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宁武高速公路A11高边坡加固试验孔施工组织设计

福建省宁德至武夷山（南平段）高速公路

二○○九年九月二十日

福建省宁德至武夷山（南平段）高速公路

【书签版】CJJ 74-2020-T：城镇地道桥顶进施工及验收标准.pdf宁武高速公路A11标段路堑高边坡预应力锚索（杆）加固工程。

K45+679.754～K50+400高边坡防护锚固工程。

该段边坡体岩性以花岗岩和凝灰熔岩为主，地层风化层很厚，地下水较高，边坡场区多见坍塌变形体，自然边坡稳定性较差。合同段有重点路堑高边坡工点8个，其中土质边坡5个；二元结构边坡2个；岩石边坡1个；边坡高度一般30~50米，最高边坡约60.5米。根据施工图纸，高边坡采用预应力锚索（杆）框架，进行高边坡加固处理，具体施工布置如下（见图纸）：

（1）、K160+150～+310段左侧高边坡：类土质边坡，在第二级设预应力锚杆框架与CF网植草灌交错进行加固。

（2）、K160+310～+450段左侧高边坡：类土质边坡，在第二级设预应力锚索框架与CF网植草灌交错进行加固。

（3）、ZK163+220～+285段左侧高边坡：二元结构边坡，在第一、二级设非预应力锚杆框架；第三、五级设预应力锚杆框架进行加固。

（4）、ZK166+360～+645段左侧高边坡：类土质边坡，在第一级设非预应力锚索框架；在第二、三级设预应力锚索框架进行加固。

（5）、ZK166+677.732～+815段左侧高边坡：类土质边坡，在第一级设非预应力锚杆框架；在第二级设预应力锚杆框架进行加固。

（6）、ZK167+155.109～+317.093段左侧高边坡：类土质边坡，在第一级设非预应力锚杆框架；在第二、四、六级设预应力锚索框架进行加固。（7）、ZK167+805.346～+925.862段左侧高边坡：岩石边坡，在第一、二、三、四级设预应力锚杆地梁与镀锌网植草灌交错加固；在第五、六级设预应力锚杆框架进行加固。

（8）、K168+110～+215段右侧高边坡：二元结构边坡，在第一级锚杆镀锌网植草灌，在第二级设预应力锚索框架进行加固。

在边坡45K+679.75～+750；48K+100～+140段采用锚索框架锚固，框架宽6m，设4孔锚索，长度26米～22米，锚固段长均为8米。设计拉力为700KN。

在边坡46K+390～+710，46K+410～730，47K+070～165，48K+070～190段，设置预应力锚杆框架，框架宽6m，设4孔锚杆。长度20～22米，锚固段长为6～8m，计拉力为250KN。

其余坡面视坡率及地质条件分别采用孔窗式护面墙、三维网植草、喷播植草防护等措施进行防护，具体位置见设计图件。

本施工组织设计的编制依据：

本施工组织设计的编制依据：

（1）中国公路工程咨询集团有限公司提交的施工图设计文件及项目部收集到的有关资料。

（2）项目部的技术实力及机械设备状况。

（9）福建省高速公路指挥部下发的“高速公路边坡锚固工程施工技术暂行规定”。

四、试验孔布设及工程量

按照《龙长高速公路A10合同段路堑高边坡设计图》的要求，本段边坡共有106孔锚杆，共长2152米，另布设9个试验孔，试验孔孔深原则上定为20米，但同时必须满足全部锚固段深入设计锚固地层1米以上。布设于二级坡面距一级平台上1米的位置。共有28孔锚索，共长660米，另布设6个试验孔，试验孔孔深原则上定为20米，但同时必须满足全部锚固段深入设计锚固地层1米以上。布设于三级坡面距一级平台上1米的位置。

为确保高边坡工程保质保量按期完成，必须投入足够的技术人员、管理人员、技术工人和机械设备，预先进行严密的施工组织设计和建立严格的质量与安全保证体系，以达到合格工程。

锚索作业队组织结构如下图。

锚固工程锚索二队组织机构图

锚索作业队总负责人：技术负责人：质检负责人：

（1）技术室：复核施工图纸，根据施工图纸进行工艺设计，解决在施工过程中的技术问题，与设计院协调设计变更事宜，加强新工艺、新技术的研究与应用。

（2）工程管理组（包括钻造班、架子班、锚索制安班、注浆班、张拉班、框架班）：负责工作平台的搭设、预应力锚索的施工（即锚孔施工、锚索制作、安装锚索、锚孔灌浆和张拉锁定），框架混凝土的施工。

（3）质量安全组：负责质量、安全的检查以及文明施工的实施。

（4）材料设备组、总务组：负责材料、机械设备配件和油料等的供应。

本工程配备技术管理人员2人，队长1名为谢子华，其中特设质量安全检查组，由佘明志任组长。高峰时期工人35人左右，钻机班长4名，专业电工1名，架子工6名，电焊工1名，熟练钻工6人，空压机操作工4名，杂工10人左右。

主要施工设备情况详见上表，施工过程中，以提高工作效率，加快施工进度为目标,根据情况可能要作适当调整。

严格按设计文件、图纸组织施工。施工工序为：先施做锚索结构部分→钢筋砼试验墩→张拉锁定。为避免因岩层破碎、卡钻、断管，造成钻孔报废的现象发生，原则上必须按先施工锚索，再施工钢筋砼试验墩的程序进行施工。锚索钻孔采用无水风动干钻施工法。

由于锚固工程主体为地下隐蔽工程，且工程质量与施工技术密切相关，要求严格按照有关锚固工程施与验收技术规范和质量检验评定标准进行，确保边坡稳定和结构安全。

预应力锚索施工主要包括施工准备、锚孔钻造、锚筋制安、锚孔注浆、砼结构钢筋制安、混凝土浇灌、锚孔张拉锁定和验收封锚等工作流程。其中有两个主要环节，一是锚孔成孔，二是锚孔注浆，锚孔成孔的技术关键是如何防止坍塌、卡钻；注浆的技术关键是如何将孔底的空气、岩（土）沉渣和地下水体排出孔外，保证注浆饱满密实。

进行预应力锚索施工前应做好施工组织设计，明确施工方法、施工工艺、工序流程、人员组织和施工设备、材料、试验、监测安排及安全、质量管理。接着，申请单项工程开工，开工条件包括开工报告、锚筋材料试验、浆体材料试验、配合比试验、相关机械设备等。并应注意张拉设备及有关机具应进行标定。在单项工程开工申请批复后，按设计要求先进行锚锚索基本试验，即抗拔拉破坏试验。在基本试验锚孔施工完成后，在锚固浆体达到28天龄期且锚墩砼强度达到80%后进行试验。

基本试验的目的在于验证设计采用的工作锚索的性质和性能、施工工艺、设计质量、设计合理性以及所提供的安全储备，同时考虑有关搬运、储存、安装和施工过程中物理破坏的能力。

锚索施工前，应根据锚固地层、锚固吨位做破坏性抗拔试验。本次设计每工点锚索采用3个试验孔，试验孔锚索长度原则为20M左右（具体以全部锚固段深入设计锚固地层1米以上控制），锚固段长度分别为8米、6米、4米，其自由段不注浆，锚固段注浆遇土质或砂土状强风化岩层且富水时须采用二次高压劈裂注浆法。试验孔具体位置应由监理和设计代表现场确定，使试验孔可代表工程孔锚固地层实际情况。试验孔自由段不注浆，锚固段与自由段之间设置止浆袋，锚固段外侧应设引排气管，排气管伸入锚固段内5～10cm，其注浆方法与充满标准和工程孔相同。完成试验孔的注浆后应及时浇注试验墩垫，基本试验在完成墩垫后7天时间即可进行。试验时应记录各级荷载及锚头位移等详细数据，并在工程锚索施工前及时向设计单位提交试验报告，以验证与调整设计。

安装锚索前，应先行钻孔深度、钻孔倾角、锚索长度的检验；然后安装经现场监理检验制作合格的锚索并注浆；锚索施工完毕后，按规范要求进行锚索验收试验和长度检验。具体工序详见预应力锚索施工流程图。

自平台开始对需锚固的坡面分级搭设钢管脚手架，脚手架的平台位置与钻孔位置对应，钢管脚手架的横杆与纵杆之间利用斜杆加固，然后铺设厚木板形成钻机操作平台。要求脚手架在平台和坡面上的受力点打入地层不小于20cm，同时所有的扣件牢固连接。

按照设计桩号采用拉线尺量，结合水准测量进行放线，并用铁钎和油漆标记准确定位锚孔位置。钻机严格按照设计孔位、倾角和方位准确就位，采用测角量具控制角度，钻机导轨倾角误差不超过±1°，方位误差不超过±2°。锚索成孔应根据地层选用相应的锚杆钻机，且钻进过程中严禁开水冲钻及冲洗孔壁，同时应严格控制钻进速度，防止钻孔偏斜、扭曲或变径。在钻进过程中要认真作好施工记录，如钻压、钻速、地层和地下水情况等。钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值，并超钻50cm，钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻3～5分钟，防止孔底尖灭，同时，及时进行锚孔清理，钻进过程中若遇到塌孔，应立即停钻，并通知监理工程师后采用注浆固壁处理，24小时后重新钻进，或采用跟管钻进工艺。

锚孔钻造结束后，使用高压空气将孔中岩（土）粉及水全部清除出孔外，经现场监理检验合格后，方可进行锚筋体安装。

锚筋下料应整齐准确，误差不大于±50mm，预留张拉段钢绞线长度1.5M，钢筋锚杆0.5M；对钢绞线不同单元和钢筋接头进行醒目可靠的标记。下料还应注意各单元锚索长度是不同的，钢绞线一律采用机械切割下料。锚筋的制作应搭建高于地面50cm以上与锚筋设计长度相适应的制作台及简易防晒防雨棚，受地形限制，需在边坡平台上进行锚筋制作的，也应搭架制作，同时应做好防晒防雨措施。

挤压头的组装，挤压套、挤压簧安装准确，挤压顶推进应均匀充分，施工中应严格控制钢绞线挤压套挤压工艺，并抽样3%进行检测，确保单根挤压强度不低于200KN.

组装承载体时应定位准确，挤压套通过螺栓在承载体和限位片之间栓接牢固。架线环间距为1.0～1.5M，应准确定位、绑接牢固，锚孔孔口位置必须设置一个架线环。注浆管穿索安装准确定位，绑扎结实牢固，应深入导向帽5～10cm。导向帽可点焊固定于最前端承载板上，并应留有溢浆孔，保证孔底返浆。所有的钢质部分均应均匀涂刷防腐油漆。

锚筋体摆放顺直，不扭不叉，排列均匀。锚筋体经检验合格后，方可运输至相应孔位进行安装。水平运输时，各支点间距不小于2M，且转弯半径不宜太小；垂直运输时，除主吊点外，其它吊点应使锚筋体快速安全脱钩。锚筋体安装时应设计倾角和方位平顺推进，严禁抖动、扭转和串动，防止中途散束和卡阻。安装完成后，不得随意敲击锚筋或悬挂重物。锚筋体的安装，必须在现场监理旁站的条件下进行。

锚索注浆采用水灰比0.4～0.5的纯水泥浆，其中锚固段遇土质或砂土状强风化岩层且富水时应采用二次高压劈裂注浆法来提高地层锚固力。

注浆材料要求严格按照经试验合格的配比备料，注浆浆液应严格按照配合比搅拌均匀，随拌随用，浆体强度不低于40Mpa或25Mpa。锚孔注浆必须采用孔底返浆方法（注浆压力一般为2.0Mpa左右），直至孔口溢出新鲜浆液，严禁抽拔注浆管或孔口注浆；如发现孔口浆面回落，应在30分钟内进行孔底压注补浆2～3次，确保孔口浆体充满。在注浆作业开始和中途停止较长时间再作业时，应用水或水泥稀浆润滑注浆泵及注浆管路。注浆过程应认真做好现场施工注浆记录，每批次注浆都应进行浆体强度试验，试件不得小于两组。浆体未达到设计强度的70%时，不得在锚筋体端头悬挂重物和拉绑碰撞。

锚孔钻造完成后应及时进行锚筋体安装和锚孔注浆，原则上不得超过24小时。当采用二次劈裂注浆提高地层锚固力时，以浆体强度控制开劈注浆时间（一次注浆体强度为5Mpa），需在二次注浆管的锚固段内设花孔镀锌注浆管和封塞，二次注浆的高压注浆管应采用镀锌铁管。

对锚孔注浆施工，应严格执行有关施工规定和设计要求，监理应全过程旁站，确保锚固工程质量。

①进料：本工程使用钢筋的种类有Ⅰ、Ⅱ级，进场前应根据项目部的统一进料要求，严把质量关，杜绝不合格材料进入工地现场。在库房里钢筋要分类存放，在存放地点做不同的标志牌，以便区分，同时做好钢筋的防腐工作。

②备料：根据设计图纸，按照图纸规格切断或焊接钢筋，并进行钢筋弯制。主筋的焊接按设计要求采用双面搭接焊，搭接长度5d，同时要求在同一截面接头数量不得超过主筋总数的50%。成型后的钢筋应分类堆放整齐，并注明钢筋型号、位置。所有钢筋的预制加工应在坡脚预制场地进行。

③绑扎：将预制成型的钢筋用卷扬机吊运至二级平台，吊运过程注意钢筋绑扎牢固，确保安全。钢筋笼绑扎过程中把预制的混凝土垫块用铁丝固定在钢筋笼上，保证钢筋四周的保护层厚度。

④钢筋骨架制作、安装后，必须由监理签证确认后，方可进行下道工序。

①进料准备：凡进入现场的设备、材料必须按施工总平面图指定的位置堆放整齐，不得任意改变。材料堆放场地应做表面硬化处理，水泥、钢筋应作简易仓库，砂石料应隔离分类堆放。

②修整坡面：在立模浇筑砼前，必须清除岩壁上的松土或松动块石，按照图纸规定刻槽，并涂抹砂浆调平层。

③立模加固：模板根据高速公路规定全部采用钢质模板，立模必须加固牢靠，预防浇筑砼时模板变形。

④搅拌运输：严格按照砼配合比，精确称量砂石料，采用专用搅拌机进行均匀搅拌，使用卷扬机进行高空运输。

⑤砼浇筑：搅拌的砼用料桶送到接料板上，沿套桶均匀倾倒入模板内。同时采用振动棒振捣密实混凝土，浇筑应一次完成，

⑥拆模养生：砼浇筑24后拆模，先休整后派专人铺设纤维袋浇水养生。

在注浆浆体与台座混凝土强度达到设计强度80%以上时，方可进行张拉试验作业。锚斜托台座的承压面应平整，并与锚筋的轴线方向垂直，锚具安装应与锚垫板和千斤顶密贴对中，千斤顶轴线与锚孔及锚筋体同轴一线，确保承载均匀。锚筋的张拉必须采用专用设备，设备在张拉作业前应进行标定，锚具、夹片等检验合格后方可使用。

（1）锚杆基本试验张拉：

Ⅰ）预张拉，将锚杆张拉至预张拉荷载（15%A×fpuk），然后松开；

Ⅱ）按照循环加、卸荷载法张拉，直至锚固体破坏。

式中：A—锚索截面积；

fpuk—钢绞线强度标准值；

P—锚杆极限破坏荷载A×fpuk的80%。

基本试验的最大试验荷载取锚索（杆）杆体承载力标准值的0.8倍，试验应采用循环加、卸荷载法张拉，循环加卸荷等级与位移观测间隔时间详见表02。

表02循环加卸荷等级与位移观测间隔时间表

Ⅳ）在试验过程中出现以下其中之一情况均视为锚固体已破坏：

1）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两倍。

2）锚头位移不收敛。

4）锚头总位移超过设计允许位移值。

（1）锚索基本试验张拉：

Ⅰ）预张拉，将锚索体一起张拉至预张拉荷载（15%A×fpuk），然后松开；

Ⅱ）补偿第一级差异荷载，将第一单元（最长组）张拉至第一级补偿荷载
；

Ⅲ）补偿第二级差异荷载，将第一单元加上第二单元（次长组）一起张拉至第二级补偿荷载
；

Ⅳ）加上第三单元，按照循环加、卸荷载法张拉，直至锚固体破坏。

式中：A—锚索截面积；

fpuk—钢绞线强度标准值；

L—各单元锚索长度差；

P—锚索极限破坏荷载A×fpuk的80%。

各级张拉补偿荷载计算结果见表01。

表01补偿张拉值计算表（以孔深20为例）

基本试验的最大试验荷载取锚索（杆）杆体承载力标准值的0.8倍，试验应采用循环加、卸荷载法张拉，循环加卸荷等级与位移观测间隔时间详见表02。

表02循环加卸荷等级与位移观测间隔时间表

Ⅵ）在试验过程中出现以下其中之一情况均视为锚固体已破坏：

1）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两倍。

2）锚头位移不收敛。

4）锚头总位移超过设计允许位移值。

预应力锚索（杆）施工工艺流程图

确保工程质量，强化质量思想，健全规章制度，实行全面质量管理。实现全部工程达到优良工程，合格率达到100%目标的措施。

1、建立工程质量保证体系，树立质量第一、信誉第一的思想，成立QC（质量检查体系）小组，落实各级人员质量责任制，做到工程质量人人抓。

2、推行全面质量管理，对于施工中重大技术问题，组织QC小组攻关。

3、组织施工技术人员对照施工现场实际情况细致复核图纸，组织召开技术交底会，发现问题及时向设计院汇报。

4、严格按照技术要求和施工规范进行施工。

5、坚持质量双检制，隐蔽工程签证、质量挂牌、质量事故分析、质量评定等行之有效的管理措施。

6、在每项工程施工前，技术组向施工员和质检员对关键环节的工作、多种难点、重点作技术交底。在每项工程开工前召开全体施工人员的现场会，强调对该项工程的技术质量要求，建立质量奖惩制度，并经常组织学习设计文件和施工规范，强化质量思想。

7、对施工流程和施工工艺不清楚的个别人员，先学习、后上岗。对上岗人员定期组织技术学习，并考核。

8、严把主要材料采购、进场、使用的检查关。进入工地的材料要符

合设计要求和施工规范要求，检查出厂日期和出厂合格证书，待送检报告出来后，达到设计要求和施工规范要求方可使用。

安全为了生产，生产必须安全，树立质量第一，安全第一的思想Q／GDW 11216-2014标准下载，杜绝重大事故和人员伤亡事故，加强安全教育学习。

1、工地除成立安全检查小组外，并设专职安全员。

2、施工前必须向员工进行安全技术交底，安全和质量要时时讲、处处讲。

3、进工地必须戴安全帽，不允许穿拖鞋上岗。

4、高空作业前，应对脚手架的稳定性进行专门检查，必须是有经验的架子工负责搭建工作台，制定高空作业的安全保证措施。

5、施工机械和电器安装必须由熟练的专业工人操作D502-15D502等电位联结安装.pdf，严禁非操作人员替代作业。