浅谈地下工程预应力锚索施工技术

徐飞飞

【摘 要】： 锚固技术可以保证边坡及各种建筑物在地基内的稳定， 在目前国内的高边坡或滑坡处治等施工中广泛使用。在施工中要合理地运用有效的技术措施，才能成功确保预应力锚索施工进度和质量。本文阐述地下洞室群预应力锚索施工技术措施内容及成果，介绍岩土锚固中锚索施工的施工管理、施工工艺及施工过程中的一些经验， 为今后类似地工程施工提供借鉴。

【关键词】：锚固技术 预应力锚索 施工技术

1 、预应力锚索的主要作用简介

预应力锚索在地下工程的主要作用：地下工程是通过施加预应力锚索，把锚固于潜在滑移面下稳定的中微风化变粒岩中，保持现有坡面状态而深入坡体内部进行大范围加固。通过锚索孔的高压注浆，浆液能充填坡体内裂隙和空隙，提高坡体内破碎岩体的强度，由于水泥浆的凝固作用使破碎的岩体连成整体， 增强坡体的整体稳定性。

2、预应力锚索施工前准备

2.1预应力锚索的施工调查

（1）工程设计及地基情况；锚固地基的地层结构、构造及特殊情况；（2） 地下水状态及水质条件；了解地下水的承压情况， 对钻孔、灌浆的影响；（3）地下埋设物、障碍物， 在工程施工中的相互影响和防护理；（4） 邻近建筑物状态和周围环境， 预测可能出现的问题和处理措施，此外还应注意施工前后出现公害的可能性；（5）关于锚索施工中，可能出现的钻孔排水，清洗用水及其他废弃物处理等情况；（6）限制作业条件及环境安全调查，特别是地下管线， 地面高压线等；（7）施工场地运输条件及其他调查，对地上、地下的施工空间、各种施工设备及施工安全、道路工程， 水文、气候条件等。

2.2 预应力锚索的施工管理

（1） 施工计划及施工组织安排；（2）作业程序：包括锚索制作、 造孔、设锚、搅拌灌浆、张拉、锁定等；（3）施工、质量、安全、技术管理等。

3、预应力锚索的施工工程特点以及难点

预应力锚索的施工工程特点是：预应力锚索工程量大、层次多、施工项目繁多，尤其是厂房及主变室等部位；预应力锚索工序繁多、工艺复杂、技术要求精、质量要求高；预应力锚索施工场面狭窄、施工临时通道多，涉及面广，交叉干扰多；预应力锚索单元工期长，工期紧，是本工程的控制性进度节点。预应力锚索的施工工程难点：地下厂房顶拱中心吊顶锚索（以下简称吊顶锚索 ），为垂直向上施工，孔深达40.0m，在国内、外是罕见的和前所未有的，是本工程的难点。

4、预应力锚索的施工对策

针对本工程锚索施工的特点和难点，经过认真分析研究，有针对性的制定了相应的措施。合理配置施工资源，提前做好人员、设备、材料准备；优化施工方案，设计合理施工程序，作到预见预知，保证施工质量和工期。合理安排各工序施工，采用“立面多层次错开，平面多工序衔接”的平行交叉作业，自上而下分层开挖常规支护及锚索与开挖平行错位、交叉作业。

5、预应力锚索的施工工艺

5.1造孔

5.1.1钻孔方法的选择，钻孔方法選择需考虑以下问题：（1）地层条件，自由段及锚固段设置的选择；（2）锚索承载能力及锚索制作外部轮廓尺寸， 锚孔的直径、 深度、 方向及倾角；（3）钻孔位置及施钻顺序；（4）进场道路及设备布置。

5.1.2钻孔设备选择，对锚索钻孔设备：要求钻孔方向可任意选择 ；孔径可以调整和选择， 具备就位条件；钻孔速度， 钻孔深度不受设备限制 ；具有护孔设施等。目前用于岩土锚固造孔的设备有冲击钻、 旋转钻、旋转冲击钻。在地基中造孔的速度取决于冲击、 推进、 旋转、排碴四种功能。为能在较大深度的地基中钻进， 采用潜孔冲击钻较为合适。当地层软弱、松散、岩层破碎时，可加套管， 防止钻孔坍塌及软弱地层缩孔。潜孔冲击钻则以冲击旋转剥离的钻孔为原则。

5.1.3造孔精度，锚索施工的造孔精度以对所形成的锚固及锚固建筑物不产生不良影响为准， 其精度的应许范围为：（1）钻孔斜率：较好岩石地基为1/100～1/200；砾石层、堆积层及不均质互层， 其精度在1/50以下；较深的钻孔， 可适当放宽要求；（2）钻孔深度应根据地基中锚固段地质条件确定：一般应保证锚固段的有效长度及安全储备并有0.5m预留深度，作为设锚时带动孔壁岩土碎屑堆放的空间；（3）钻孔孔径、倾角、水平角等 的误差，参照国际锚固协会（FIP）地锚规范， 采用如下值：与锚固钻孔轴的误差在75cm以下；与设计锚固轴线的倾角、 水平角误差在 ±2.5°以下；锚固布置误差为锚索长度的1 /30以下。

5.1.4洗孔，洗孔方式有两种：一是用高压风吹洗，这种洗孔方法可避免泥浆沉积孔壁， 影响结合力。二是用高压水冲， 这种方法可避免尘埃附孔壁， 影响孔壁结合强度。

5.2锚索制作

5.2.1 锚索材料

（1）承拉钢材。采用预应力钢绞线时， 钢绞线必须符合《预应力混凝土结构用钢绞线》GB50224-95国家标准生产的高强度低松弛预应力钢绞线。在锚索制作时采用的股数， 根据承载能力选用。一般选用 4～6股为宜，也可选用更多的股数。同时要求钢绞线保证粘着力， 无油脂及泥土等物质玷污， 无锈蚀、砸伤、死弯等。（2）防护材料。对永久锚索要求防护材料有足够的寿命， 在钢绞线张拉时， 仍附着牢固，在钢绞线拉伸时不易脱落及产生开裂等。 自由段采用的包塑， 要求防渗漏， 一般采用聚乙烯塑料。（3）构造用材料。锚固体中的扩张环、箍环可用变形量较小的尼龙或工程塑料制作， 使既有利于钢绞线成棱形构造，又使钢绞线张拉时对浆体产生压应力，同时灌浆管应具有一定的强度，在压力灌浆时不致胀裂。

5.2.2锚索制作工艺，永久锚索的制作是十分严谨的， 为保证锚固工程的寿命， 需严格制作。制作工艺如下：

（1）根据设计要求， 切断钢绞线。短钢绞线不得接长以免接头强度不够， 影响承载力及接头锈蚀。（2）预应力锚索除锈。在除锈时，需使用钢刷认真除去钢丝缝隙的铁锈， 使用除锈剂时对其性能应注意选择，最好采用碱性或中性除锈剂。（3）锚固段及自由段安装。在锚固段安装时，锚固段内扩张环及箍环按1.0m左右的间距设置，为防止钢绞线散开，影响设锚，同时避免下锚时泥土灌入堵塞注浆管，一般情况在锚固体前端装有锥形的导帽。导帽应牢固地焊于钢绞线上。然后按照设计吨位组合钢绞线后， 在外安装隔离防护层，包裹式的隔离层可将整根锚固体包完，直至自由端、锁定头。自由段安装时主要处理好自由拉伸和防护的结构， 因此自由段的钢绞线必须除去锈蚀，涂上防护材料，然后包塑，包塑与钢绞线留有约 1 mm左右的缝隙，最后捆扎、定位居中。

【结语】：本文主要是通过对预应力锚索施工的各道工序进行了介绍和总结， 并对实际施工过程中采用的一些施工方法进行了归纳说明， 以供对类似工程的施工提出一些有益的借鉴和参考。

【参考文献】：

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