进转速n≯90r.p.m。风量：Q风=15～19m3/min。①开孔前，清除孔口附近松动岩块，岩石破碎带的孔位可采用浇筑混凝土保护孔口的措施。②为有效控制孔斜，使钻孔倾角在设计、规范允许误差范围内，在冲击器上加扶正器。③保证施钻质量，控制钻速。每钻进1m，必须缓慢倒杆1m，往返不少于2次，直至孔口无岩粉返出，以利充分吹粉排渣，避免卡钻及重④每钻进10延米，修正其不允许误差。⑤随时检查并紧固钻机周围架管扣件，防止钻机位移。(5)破碎地层段的钻进措施在钻遇破碎地带时，钻具会发生跳动，钻进负荷加大，甚至会发生坍孔、卡钻、埋钻事故，给正常钻进带来不利影响，为此，必须采取有效措施保证正常钻进施工，具体措施：①钻进一定深度遇破碎带时，钻机负荷稍有加大，应立即倒杆，让钻具退出破碎段，进行固结灌浆、待凝，以使孔壁稳定。待凝期内，该锚孔施工钻机不得作任何位置变动。但为保证施工进度，采用一台机组人员配两套设备的方式进行施工，停机不停人，保证施工进度。②穿过破碎带或软弱层面时，可用CIR65冲击器尽量超前钻进，进行固结灌浆处理后再扩孔钻进。③钻遇渗水岩层，及时进行固结灌浆处理。(6)钻进施工过程中必须对钻进速度、孔内情况等进行详细记录。要求记录清晰、完整、准确、及时、可靠。(7)声波测试与锚固段岩体的判别①预应力锚索的锚固段应位于满足锚固设计要求的岩体中。②锚固段设置位置根据物探声波测试结果确定。③应对10%的锚索孔进行全孔声波测试，其余锚索孔只对锚固段及其以外10m范围内进行声波测试，如锚固段有20%的长度段声波值小于3500m/s，则由监理工程师确定是否调整锚固段位置，包括加深钻孔。洗孔采用压缩空气冲洗，直至孔口返出之风，手感无尘屑，延续5~①通过固结灌浆，使孔壁稳定，确保锚索孔在破碎地层段能够顺利在锚索张拉时，可基本消除岩体压缩变形，减少岩体蠕变对锚索应力的影响，这对保证锚索永久赋存力具有十分重要作用。③通过固结灌浆，先行对岩体裂隙进行封闭，使得锚固注浆时浆液渗漏最小，提高锚固段的灌浆效果，以获得沿锚固段高质量的粘结应力，并提高锚索的防腐能力。①设备：ZJ-400高速搅拌机，100/3.5砂浆泵，3SNS100/10高压灌浆泵。（3）材料①水泥：新鲜普通硅酸盐水泥，强度等级不应低于42.5。不得使用受潮结块的水泥，出厂期超过三个月的水泥不应使用。②水：符合拌制水工混凝土用水。③速凝剂：经现场试验，并报监理工程师审批后，选用适合本工程需要的速凝剂。④砂：符合《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62-94规定。是否掺入及掺入量根据现场实际，并经试验，报监理工程师审批后执行。（4）灌浆施工①灌浆方式：循环式。③灌浆压力：按设计规定值。④浆液配制：a使用ZJ-400高速搅拌机搅拌浆液，搅拌时间t≮3min。浆液合理比级由现场实际确定。施灌时，浆液应由稀变稠，逐级改变。在灌浆过程中须结合被灌地质体条件尽量使用浓浆灌注。⑤灌浆质量控制a灌浆压力：一般情况下，灌浆压力应尽快达到设计规定值。但对于包括裂隙发育、断层破碎带在内的注入率大的地层应根据实际情况分bW/C变换：当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级浆液的注入量改变不显著时，应变浓一级；当注入率大于30L/min时，可根据情况越级变浓。c施灌过程中，灌浆压力或注入率突然改变较大时，应立即查明原因，采取相应的处理措施。d施工过程中因设备等原因而停灌，必须及时恢复，并将恢复前后注入率作定量分析，如果注入率出现较大偏差，应及时处理，以保证施工质量。e施灌过程中发生的串浆、冒浆、吸浆量大等应视具体情况采用符合现场实际的方法进行处理。f准确及时记录施工情况，并及时分析。发现异常应及时处理，并向监理、设计报告；对非常规处理方案，应报请监理工程师审批后执行。g随时监测进浆及回浆比重和粘度，并抽取试样。h灌浆结束标准：在设计规定的压力下，当注入率≯0.4L/min，继续灌注60min，灌浆即可结束。固结灌浆结束后，使用压缩空气吹净非灌段的浆液，扫孔使用同级钎头扫孔。在锚固端灌浆前后均需做压水试验。压水试验表明岩石透水率>3lu时，则需灌浆或再灌浆，直至岩石透水率<3lu时为止。锚索孔钻至规定的孔深后，报请监理工程师进行钻孔检测，检测内容包括锚孔方位角、倾角、孔深、孔径、孔底沉渣等综合指标，满足要求后进行内锚固段的压水试验。根据设计要求对内锚固段做压水试验，以确定孔周围岩石是否需要固结灌浆，封闭岩体裂隙，使锚索注浆时浆液渗漏最小，从而获得沿内锚固段高质量粘结应力，并提高锚索的防腐能力。采用单点法压水①压水试验压力的选定（表13-5）灌浆压力（MPa）单点法压水试验压力（mpa）1～31灌浆压力的80%②压入流量稳定标准：在稳定的压力下，每3～5min测读一次压入流量，连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1L/min时，本段试验即可结束，取最终值作为计算③压水试验成果以透水率q表示。其计算公式按设计要求进行。（4）若锚孔周围岩石的透水率大于3Lu，对该孔分段灌浆，张拉段段长不宜大于8m，灌浆压力根据地质条件报监理工程师审批后执行。灌浆后若被灌岩石仍未达到透水率小于3Lu要求，应进行扫孔复灌。终孔后，采用水和压缩空气冲净孔内岩粉、积水。（1）锚索结构拟采用自由式拉压分散型结构：钢绞线采用PE胶套包裹的无黏结高强低松弛预应力钢绞线（图13-12索体由内锚固段和自由段组成，索体由锚固段拉力分散型钢绞线和压力分散型钢绞线混合编制而成。压力型钢绞线分组（一般4根为一组）后通过隔离架和承压板连接，沿内锚固段均匀分布。压力型钢绞线则要剥去PE胶套并将钢绞线用专用清洗剂清洗干净后，通过隔离架固定，沿沿内锚固段均匀分布，从而形成拉压分散型索体结构。锚索结构示意见附图（施-YXP/C3-13-06）。此类型锚索属于单孔多锚头锚索（图13-13和通常的自由式压力型或拉力型锚索相比，它克服了应力集中、改善了锚固段的受力状态，具有对地层锚固适应性强及其良好的防腐效果（图13-14增强了锚固效果，提高了锚固寿命，对工程的长效锚固起到了重要作用。自由式拉压分散型结构是目前较为先进的结构，效果很好，特别是在岩体相对破碎的预应力锚固工程，此类结构更为合理。常用锚索的简单应力分析如下：①拉、压力型锚索应力分析a拉力型预应力锚索的锚固段前段为拉应力集中区，并逐渐衰弱至后段，易产生剪切破坏。其应力分布示意图（图13-15）。b压力型预应力锚索的锚固段底部为压力集中区，易致锚固体压裂二者对锚固段的不同破坏方式，均会不同程度影响预应力锚固效果及寿命。②自由式拉压复合型锚索应力分析自由式拉压复合型锚索摆脱了锚固应力集中分布状况，使锚固段应力分布趋于均匀，因而锚固效果良好，增强了锚固寿命，具有对复杂及软弱地层适应性强的优点，并同时具有单孔复合锚索的特点。其应力分（2）锚具设计工作载荷（KN）钢绞线数量（束）材料保证强度利用系数（%）30001960.7(4)钢绞线：选用符合《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-1995和强度级别MPa公称直径mm截面面积mm2弹性模量KN/mm2极限1%伸长最小载荷KN延伸率%荷载KN强度MPa186015.24195±102661900234.6≮3.5①下料：使用砂轮切割机下料。下料长度为：L=内锚固段钢胶线设计长度L1+张拉段长度LО+锚墩长度L2+张L1—内锚固段钢胶线设计长度，长度不等qm—单根锚索的超张拉力D—钻孔直径C—胶结材与孔壁的粘结强度k—锚固长度安全系数仰孔：k=2.0，俯孔：k=1.5②内锚固段拉力钢绞线清洗a剥离内锚固段拉力型钢绞线的聚乙烯塑料套。b剃除钢绞线表层保护油脂。将钢绞线清洗干净，直至手感无油腻有涩感且表面乌黑发亮。a将钢绞线顺直排列在加工平台上，保持长度一致。b按照图纸装配挤压头、锚板、托板进行锚头部分的制作。c顺直两根塑料管（注浆管或排气管按1.2m的间距安置隔离架、对中架。自由段：在两隔离架中间使用固定环约束。锚固段：在两隔离架中间使用固定环和黑铁丝将其捆扎成纺锤型，e锚固段顶部安装导向帽。f对组装好的锚索按照对应的锚索孔进行编号，并妥善放置备用，成型锚索图片见图13-19。①锚索体所用材料，均应出示材质证明书，报监理工程师审批后，方可使用。每批材料到货、报请工程师抽样检查。②锚索体的外观检查，其结构尺寸和加工质量必须经监理工程师验③每根锚索体按锚索孔号对应挂牌。（1）下锚方式：人工下锚。（2）下锚时，操作人员要协调一致，用力均匀，只能往里推，不能往外拉，保证锚索体在孔内顺直不扭曲。（1）采用一次性注浆（2）制浆①设备：ZJ-400高速搅拌机，100/3.5砂浆泵。a水泥：新鲜普通硅酸盐水泥。水泥强度等级不得低于42.5，并采用早强型水泥。b水：符合拌制水工混凝土用水。c砂：符合《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-94）的规定。水泥砂浆应通过1.25mm的筛子。d外加剂：符合《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-94）的规定。是否掺入及掺入量根据现场实际及施工要求，并经试验，报监理工程师审批后执行。以使锚固段浆液结石强度指标满足：R7d≮35MPa，R28d≮50MPa。④搅拌时间：t≮3min。（3）灌注①一根锚索一套注浆系统，采用3SNS100/10高压泵灌注。②灌注前先压入压缩空气，检查管道畅通情况。③灌注方法：进出水口锚索均为下倾的锚索孔，浆液由下往上连续灌入。（4）注浆浆液取样试验为给锚索张拉提供依据，注浆时对每一根预应力锚索的灌浆浆液应取样3组，作R3、R7、R28抗压强度试验。13.6.3.13锚墩浇筑模板采用四片定型钢模板现场支立，钢模与岩石方向空隙用木模板现场制作安装。上片模板预留观察排气孔口。安装前，在孔位上下的基岩面上打两排φ32插筋，孔深上排1.5m，下排0.5～1.0m，孔距排距1.5m，用L10型钢将上下对应的插筋焊接起来，在型钢下端焊L7.5×7.5角钢，钢模板下沿支撑在角钢上，并用螺栓栓牢，模板上端用拉筋拉在型钢上端并焊牢。钢筋网的架立筋焊在插筋上。锚墩浇筑示意见图13-20。钢垫板安装：钢垫板牢固焊接在型钢支架上，其预留孔的中心位置置于锚孔轴线上，平面上与锚孔轴线正交，其误差不得大于0.5°。13.6.3.14锚索张拉试验b熟悉并检验工艺操作、锚索结构、锚夹具材质等。钢模板钢模板钢垫板钢垫板木模板C②预应力锚固基本试验按照设计要求进行，在预应力锚索正式施工前完成，以正确指导正式施工。③基本试验在不同岩石类型的典型的坡面上进行，试验数量不得小④基本试验所用锚索结构、锚夹具、张拉设备仪器及施工工艺，应与工程实际采用的相同。⑤基本试验按分级加载进行，分级记录测试读数及锚索伸长值。测试应以初始应力为起点；初始应力为设计应力的0.2倍，分级张拉力分别为设计值的0.25、0.5、0.75、1.0、1.15倍；但最大张拉力不得超过预应力钢绞线强度标准值的75%。⑥整理试验结果，绘制张拉应力与伸长值的关系曲线，判定锚索是否张拉合格。如果在最大载荷时，锚索的弹性变形在下述两个限值之内，则预应力锚索是合格的。a预应力锚索伸长值的上限，等于锚索张拉段长度加50%内锚固段长度的理论弹性伸长值；b预应力锚索伸长值的下限，等于锚索80%张拉段长度的理论弹性伸⑦提交基本试验结论。①在岩石开挖之前28天进行岩锚的原型现场适应性试验，以确认在现场岩石条件下每一种类型的岩锚是否与规定要求相符合。每种类型的岩锚在监理工程师选定的即将支护的不同岩石类型的典型的坡面上进行试验。②提供所有现场试验的设备，每一种安装试验完成后7天内，向监理工程师提交现场试验的结果及观测记录。③每次现场试验开始前，至少提前24h通知监理工程师，以便能到场检查试验安装情况。④在监理工程师要求的位置，在每个部位至少安装1根设计长度的预应力锚索进行加载试验。⑤参考销钉应安装在托板上，在预应力锚索施加定位荷载前、后以及在每级荷载施加的开始和终止时，都应观测销钉的位移。⑥对托板要进行精确的控制观测，以确定由于施加载荷和地面沉降引起的托板位移，同时分别确定钢绞线拉伸应变，以及与锚索张拉有关的粘结部分的可能徐变。应在远离试验区至少50m处设立两个控制水准点，避免锚索张拉时对水准点位移的影响。⑦做荷载试验时，预应力锚索按按下列程序张拉：最小观察时间荷载（工作载荷的百分数%）30min60min603h3h3hb阶段B百分表指针调零，记录参考点高程的读数。d阶段D施加荷载到要求的量值后，对表13-8列出的这个荷载等级，记录最小观测时间范围内的百分表读数。从施加荷载到要求量值后，每隔1、3、5、10、15、30min，1、2、3h，直到规定时间结束，应记录读数，以绘出时间与徐变位移曲线。每一级加载开始及结束应记录参考点的高程。e阶段E将荷载降到定位荷载30KN，确定锚索永久变形表的读数和参考点的高程。f阶段F将荷载增加到先前达到的荷载值，记录百分表读数和参考点的高程，然后将荷载逐渐增加到表13-8中的下一级荷载。g阶段G重复阶段D、E、F直到荷载加到设计工作荷载的100%，每一次加卸荷循环后，记录百分表读数以及最大最小荷载，在每次卸荷和重新加载循环之间不应中断。随后，将荷载降到定位荷载30KN，然后施加100%的工作荷载，至少进行表13-8中的最短时间观察。h阶段H在执行完阶段D、E、F规定的工序后，荷载按表13-8所列增值继续施加，在每级施加荷载增量之间，至少应观察3h，如有明显的徐变发生，可以增加观察时间。i循环加载后，试验岩锚应重新加载到110%的工作荷载锁定。当荷载从千斤顶加到荷载分布板上时，应考虑预应力锚索有张拉应力损失。锚索张拉应在锚固灌浆抗压强度达到30MPa后进行。张拉方式采用穿锚→初始循环张拉→第一循环张拉→第二循环张拉→第三循环张拉→第四循环张拉。①清理锚具、工作夹片及钢绞线表面，夹片及锚具锥孔无泥砂等杂②将钢绞线按周边序和中心序顺序理出，穿入锚具，套上夹片。③推锚具与钢垫板平面接触。a）张拉前的准备b）安装张拉设备⑴清理钢垫板钢绞线表面(1)千斤顶安装就位⑵安装锚具、夹片、安装限位(2)用挡板推紧工具锚夹c）张拉(1)向千斤顶张拉d）锁定(1)打开截止阀，伸长值顶回油缸供油，活塞回程④用尖嘴钳、改刀及榔头调整夹片间隙，使其对称。每一循环张拉操作示意图13-22。bacc②YDC240Q单根张拉千斤顶。③YCW400A整体张拉千斤顶。④压力计或荷载仪。⑥张拉设备技术指标（表13-8，13-9，13-10）质量ZB4-500S型号额定压力公称张拉力质量穿心孔径(mm)外形尺寸YDC240Q5024020018.2(MPa)(KN)(mm)质量(mm)外(mm)YCW400A①加载速率：保持在40KN/min左右。②卸荷速率：每分钟不宜超过设计应力的20%。③张拉顺序：先单根张拉，再整体张拉。在采用单根张拉时，千斤顶间隔对称分序张拉，确保各根钢绞线平均受载。a先张拉锚具中心部位钢绞线；b然后张拉锚具周边部位钢绞线，张拉时按照间隔对称分序进行。④预应力的施加：向张拉油缸加油使油表指针读数升至张拉系统标定曲线上预应力指示的相应油表压力值。⑤在每一张拉过程结束后应测量钢绞线伸长值并按要求的工程表格做好记录。①底盘荷载：对锚索施加30KN的整体荷载，将钢绞线逐根拉直预②将钢绞线逐根按设计应力的10%锁定，再逐根分序张拉至设计应载至σ/2荷载锁定。（稳定后锁定）续加载至σ锁定。①以压力计或荷载仪控制，均匀加载至设计工作载荷的125%，加载速率保持在40KN/min左右。②保持荷载20min，并测量20min内锚索的徐变位移量。如果在20min时间内徐变值小于2mm，则该预应力锚索是合格的，即进行第④步工作，否则，进行第③步工作。③如果在20min内徐变值大于2mm，应再保持荷载45min，并测量锚索的徐变位移量。监理工程师检查荷载与位移以及位移与时间的关系。如果在最大载荷时，锚索的弹性变形在下述两个限值之内，则预应力锚索是合格的。否则，为不合格，应另外补拉。a预应力锚索伸长值的上限，等于锚索张拉段长度加50%内锚固段长b预应力锚索伸长值的下限，等于锚索80%张拉段长度的理论弹性伸④载荷降到设计的锁定载荷后，随即锁定锚索应力损失基本稳定后，应对锚索进行补偿张拉，以满足设计永久赋存力的要求。补偿张拉程序同张拉程序第四循环张拉。13.6.3.17封锚——外锚头保护(2)建议采用钢罩内充填防腐油保护方式。(1)已使用的预应力锚固文件包括：生产厂商提供的试验数据和证据，证明拟采用的岩锚类型已在现场类似岩石条件的开挖边坡上使用至少5年。(2)其它应提交文件资料①各种岩石类型下锚索设计荷载；②预应力锚索钢绞线材料的等级和性能；③防腐蚀的方法和细节；④灌浆的拌和料、强度、外加剂等实验报告；⑤钻孔方法、设备；⑦灌浆细节和灌浆压力；⑧预应力钢绞线的张拉段防粘结方法；⑨验收试验、步骤和监测设备荷载仪、压力计的详细资料和精度；⑩卸荷和再加荷的规定和细节。按照合同进度计划和要求制订材料采购计划报送监理工程师。查验每批材料的材质证明、材料合格证书、货验单等有关证件，并将这些证件的复印件提交监理工程师。②抽样检验对材料按有关规定进行抽样试验，并将试验结果报送监理工程师。③验收入库鉴定合格的材料方能入库。组装