预应力锚索的施工工艺

预应力锚索的施工工艺

锚索是通过外端固定于坡面，另一端锚固在滑动面以内的稳定岩体中穿过边坡滑动面的预应力钢绞线，直接在滑面上产生抗滑阻力，增大抗滑摩擦阻力，使结构面处于压紧状态，以提高边坡岩体的整体性，从而从根本上改善岩体的力学性能，有效地控制岩体的位移，促使其稳定，达到整治顺层、滑坡及危岩、危石的目的。
一、 施工工艺及流程图如下:

1. 钻孔
钻孔是锚索施工中控制工期的关键工序。为确保钻孔效率和保证钻孔质量，采用潜孔冲击式钻机。钻机钻井时，按锚索设计长度将钻孔所需钻杆摆放整齐，钻杆用完，孔深也恰好到位。钻孔深度要超出锚索设计长度0.5m左右。
钻孔结束，逐根拔出钻杆和钻具，将冲击器清洗好备用。用一根聚乙烯管复核孔深，并以高压风吹孔，待孔内粉尘吹干净，且孔深不少于锚索设计长度时，拔出聚乙烯管，塞好孔口。
两种特殊情况的处理:
渗水的处理。在钻孔过程中或钻孔结束后吹孔时，从孔中吹出的都是一些小石粒和灰色或黄色团粒而无粉尘，说明孔内有渗水，岩粉多贴附于孔壁，这时，若孔深已够，则注入清水，以高压风吹净，直至吹出清水;若孔深不够，虽冲击器工作，仍有进尺，也必须立即停钻，拔出钻具，洗孔后再继续钻进，如此循环，直至结束。有时孔内渗水量大，有积水，吹出的是泥浆和碎石，这种情况岩粉不会糊住孔壁，只要冲击器工作，就可继续钻。如果渗水量太大，以至淹没了冲击器，冲击器会自动停止工作，应拔出钻具进行压力注浆。
塌孔、卡钻的处理。当钻孔穿越强风化岩层或岩体破碎带时，往往发生塌孔。塌孔的主要标志是从孔中吹出黄色岩粉，夹杂一些原状的(非钻头碎的、非新鲜的、无光泽的)石块，这时，不管钻进深度如何，都要立即停止钻进，拔出钻具，进行固壁注浆，注浆压力采用0.4 MPa，浆液为水泥砂浆和水玻璃的混合液，24小时后重新钻孔。雨季，常常顺岩体破碎带向孔内渗流泥浆，固壁注浆前，必须用水和风把泥浆洗出(塌入钻孔的石块不必清除)，否则，不仅固壁注浆效果差，还容易造成假象。
2. 锚索制作
锚索在钻孔的同时于现场进行编制，内锚固段采用波纹形状，张拉段采用直线形状。钢纹线下料长度为锚索设计长度、锚头高度、千斤顶长度、工具锚和工作锚的厚度以及张拉操作余量的总和。正常情况下，钢绞线截断余量取50mm。将截好的钢绞线平顺地放在作业台架上，量出内锚固段和锚索设计长度，分别作出标记;在内锚固段的范围内穿对中隔离支架，间距60--100cm，两对中支架之间扎紧固环一道;张拉段每米也扎一道紧固环，并用塑料管穿套，内涂黄油;最后，在锚索端头套上导向帽。
3. 锚索安装
向锚索孔装索前，要核对锚索编号是否与孔号一致，确认无误后，再以高压风清孔一次，即可着手安装锚索。
安装下倾锚索比较简单，没有更多的技术问题。安装上倾和水平锚索时要注意以下四点:检查定位止浆环和限浆环的位置，损坏的，按技术要求更换;检查排气管的位置和畅通情况;锚索送入孔内，当定位止浆环到达孔口时，停止推送，安装注浆管和单向阀门;锚索到位后，再检查一遍排气管是否畅通，若不畅通，拔出锚索，排除故障后重新送索。
4. 锚固法注浆
锚固法注浆采用排气注浆发施工。下倾的孔，注浆管插至孔底，砂浆由孔底注入，空气由锚索孔排出;上倾和水平孔，砂浆由孔口注入，空气压向孔底，由孔底进入排气管排出孔外(水平锚索，空气经限浆环进入排气管)。
上倾和水平锚索孔注浆过程中，当排气管不再排气，且有稀水泥浆从排气管压出时，说明注浆已满;对于下倾锚索注浆，采用砂浆位置指示器控制注浆位置。
锚索孔注浆采用注浆机，注浆压力保持在0.3--0.6 MPa。
5.立锚墩
锚墩的作用是把锚具的集中荷载传递到岩面和调整岩面受力方向。为了使锚墩上表面与锚索轴线垂直，预先将一根外径与钻头直径相同的薄壁钢管和垫板正交焊牢，浇筑锚墩前将钢管的另一端插入钻孔即可。
6.锚索的张拉
张拉锚索前需对张拉设备进行标定。标定时，将千斤顶、油管、压力表和高压油泵联好，在压力机上用千斤顶主动出力的方法反复试验三次，取平均值，绘出千斤顶出力(KN)和压力表指示的压强(MPa)曲线，作为锚索张拉时的依据。因国产压力表初始起动压强不完全相同，所以，标定曲线上必须注明标定时的压力表号，使用中不得调换。压力表损坏或拆装千斤顶后，要重新标定。
若锚索是由少数钢纹线组成，可采用整体分级张拉的程序，每级稳定时间2~3min;若锚索是由多根钢纹线组成，组装长度不会完全相同，为了提高锚索各钢绞线受力的均匀度，采用先单根张拉，3天后再整体补偿张拉的程序。
7.封孔注浆
补偿张拉后，立即进行封孔注浆。对于下倾锚索，注浆管从预留孔插入，直至管口进到锚固段顶面约50cm;对于上倾和水平锚索，通过预留注浆管注浆。孔中的空气经由设在定位止浆环处的排气管排出。
8.外部保护
封孔注浆后，从锚具量起留50mm钢绞线，其余的部分截去，在其外部包覆厚度不小于50mm的水泥砂浆保护层。
为保质保量地按期完成施工任务，工地必须成立QC小时，自始至终每个阶段坚持采用科学的工作方法，制定一系列对策和实施办法，及时改善锚索体结构，积极改进施工工艺，采用先进的网络技术组织施工，尽量做到均衡生产，使钻孔、注浆、张拉、封锚等工序互不延误，交叉进行，并按统一表格做好施工记录。
二、质量控制
1. 锚位点放线，各方向允许误差均为±1cm。
2.脚手架的搭设必须稳定，对紧固件的紧固必须有人复核。
3.按设计孔口座标在脚手架上安装钻机专用钢管，将钻机放在专用钢管上，用经纬仪按边坡方向放出基线，然后用方向架放出锚索方位角，测角仪调整倾角，到满足设计要求为止。将紧固件紧牢后，再核查一遍钻机孔位座标、方位及倾角，确认无误后，将所有紧固件再紧一遍使其误差不超过:倾角±0.5°，方位角±1°。
4.锚索孔径允许误差±2mm。
5.若遇坍孔，应立即停钻，进行固壁注浆处理，注浆24小时后重新扫孔钻进。
6.洗孔要干净彻底，孔中不得留有岩粉和水。
7.锚索的编制要确保每一根钢绞线始终均匀排列、平直、不扭不叉，锈、油污要除净，对有死弯、机械损伤及锈坑者应剔出。
8.锚索的长度要根据钻孔的实际深度确定，允许误差±2cm，并对锚索按孔号相应编号。
9.锚固段的定位导向花架、船形托架(两者统一)，应严格按设计要求安装在锚索上，绑扎铁口既要能承受一定的拉力，又要保证锚索的自由拉伸。
10.安放锚索要保证锚索孔壁有不少于1cm的注浆厚度，锚索安放要平直，张拉段要放在锚孔中央。
11.内锚固段注浆，水泥选用525号普通硅酸盐水泥，搅拌水泥砂浆应均匀，使用时不得有沉淀，为保证浆液性能可加入不同用途的外加剂，注浆充盈系数为1.1--1.3。
12.严格控制加水量和水灰比，灰砂比允许误差为±0.03。
13.锚墩制作允许偏差各方向均为±3cm，安装时应先安放好孔口定位钢管，以保证锚墩与锚孔垂直。
14.锚索的张拉要在锚固段砂浆及锚墩混凝土达到设计强度后，方可进行。
15.张拉前张拉设备要标定，重复三次取平均值。各根钢纹线拉力不均匀系数在0.95--1.05之间，各根钢纹线的拉力差为±5%。
16.补张拉在张拉完成后6--10天进行，张拉力取设计预拉力的20%。
17.张拉段注浆必须待浆液溢出孔口稳定1--2分钟，方可停止注浆，24小时后还需进行补浆，以确保注浆饱满。
三、安全措施
1、施工前进行技术安全交底，施工中应明确分工，统一指挥。
2、各种机械机具应处于完好可靠状态。
3.上岗前要做好安全检查工作，由班组长负责，责任到人，互相监督，施工人员进入现场应戴好安全帽，操作人员应精力集中，遵守有关安全操作规程。
4.机械、电器设备应专人操作。
5.电(气)焊操作工应有操作证。
6.边坡加固工程钻孔通常是在脚手架上作业的，为确保脚手架绝对安全稳定，采用双排方式，间距1.2--1.3m，重力集中处增加斜向及横向支撑，并设置短锚桩，将脚手架锚固在稳定的岩壁上。
7.高空作业应设安全防护设施，在既有线附近作业，应设行车安全防护。
8.风动钻机管路连接应牢靠，避免脱开甩出伤人。
9.切割钢绞线使用的砂轮切割机要设安全护罩，以免断片伤人。
10.注浆管路应畅通，不得有堵塞现象，避免浆液突然喷出伤人，注浆管路不使用时要及时注压清水冲洗干净。