DL T 5083-2004(条文说明) 水电水利工程预应力锚索施工规范.pdf
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1、DL IT 5083 - 2004 水电水利工程预应力锚索施工规范条文说明47 DL IT 5083 - 2004 目录1 适用范围.49 4 总则.50 5 一般规定546材料与设备.60 6.1 预应力钢绞线.60 6.2 防护套管.63 6.3 锚具.64 6.4 造孔设备.66 6.5 张拉机具.67 6.6灌浆设备.71 7 锚索施工.73 7.1 成孔.73 7.2锚索制作.79 7.3 锚索运输、安装. 81 7.4 张拉.84 7.5 防护.91 8 试验与监测.95 8.1 试验.d.95 8.2监测.97 9质量与安全.999.1 质量.99 9.2 安全.105 10环境
2、保护.108 11 验收.110 48 DL/T 5083一2004 1适用范围本标准适用于水电水利工程中岩体加固,如岩质边坡、大坝岩石基础、地下洞室、压力隧洞、地下厂房、调压井等围岩的锚固:闸墩、坝顶门机梁、压力隧洞衬砌、地下厂房岩锚梁、水轮机蜗壳、调压井、输水波槽、大直径压力水管、混凝土砂石骨料储罐、油料储罐、大型水塔及污水消化池等混凝土结构预应力锚索施工。本标准可供其他工程,如地质灾害防治、公路岩质边坡、隧洞围岩锚固及桥梁、码头、船坞等混凝土结构预应力锚索施工时参考。49 DL IT 5083 - 2004 4总则4.0.1 水电水利工程预应力锚索施工技术复杂,受客观因素影响较大。施工前
3、,应取得预应力锚索设计图纸(含锚索结构详图)、技术要求,预应力锚索施工与其他工程项目施工的相互关系、施工工期等资料。岩体锚索施工还应掌握施工区内的工程地质和水文地质资料;混凝土结构锚索施工应了解锚索在结构体内的布置与结构钢筋、埋件之间的相互关系,施工的环境条件等。以保证预应力工程施工顺利进行。4.0.2 一般预应力工程开工前,承包单位在全面了解施工现场情况和深入研究设计文件之后,应根据设计要求和实际情况编制实施性施工组织设计,其内容包括施工进度计划、施工布置、施工程序、施工方法、质量控制措施、施工安全技术措施、环境保护措施和施工组织机构设置、施工材料和施工设备、计量仪器选择及配置等。对重要的施
4、工工序还应编制作业指导书或施工技术方案,如大范围、高陡边坡的施工承重排架设计方案,造孔、锚索制作、安装、张拉锁定、封孔灌浆等施工技术方案。需要进行预应力锚索基本性能或工艺试验的项目,应编制试验大纲。在较为破碎软弱的岩体进行锚固,而且张拉力超过lOOOkN以上时,一般不宜使用普通的拉力型、压力型索体结构。可改用拉力分散型、压力分散型结构,其内锚固段索体设置若干个由P塑挤压锚组成的承载体,由承载体分担施加的预压应力,使锚固段孔壁围岩应力分布均匀,可充分发挥锚固段的抗拔能力,但在施工前应根据锚索类型制定详细的施工工艺细则。在正常情况下,一般内锚固段长度不宣超过lOm。锚固段的长度可通过理论50 DL
5、 IT 5083 - 2004 计算或采用工程类比法确定,亦可通过拉拔试验即破坏性试验来确定。1 理论计算确定锚固段长度有两种情况:1)锚索从胶结体中拔出,其计算式为:L KT 一ndC1 式中zL一一锚固段长度,m;T一一设计锚固力,kN:IC-一安全系数,K参照、表1选用:n一一钢绞线根数:d一一钢绞线直径,mm;( 1) C1一一水泥结石与钢绞线粘结强度的设计值,取值2.4MPa3.2MPa。2)按锚索体与胶结体一起沿孔壁滑移,计算锚固段长度,其计算式为:L KT - rrJJ巳(2) 式中:D一一孔径,mm;C2一一水泥结石与孔壁围岩胶结强度的设计值,取值参照表2, MPa; L、K、
6、T意义与式(1)相同。表1胶结式锚固段安全系数K参考值工程性质与锚索孔道方向安全系数K永久性错固工程仰孔| 俯孔2.0 1.5 临时性锚固工程仰孔| 俯孔1.6 1.2 51 DL IT 5083 - 2004 表2水5.IE结石与围岩的粘结力国岩级别II I I I N v 粘结力MP a 1.5 1.5 12 1.2 0.8 I 0.8 0.3 运0.32 工程类比法:根据水电水利工程和交通、冶金、地矿等部门的经验,内锚固段长度参考值见表3o表3岩锚内锚固段长度参考值汪主设计锚固力内锚固段长度kN m 1 3m 7 S 3 拉拔试验法:如锚固区地质情况复杂,锚固工程规模较大,最好通过拉拔试
7、验来确定内锚固段长度。鉴于预应力工程施工的复杂性、各类预应力工程的独特性,在其施工前由业主或监理工程师主持召开有关单位相关人员参加的技术交底会,由设计单位就该工程的设计意图、工程规模和特点、施工程序、施工技术和质量要求、试验项目和目的、控制性工期以及该工程项目施工与其他工程项目施工的相互关系等,进行全面、详细的交底,并澄清有关疑难问题,对确保预应力工程施工的有序、安全、顺利进行非常重要。4.0.3 随着我国经济改革开放的逐步深入和加快,我国的科学技术进步日新月异。近年来预应力工程施工材料、设备、工艺技术也有了长足的发展。预应力工程施工中除了应积极采用己被实52 DL IT 5083 - 200
8、4 践证明为成熟的新技术、新工艺、新材料、新设备外,还应不断努力去研究开发更好更新的技术、工艺、材料和设备。为确保工程质量和安全,施工中在正式采用研发的或尚未广泛采用的新材料、设备、工艺和技术之前,应先进行必要的试验论证,并经有关部门或专家鉴定批准为妥。4.0.4 水电水利工程预应力锚索施工,不仅涉及多种施工科学技术,如材料试验检验,设备计量器具及其检验、标定,工程地质勘探评价,钻孔、灌浆、钢筋混凝土施工等,同时也涉及水体、大气、植被等自然生态环境,人体健康保护、安全防护等。因此预应力工程施工除应遵守本标准外,还应遵守环境保护法、中华人民共和国安全生产法等国家法律、法规的有关规定。53 DL
9、IT 5083 - 2004 5一般规定5.0.1 规模较大或等级较高的预应力工程,在正式进行施工前或材料入库验收前,应根据设计和本标准要求进行必要的试验检验,如钢绞线力学性能试验、锚具的硬度及锚固性能检验、施工工艺试验等,以验证设计参数,完善施工工艺,制定施工技术操作规程。如清江隔河岩和天生桥一级水电站引水隧洞预应力混凝土衬砌,黄河小浪底水库排主j、洞预应力混凝土衬砌,清江高坝洲水电站水轮机蜗壳预应力混凝土,东深供水三期扩建工程预应力混凝土输水渡糟、输水管道,三峡水利枢纽五级船闸边坡岩锚与升船机上闸首预应力工程等,都成功地进行了性能试验和工艺试验,其试验成果很好地指导了相应预应力工程施工。同
10、时,还应进行水泥、砂石骨料材质检验,水泥浆、混凝土配合比试验。工程验收前应进行验收试验,使预应力工程施工中的质量控制难点、技术操作要点,在工程施工之前通过各项试验检验得到有效解决,通过验收试验使其工程质量得到进一步验证。5.0.2 为了保证预应力工程所用的材料和设备是合格品,必须从其源头上进行控制。1 对供货商(厂家)进行有关产品的品种、质量、物理力学性能、质量检测手段、包装质量、供货能力、资质等级等方面的调查。2 通过对所调查的多家供货商(厂家)进行全面评估,在被确定的合格供货商(厂家)中公开进行招标,择优选定供货商(厂家),可以实现材料、设备采购质量优良,价格合理以及售后服务及时、周到。5
11、.0.3 本条规定是为了确保同一施工部位使用的预应力钢绞线的物理力学性能符合设计要求及均一性,按照规定的施工工艺张54 DL IT 5083 - 2004 拉锁定后,能达到设计要求的锚固力及使用寿命。在特殊情况下确需进行钢绞线代换,必须通过物理力学性能试验论证,并报经有关单位审查批复同意后才能实施代换。5.0.4 预应力锚索施工工艺比较复杂,可能会与其他工程项目施工发生相互干扰。在编制施工组织设计时,应根据设计要求,制定详细的施工程序、工艺流程和作业指导书,使预应力工程施工安全、有序、保质、按计划进行。5.0.5 预应力工程特别是岩体锚固,大都在经过开挖削坡后的高陡边坡上进行。如三峡水利枢纽五
12、级船闸边坡,清江水布埋、广西龙滩、云南小湾水电站坝肩边坡,长江链子崖危岩体整泊,其边坡高度均超过IOOm。钻孔、锚索安装、张拉锁定、封孔灌浆等各工序施工,都是在排架上进行作业。如果排架的强度和稳定性在施工中发生问题,将导致极其严重的后果。为此,在制定施工方案时,应根据施工现场情况和排架所承受的实际荷载(如钻机的静荷载、动荷载、施工材料、作业人员等各类施工荷载组合情况),对排架进行设计。根据设计搭设的承重排架必须经有关安全部门检查,验收合格后才能投入使用。5.0.6 预应力岩体锚固工程,通常被锚固岩体特性较为复杂,在前期地质勘探中难以全面揭示,施工过程中可能出现:1 造孔过程中,原设计孔位无法成
13、孔。2 按原设计孔深,其锚固段岩体不能满足抗拔力的要求。3 锚索张拉过程中,被锚固岩体出现严重的压缩变形。出现以上情况应及时向有关单位反馈信息,以便进行动态设计,调整施工方案。5.0.7 混凝土结构预应力锚索,无论采用有粘结钢绞线还是无粘结钢绞线,浇筑、混凝土时下料、振捣都必须非常谨慎。下料时不得冲击预应力钢绞线、防护套管或仪器引伸线,严禁振捣器触及无粘结钢绞线、防护套管和仪器引伸钱。否则可能造成:1 无粘结钢绞线PE套管破损,导致其失效。55 DL IT 5083 - 2004 2 防护套管变形、破裂造成堵管,导致锚索无法安装。3 仪器引线破断,将导致监测仪器失效。5.0.8 锚墩和结构混凝
14、土体是锚索张拉时及锁定后直接受力和传递预应力的结构体,锚墩尺寸及配筋可参考表4。表4锚墩尺寸及配筋参考表级别底面积顶面积墩高铺设钢筋网kN m2 m2 m mm 1仪JO0.8 0.8 0.4 0.4 0.4 二层树1002仪页。1.0X 1.0 0.5 0.5 0.5 三层。81003JO 1.2 1.2 0.6 0.6 0.6 四层l/8100注1:混凝土强度等级C30以上。注2:如岩土性状较差时,底面积可放宽到l.6m1.伽lo一般设计对锚索张拉时锚墩混凝土、结构混凝土应达到的强度标准有明确规定。如果施加预应力过早,混凝土因强度较低导致张拉后徐变产生的预应力损失加大,甚至会在其端部沿预应
15、力钢绞线位置产生裂纹。5.0.9 岩体加固预应力锚索的张拉力是由其内锚段胶结体及其与孔壁间的摩擦力和粘聚力或担的。当内锚段胶结体的强度达到了设计要求时,进行锚索张拉才是安全的。否则,锚索张拉过程中可能产生滑移或将锚索拔出。胶结体的强度由试件的试验资料提供。5.0.10 般情况下,锚索张拉过程是正常安全的。但不排除因多种因素所致,可能出现下列情况:1 预应力钢绞线断丝断股。其主要原因可能是预应力钢绞线存在材质缺陷,或张拉千斤顶、油压表或油泵出现故障。表现特征是张拉过程中孔内预应力钢绞线有较大的断裂声,油压表指针瞬时剧烈摆动回落。2 夹片破裂。其主要原因可能是夹片存在质量缺陷。表现56 DL/T
16、5083一2004特征是张拉中可闻到破裂声,甚至夹片飞出。3 千斤顶漏油严重。其原因可能是千斤顶内密封圄老化破损。表现特征是正常加压时,压力表工作不正常或活塞不移动。4 压力表不回零。其原因是压力表内弹簧失效或油路有问题。锚索张拉中如出现上述情况之一,表明张拉系统已不能正常工作,应立即停机,查找原因,进行处理,如对张拉机具进行维修或更换新机具。若对张拉机具进行了修理,应重新进行配套标定后方可使用。5.0.11 锚索张拉锁定后,预应力钢绞线自身有一个沿程应力调整过程。锚索的应力调整完成后,即进行封孔灌浆,最大限度地保存锚索的有效预应力,同时也能有效防止预应力钢绞线因受有害介质影响产生锈蚀。5.0
17、.12 锚索防护的胶结体密实程度,对混凝土结构预应力锚索的工作寿命有直接影响:对岩体预应力锚索,既对其锚固力有很大影响(内锚段),也对其工作寿命、安全性有直接影响。所以确保锚索胶结体密实非常重要,一般采用的方法有:1 在浆液中加入适量的微膨胀剂,如CM-2,AEA等,其掺量可通过试验确定,一般为8%10%。2 混凝土结构预应力锚索封孔灌浆时可采用真空灌浆工艺,以提高浆体水泥结石的密实度。3 岩体预应力锚索孔道情况较为复杂,可根据具体情况采取经济有效的措施。如采用高压风吹干孔内集水,灌浆时适当加大灌浆压力,延长屏浆时间等。5.0.13 预应力工程的试验、施工记录主要包括:1 原材料的材质证明书、
18、产品合格证、试验检验报告。2 张拉机具的产品合格证、质量检验报告。3 压力表、测力计的产品合格证、检验合格证、使用说明书。57 DL IT 5083 - 2004 4 千斤顶、压力表、测力计配套标定资料,如张拉力一压力表(测力计)读数关系曲线、计算公式等。5 锚板、夹片的产品合格证、质量检验报告。6 锚索孔道形成过程(钻孔或预埋管)的施工和质量检验记录。7 预应力钢绞线性能试验、工艺试验、验收试验、破坏性试验记录、成果报告。8 锚索制作过程中工序检验记录。9 锚索安装记录。10锚索张拉监测记录。11 锚索锁定后应力、应变监测记录。12 锚索封孔灌浆(内锚段、张拉段)记录(含浆材配比)。13 锚
19、头防护记录(有粘结锚索含混凝土配合比,无粘结锚索含防护罩、防腐油脂)。14 重大质量事故处理记录。15 重要技术会议纪要。16施工图、技术文件、设计变更文件、监理文件。17 施工日志、施工大事记。18 其他有关记录。各项记录的整理、归档工作应与预应力工程施工过程同步进行,必须做到记录真实、全面、准确、详实。5.0.14 预应力工程施工工艺较为复杂,技术要求高。因此,在其开工前必须对参与施工的操作人员进行技术培训。尤其在使用新技术、新工艺、新材料和新设备时,技术培训更为重要。通过技术培训使施工操作人员切实掌握该项预应力工程的施工技术要求,熟悉安全操作技术规程和技能。承担施工技术,质量控制,锚索制
20、作、安装、张拉、灌浆、现场记录等的作业人员必须持证上岗。没有经过培训或考核不合格者不得上岗操作,以确保预应力工程施工质量、安全。DL IT 5083 - 2004 5.0.15 预应力工程施工中应根据国家环境保护法规定,认真做好生态环境保护工作,特别是岩体锚固工程施工过程对环境影响较大,在制定预应力工程施工组织设计、施工技术方案时,应统筹考虑生态环境保护措施。从工程开工至竣工,根据每一道工序的具体情况,采取切实有效的技术措施进行生态环境保护。工程结束时,生态环境保护能持续改善、达标。59 DL IT 5083 - 2004 6材料与设备6.1预应力钢绞线6.1.1 水电水利预应力工程采用的预应
21、力钢绞线为有涂层(无粘结)或无涂层(有粘结)高强低松弛钢绞线。低松弛钢绞线应满足在标准条件下试验IOOOh,初载为最大负荷的70%和80%时,其松弛性分别不大于2.5%和3.5%。其生产工艺可分为标准型和压紧型,其强度级别可分为1720MPa( 250级)、1860MPa(270级)、1960MPa( 290级),其规格性能见表5。表517低松弛铜绞线规格及力学性能表公称直径公称理论强度级规定非比规定非比最大力下张拉力直径允许截面质量别b例伸长应例伸长力总伸长率松弛初l删h松mm 偏差积g/m MPa 力回2Fp0.2 始负荷弛率mm 口nn2MP a kN % % 1720 二170主153
22、12.7 98.7 775 1860 184 二三1661960 注193174 运1.0+0.40 1720 241 二21715.2 140 1101 1860 二260主2343.5 1960 二274二24770 三三2.5l.r=5恼nm-0.20 1720 二258主23215.7 150 1178 1860 80 三三4.51960 279 注25117.8 190 1500 1860 二353注294注l:非比例伸长力耐不小于整根钢绞线公称最大力的90%。注2:钢绞线弹性模量为(l.95土O.lllOMPa,6.1.2 预应力钢绞线进场后,首先应进行外观检验。本条规定了外观检验
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