高速公路路堑高边坡预应力锚索框架防护施工.doc

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1、高速公路路堑高边坡预应力锚索框架防护施工前言：预应力锚索框架施工是目前解决边坡局部稳定问题，增加和改善边坡稳定性和应力变形条件的有效措施。它是在滑坡体上打若干排锚索，锚于滑动面以下的稳定地层中，地面用梁或墩做反力给滑体预应力来稳定滑坡。徽杭高速公路屯溪至昱岭关段为山区高速公路，路基高边坡较多，为了确保运营后的交通安全，多处工点采用锚索框架防护。下面结合典型的工点简述预应力锚索框架的施工方法关键词：高边坡 锚索 防护 施工1、工程概况徽杭高速公路ZK62+504+680路段左侧高边坡路线左侧上部为老徽杭公路，最近水平距离约20m，高差约32m，自然坡面综合坡率约1：0.7。由于老公路在此路段狭窄

2、（宽约6m），曲线半径小（R16m），交通流量大，且在高速公路竣工运营过程中不允许中断交通。因此，对本路段左侧高边坡采用了锚索框架防护。本路段位于皖南浙西剥蚀低山丘陵段，地形坡度为40o50o，水系发育多为树枝状冲沟。边坡地层岩性主要为千枚岩，其千枚化程度较低，岩体受地层构造作用影响较严重，节理裂隙发育，并有多条不利于边坡稳定的结构面，沿老公路左侧两组结构面分别为160o31o和135o43o，已沿此结构面发生小型滑塌。边坡设计开挖后形成三级边坡(每级边坡坡顶留2m宽碎落平台)，坡率为1:0.3 1:0.5，每级边坡高9m，中段采用锚索框架进行局部加固，两端以护面墙及锚杆框架进行加固防护。本工

3、程三级边坡共设设置30片预应力锚索框架，每片框架由两根竖肋和三道横梁及顶梁连接而成，在结点处设置预应力锚索，每孔锚索由5根S15.24mm高强度、低松弛预应力钢绞线组成，锚索设计拉力500KN；锚索俯角20o，锚索长度第一级为，第二级为，第三级为，其中锚固段长为8m。竖肋及横梁截面尺寸均为.50.5，每一片框架内肋柱横向间距锚索框架结构图2、预应力锚索框架施工2.1、框架锚索施工工艺：施工工艺流程见下列框图锚索施工工艺流程图锚索现场抗拔试验测量放点搭建施工平台钻机设备就位、安装固定锚索成孔清孔、下入锚索锚索注浆框架梁放线开挖框架梁基础支立模板安装锚具底座浇注混凝土锚索张拉三维植草混凝土封锚防腐

4、、阻浆处理编制锚索修改设计混凝土搅拌材料准备过筛砂浆制作钢筋安装钢筋制作Y2.1.1、成孔钻孔成孔是锚索施工中控制质量与工期的关键工序，也是在锚索施工时占据较大比重的工程量。施工前要作好平整场地等准备工作，搭设脚手架作为钻机工作平台，脚手架全部采用钢管搭成，务必搭设安稳、牢固，确保钻孔时钻机在岩层钻进反推力作用下的施工安全。按设计要求测量放线精确定孔位后进行钻孔施工，根据设计要求的钻孔参数和地层类型，确定适用的钻孔设备和工艺，力求达到提高工作效率和降低工程费用的目的。本工程锚索孔设计孔径130mm，所采用的技术措施为： (1)、由于地层岩体破碎，为风化岩层，考虑到水对岩层断层面稳定性的影响，以

5、及滑坡成因的内在因素，钻孔时禁止注水钻进，以确保锚索施工不致于恶化边坡岩土体工程地质条件。因此选择风动潜孔锤钻进工艺，成孔钻具选择CIR90系列冲击器，配130钎头，接73钻杆。当然根据钻孔设计要求和不同地层条件，可选择不同的配套钻具。(2)、钻机就位采用钢架管对角固定钻机底座，把钻机固定在钻机平台上，下垫木板，以确保钻机平稳及施工人员行走方便，钻机倾角使用地质罗盘校正，使钻孔倾角及水平角误差控制在锚索长度的3以内。(3)、工作区地层主要由千枚岩和灰质粉砂岩组成，节理、裂隙发育，岩石风化较严重。根据过去的施工经验和该地层的特点，采用直径73mm的钻杆配冲击器的钻具，这种钻具可以实现全孔保直钻进

6、。(4)、施工中钻孔孔位严格按照放线点进行钻机定位、开孔并钻进成孔， 为了保证锚索能够达到设计目的，必须保证锚索的施工精度，保证孔斜率不超过3。施工中应采取如下措施：a、钻机固定一定平稳、牢固，用扣件将钻机与脚手架连接成一体。b、开孔时应采取小钻压、低转速的钻进工艺参数，即冲击器入孔口处时，应当减少给进压力，观察钎头能正常钻进即可，等开孔后，再正常钻进。(5)、钻进过程中用钢卷尺量准钻具及所加钻杆长度，作好钻孔记录，为准确判断地层变化及滑面的位置提供依据，施工时尽量不扰动钻孔周围 岩层。成孔深度应比钢绞线的锚固长度+自由长度多1.0 m。锚索的锚固长度L为10 m，且必须从微风化层算起，进入基

7、岩，自由长度L，即按各横断面图中所示长度，根据钻孔地层实际情况适当调整。(6)、锚索孔径130mm，成孔后的孔径不得小于该值。钻孔完成以后必须使用高压空气(风压不小于0.4MPa)将孔中岩粉或地下水全部清除孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩体的粘接强度。2.1.2、锚索的编制与安装本工程中锚索采用15.24mm高强度、低松弛钢绞线制作，强度级别为1860Mpa。锚索张拉端采用OVM l5-6型锚具，考虑到锚索张拉工艺的要求，实际下料长度要比设计长度多2m，即锚索长度 L锚L锚固段+L自由段+2.0m。施工中锚索下料长度按锚索实际孔深再加1.0m。钢绞线的切割采用砂轮切割机。锚索编制与安装的技术措施

8、为：(1)、平整施工场地，放好作业支架，支架间隔不大于2m，将切割好的 钢绞线平放在支架上，逐根检查，对有磨损、严重锈蚀、松散等现象的予以剔除。然后从一端量出锚固段的长度，除锈并做出标记：(2)、预应力锚索在有效锚固段设有架线环与导向帽。导向帽用60钢管制成，5根钢绞线端头焊在钢管内；架线环用钢管和8钢筋制成，5根钢绞线以等角度间隔架在架线环上；架线环与架线环之间的距离为 3.0m，在两个隔离架之间，用紧箍环将钢绞线束拢；架线环的设置要保证注浆管顺利通过并置于锚索的中心；架线环用细铁丝与钢绞线拧紧，不能前后错位现象。(3)、清除钢绞线上的污物及锈斑后做防腐处理，自由段涂防腐剂后，先用无氯石油沥

9、青涂刷，等沥青硬化后，再涂黄油，并外套22mm塑料管防腐处理，塑料管端头和钢绞线之间要用电工胶布封死。(4)、制好的锚索应平顺地放在工作台架上，不得放在地上，不得粘上土、油污等任何杂物。组装好地锚索必须有专人进行验收检查，并登记，检查长度、隔离架安装、钢绞线有无重叠。合格后进行编号，做好标记，待入孔安装。(5)、锚索安装全部采用人工操作，在锚索入孔前，必须校对锚索编号孔号是否一致。确认孔深和锚索长度无误后，用导向探头探孔，无阻时：进行锚索入孔。下锚时尽量减少锚索与孔壁摩擦，以防损坏钢绞线与塑套管，推送锚索时不得使锚索体转动，应确保锚索下入后注浆管路畅通。下锚时锚索被卡住不能下入孔底，需要拔出锚

10、索，对拔出的锚索应仔细检查其配件安装固定的有效性、防护层的损坏程度，必要时重新组装。2.1.3、注浆注浆是锚固段质量好坏的关键性工序，本工程根据滑坡体地层岩性及碎情况，采用孔底返浆法进行注浆，成孔下锚绑扎注浆管下入孔底，灌时到孔口返浆为止。设计锚孔内的胶结材料用M30水泥砂浆，水灰比0.380.45，施工采用UBJ3型砂浆泵。所采用的技术措施为： (1)、水泥砂浆的质量要严格掌握，砂浆强度不小于30MPa。砂为净化石英质中细砂，并要过筛分选，砂中含泥量不应超过总重量的3，云母轻物质含量不应超过总重量的3。 (2)、注浆采用孔底注浆法，即把注浆管从锚索隔离架中穿入，与锚索好同时送至孔底，然后用砂

11、浆泵从孔底开始注浆，注浆时应缓慢搅拌浆，直到注满锚孔，并即时补浆。砂浆灌注必须饱满密实。注浆材料固前不得移动锚索。待锚固段砂浆强度达到设计强度的80，进行锚索张锁定。 (3)、注浆时为防止浆液漏失严重，造成锚固段的注浆量不足，一定要派人专门检查，如有不足及时补浆。2.1.4、框架梁施工作为孔口承压垫座的框架梁，是将锚索的集中荷载均匀扩散到被锚固体的承压结构。浇筑混凝土前，在绑好的钢筋笼上，依据已施工的锚索孔位，将90mm的PVC管套入已施工好的出露的锚索上，再和钢筋笼一同绑扎。框架梁采用C25混凝土浇筑，浇筑时预埋QM锚垫板，节点处务必振捣密实。在振捣过程中，要特别注意保护PVC管及支撑部件。

12、框架梁、肋嵌入坡体20cm。两根竖肋及所连的三根横梁组成一片框架，每片框架整体浇筑，一次完成，两片框架之间设置2cm的伸缩缝，内填浸沥青木板。待框架梁砼达到设计强度后方能进行张拉锁定锚索。框架放线时，按竖肋对应公路里程放线，并使竖肋垂直于水平线，横粱与竖肋垂直。混凝土浇注严格执行混凝土施工规范。2.1.5、锚索张拉锚索张拉与预应力后张梁的钢绞线张拉相似。锚具选用OVM 15-6锚具，张拉千斤顶用YCW150型，张拉前对张拉设备应进行标定。 (1)、锚索张拉试验分五级加载，每级荷载分别为设计拉力的0.25、0.5、0.75、1.0、1.1倍，除最后一级需要稳定1020分钟外，其余每级需要稳定5分

13、钟，并分别记录每一级钢绞线的伸长量，在每一级稳定时间里必须测读锚头位移3次。 (2)、锚索张拉必须等孔内砂浆强度达到其设计强度的80后进行。张拉前应检查锚具等设备，并对张拉千斤顶油泵进行标定，给出千斤顶出力与压力表指示曲线，标定时千斤顶最大出力应大于锚索张拉最大值。 (3)、预应力张拉时应对锚索伸长及受力做记录，核实伸长与受力是否相等。当张拉到最后一级荷载且变形稳定后，卸载至锁定荷载锁定锚索。施工时锚具及千斤顶安装是关系锚固质量的重要工序，锚具必须与钻孔对中，夹片安装要整齐，缝隙均匀。施工中为保证安全，对夹片要仔细检查，把不合格的、有缺陷的夹片全部清出，以防止拉拔时锚具对人身造成伤害。2.1.

14、6、封锚当注浆、拉拔等工序完成后，及时把多余钢绞线用砂轮切割机切除，锚索长度预留20cm，锚头部分应涂防腐剂，再用C20混凝土封闭，以防止锚索的风化侵蚀，延长锚索使用寿命。2.2、主要施工设备及机具序号名称规格型号单位数量1空气压缩机VHP-700型台12全液压钻机MK-3台3潜孔锤CIR90台4砂浆泵UBJ3型台5搅拌桶台6切割机台7电焊机30KW台8砼搅拌机台19振动棒台10砼小推车台3、预应力锚索工程施工注意事项(1)、为了确定锚索的锚固力，验证锚索的各种安全系数、锚固性能，以及设计参数等，根据预应力锚索设计与施工规范，在施工前必须进行锚索现场拉拔试验。一般要求作一组共3孔锚索拉拔试验，

15、选取边坡段相对应的地层，锚固段分别取不同长度，自由段不小于5m，试验必须为破坏试验。根据试验结果验证设计锚固段长度是否满足要求，并根据现场试验结果确定是否对设计加以修正。(2)、钻孔时尽量不扰动钻孔周围岩层，钻孔结束后，应从钻孔底向外继续清孔至少10分钟。(3)、锚索材料必须达到设计强度要求，要求顺直、无损伤、无死弯，保证质量。钢绞线根据钻孔的实际长度用切割机切断，同一孔钢绞线必须等长，其两端用铁丝扎牢。 (4)、清除钢绞线上的污物、锈斑后做防腐处理，锚固段必须除锈、除油圬，按设计要求绑扎分线环和紧箍环；自由段除锈后，涂抹黄油并立即外套塑料管，两头用铁丝扎紧，并用电工胶布缠封 (5)、注浆用孔底注浆法，注浆时应缓慢搅拌砂浆，直到注满锚孔。砂浆必须饱满密实。注浆材料固化前不得移动锚索。待锚固段砂浆强度达到设计强度，进行锚索张拉。(6)、组装好的锚索必须有专人进行验收检查，并登记。检查长度、隔离架安装、钢绞线有无重叠。合格后进行编号，做好标记，待入孔安装。(7)、张拉时应采取对称张拉，以免产生过大的次应力；非对称张拉时，可以采用每次张拉设计拉力的50一循环张拉程序。4、结束语据统计，用锚索治理滑坡比抗滑桩约节省50%的费用。随着现代化建设的不断深入，预应力锚索框架以其合理性、经济型和美观环保性(框架梁中间可安装混凝土六棱块培土植草或喷播植草)将会在铁路和山区高速公路中大量应用。