2.2.4.1 技术特点
高边坡采用锚索支护时。因为锚索施工时间长，为了满足开挖进度要求，并防止开挖爆破对锚索施工质量造成影响等，因此有的工程锚索施工可能未随着开挖面下降而及时进行支护。以西龙池下水库为例，其锚索支护在库岸边坡开挖至环库公路高程后，再进行锚索施工。其技术特点因部分锚索位置较高，主要是在高排架上进行施工，增加了施工的难度，并且对排架搭设的稳固性要求较高。
2.2.4.2 施工方法
锚索施工程序如图2-11所示，具体流程为:测量初步放样→搭设脚手架→测量放孔位→钻孔、编索→固结灌浆(围岩破碎带或渗水量较大)→钻孔、编索验收→穿索→内锚段灌浆→孔口管安装、张拉墩混凝土浇筑→观测仪器安装(如有必要时)→张拉→观测(必要时)→二次张拉→锚头保护。
图2-11锚索施工程序图
预应力锚索正式施工前，还需进行生产性试验。以验证预应力锚固设计，确定锁定吨位和设计张拉吨位，检验预应力锚索施工工艺，指导安全施工。
2.2.4.3 工艺措施
(1)施工平台搭设。
预应力锚索施工平台搭设考虑因素主要有:作业所需承载的重量和钻机移动、下锚、张拉千斤顶的需要，以及搭设高度需要等。一般依坡面采用Φ48排架管搭设，平台面局部铺设5cm厚木板，用10#铁丝固定，端部锚索孔位两侧的平台长度不小于5m，平台宽度3m左右，以利各孔锚索下锚，保证索体转弯半径，尤其是要加强安全验算，采取足够安全系数，以确保施工安全。
(2)孔位放样。
孔位放样根据设计图用激光全站仪进行孔位桩号复核，并用油漆标识孔位、孔号等。标识好后再签发钻孔通知单，机组人员按通知单要求进行钻孔。
(3)钻孔。
钻机采用MD-50型锚固电动地质钻机。钻孔孔径150mm，采用冲击钻头，无水钻进，孔口采用吸尘装置。钻机就位后，利用地质罗盘定出的钻机倾角使之达到设计要求，然后将钻机固定可靠，在钻孔过程中应随时检查钻机固定情况，不允许钻机产生较明显的摆动和超过允许范围的位移。为保证钻孔精度和质量，开孔段2m内采用低速钻进，一般2m/h，孔内正常钻进速度不超过5m/h，并在2m、5m、10m、15m、20m时进行孔斜纠偏工作，终孔孔斜用测斜仪测量，确保孔斜误差不大于孔深的2%。钻孔的开孔偏差不大于10cm，端头锚固孔的孔斜误差不大于孔深的2%。
钻孔过程中，根据排渣情况，判断内锚固段的围岩条件。若孔深已达到设计深度，而内锚固段仍处于破碎带或断层等软弱岩层内时，要及时报告监理工程师，经监理工程师验查同意后方可继续钻进，直到进入稳定的基岩中并经监理工程师验查，签字同意认可后终孔。钻进过程中，每孔记录:钻孔尺寸、孔斜、钻孔速度、孔深以及岩石的变化情况。
锚索孔的压水试验采用单点压水法，压水20min，每5min测读压入流量，并做好记录，当压水试验不能满足规范要求，则进行固结灌浆处理。如遇地质条件较差，成孔困难时，则采取跟管钻进，并钻一段灌一段，以确保孔壁稳定。灌浆方式为低压灌浆，灌浆压力控制在0.3MPa以内。采用0.5:1浓水泥浆灌注。在灌浆结束1d～3d内进行扫孔，扫孔后用高压风冲洗钻孔。清洗干净并检验合格后，在安装锚索前将孔口堵塞保护。
(4)索体制作。
无黏结预应力锚索制作程序为:下料、止浆环组装、检查→进、回浆管和充气管检查→标识、编号→内锚段钢绞线去皮清洗→编索→组装导向管和波纹管→环氧封堵密封→验索→存放。
锚索下料在平坦开阔的工作平台上进行，下料前将不同孔深的锚索材料编制成下料单，按下料单中各孔钢绞线所需的长度，用钢尺校核后的皮尺丈量，其误差在5mm以内。
下料长度按锚索实际孔深、锚具厚度、张拉设备长度、锚索测力计厚度和调节长度的总和考虑，钢绞线采用砂轮切割机切割。使用钢绞线之前，先检验钢绞线的出厂证、质保书，并检查其外观和直径，有锈蚀、缺损不予使用。进回浆管和充气管均采用PVC塑料管;使用前，对其进行耐压试验。耐压值不低于实际使1.5倍用值。(进回浆管内径Φ15mm～20mm，耐压值不低于1.5倍灌浆压力，即1.2MPa;充气管内径Φ6mm～10mm，耐压值不低于1.5倍止浆环设计充气压力，即1.5MPa。)
下料后对内锚固段进行去皮和清洗工作，去皮和清洗长度不小于设计长度且不得大于设计长度5cm。切断外包皮时不得伤及内部钢绞线。清洗时采用专用工具将钢绞线松开，使用清洗剂清除防腐油脂，做到干净彻底，不留有油膜，以确保钢绞线和水泥浆胶结体之间有足够的黏结力。
编索时，将各孔的钢绞线、进回浆管等进行编号，然后对号入座，排放时不得使钢绞线及灌浆管发生错位或交叉。安装进回浆管，并检查管道是否畅通，否则进行更换，且安装后对管口临时封堵，并挂牌编号。端头锚安装止浆环，止浆环由隔板、进回浆管、限位环、气囊、胶带组成，止浆环与钢绞线之间的间隙用环氧树脂封填密实。同时，对止浆环进行充气检查。内外隔离支架均采用预应力锚索专用支架，用无锌铅丝绑扎，绑扎位置在隔离支架两侧，内锚固段索体需绑扎成枣核状，绑扎后的索体外径要小于波纹管内径。内锚段和张拉段隔离支架的排放间距均为1m。最外一个隔离支架和锚板距离为2m。检查合格后，将专用导向帽安装在锚索体的最前面。
编索检查合格后，再组装导向帽及波纹管。将钢绞线索体穿入波纹管及光滑套管内，专用导向帽安装在锚索体的最前面，采用螺扣与波纹管连成一体。波纹管与导向帽、波纹管与光滑套管之间的接缝采用环氧或监理工师认可的材料和方法进行密封，保证波纹管内外浆液各行其道。穿束完成后，在波纹管的外面绑扎外对中支架，绑扎的位置对应于内部对中支架，绑扎后的索体外径小于实测孔径10mm。
索体制作完毕后，与相关人员一起进行索体验收。验收合格的锚索平行摆放在平台上，成品索体不得叠压，并做好防潮、防锈、防污染及防损坏等保护措施。存放时间控制在3d以内。验收合格的锚索要登记挂牌编号。
(5)穿索。
锚索的运输主要采用人工搬运的方式进行。在搬运过程中人与人的间距以不超过2m为标准，所有搬运用的支撑件与锚索的接触部位均不采用铁件或其他易对锚索的钢绞线造成损伤的物件，转弯半径以不改变锚索结构为限。锚索穿入锚孔前，再次校核锚索编号与钻孔是否一致，确认无误后，再用高压风吹孔后，开始下束。
采用人工下束，锚索穿入锚孔时应保持平顺、匀速推进，严禁旋转锚索以防损坏索体结构，造成返工。锚束头距孔底控制在20cm以内。检验束体入孔后外露尺寸，并再次对止浆环进行充气检查，确认无误后，开始准备注浆。
(6)内锚段灌浆。
采用先安装锚索后灌浆的方法。灌浆前先对锚索的止浆环阻塞效果进行检查，防止浆液从锚固段渗入张拉段胶结钢绞线，一般采用有压压水试验，根据回水压力、孔口水流来判定。止浆环充气压力为1.0MPa，在内锚段灌浆完成8h后方可卸压。
灌浆材料采用强度不低于42.5级的普通硅酸盐水泥。浆液的配比、掺用外加剂和使用要通过室内和现场试验确定，具体如表2-12所示。外加剂中不含有对锚索有害的成分，并经监理批准后使用。
表2-12 锚索施工浆液配合比参数表(www.xing528.com)
灌浆在锚索入孔后24h内完成。施工前，通过灌浆管送入压缩空气，将孔内积水排干。采用BW250中压灌浆泵灌注，浆液由进浆管进入，灌浆压力为0.6MPa～0.8MPa，浆材水灰比为0.33～0.35，采用高速搅拌机制浆。为改善水泥浆的可灌性，减少浆体的收缩性，在浆体内加入适量的膨胀剂和减水剂(由试验确定)。
灌注时，按规定取一定数量的试件，分别测定其3d、7d、28d的强度，试件取出后放于与孔内环境相似的环境下养护。灌浆工作连续进行，若中途因故中断，应尽早恢复灌浆，或立即清水冲洗，然后重新灌浆。当灌浆量大于理论吃浆量，且回浆管浆液比重等于进浆比重，闭浆30min即可结束灌浆。灌浆结束后，把进、回浆管关闭，防止浓浆回流。并在24h内派专人监视止浆环的充气压力的变化。如发生漏气现象，及时补气到设计压力，防止内锚段浆液泄漏到张拉段。
(7)垫墩混凝土浇筑。
混凝土垫墩内设置的钢套管、钢垫板、钢筋网及灌浆套管采取车间加工，现场调整安装。安装前将孔口周围岩面清理干净并处理松动块体，安装时保证钢套管中心线和钻孔轴线重合，钢垫板与钻孔轴线垂直。混凝土垫墩为R7350#混凝土，采用小型拌和机现场拌制，采用人工喂料，管式振捣器分层振捣密实，特别注意边角部位。
(8)锚索张拉。
锚索张拉的设备和仪器事先进行标定，标定间隔期不超过6个月。千斤顶与压力表等张拉设备配套检验和率定后，将标定成果绘制“压力表读数～张拉力关系曲线”，以便张拉时校阅。锚固段的固结浆液、承压混凝土墩达到设计强度，各部位尺寸检验合格，夹片、锚具再次进行清污、除锈。上述所有工作验收合格后，则开始进入张拉设备安装及张拉阶段工作。
锚固段的固结浆液、承压混凝土墩达到设计强度，各部位尺寸检验合格，夹片、锚具再次进行清污、除锈。上述所有工作验收合格后，方可进入张拉设备安装及张拉阶段工作。经配套率定的张拉机具，用油漆进行编号，以防止张拉过程中，张拉机具混乱使用，而影响张拉的质量或造成事故。
锚索张拉前，在外锚处安装工作锚板、千斤顶、工具锚板。张拉设备组装顺序为:工作锚板→限位板→千斤顶→工作锚板。张拉设备组装时，各种张拉设备要与锚索体轴线同心，其误差控制在1mm以内，并确保钢绞线不交叉和错位。
在正式分级张拉前，先对每小束锚索进行预紧，确保正式张拉前在锚孔内的钢绞线顺直，每根受力均匀，以提高锚固效果，然后按锚索试验结果最终确定的锚索设计张拉吨位和锁定吨位进行张拉。
锚索张拉力逐级增大，严格控制张拉升荷速度和每级稳压时间。其最大值为锚索设计荷载的1.05～1.15倍。每级稳压15min，进行下一级的张拉，到达最后一级稳压30min后，进行锁定。张拉时，升荷速度每分钟不超过设计应力的1/10;卸荷速度每分钟不超过设计应力的1/5。张拉时，油压按标定曲线取值。锚固回缩值应小于6mm。当压力表的读数增加而伸长值不变或伸长值增加而压力表读数不增加时，发生油泵、测压计严重漏油或夹片碎裂、飞锚等事故时立即停止张拉。部分锚索张拉控制参数见表2-13和表2-14。
表2-13 张拉控制参数表(1000kN)
张拉完毕锁定后，如无异常情况，逐步卸下工具锚、千斤顶、限位板，并逐个检查工作锚夹片的夹持情况，如发现工作锚夹片不平整，查明原因，采取处理措施。
表2-14 张拉控制参数表(1500kN锚索)
(9)外锚头保护。
一次张拉后，根据监测资料确定是否进行补偿张拉，因此，对外锚头要用专门保护罩进行保护。在安装保护罩之前，量测出补偿张拉所需钢绞线的长度后再将多余部分切除，然后安装保护罩，并通过保护罩上注油孔向锚头内注满无黏结锚索专用防腐油脂。
保护罩装完后，在其外部采用混凝土包裹保护。外包混凝土的保护层最小厚度不小于5cm，混凝土与保护罩之间用沥青油充填隔离。
(10)补偿张拉。
补偿张拉的时间根据监测资料分析确定。一般在测压计读数趋于稳定时进行补偿张拉，张拉吨位根据安装在外锚头处的测压计监测到的应力损失情况由监理工程师和设计人员共同确定。
补偿张拉前清除保护混凝土，卸去保护罩，清洗油污。补偿张拉采用单根张拉方式。张拉时注意夹片对钢绞线的咬合情况，察看夹片有无裂痕及钢绞线的刻痕深度。如有问题采取措施解决。补偿张拉完成后，对外锚头仍按前述方法进行保护。
2.2.4.4 质量控制
(1)锚索施工前，做好相应的技术准备工作，包括对人员进行培训，进行技术交底，做好检查记录等。
(2)加强钢绞线材质检验:进货后对钢绞线材质按相关规范进行验收，并按要求对每盘钢绞线进行常规的物理力学指标检查(包括弹性模量、延伸率、极限抗拉强度、松弛率等)，如检查发现其中有一项不合格，则为报废。使用之前，内锚固段及外锚头夹持段必须进行表面质量检查，钢绞线表面不得有锈坑和腐蚀造成的缺陷，如有均匀轻微的缺陷，在下锚之前，必须冲洗干净。
(3)严格其他材料及设备的检测试验及率定工作。灌浆原材料按相关规范进行检测;锚板、夹片按规范要求的比例进行硬度检测;对灌浆压力表进行检定;对进行压力表示值与千斤顶张拉值关系标定等。
(4)钻孔定位要准确，并用油漆标识孔位、孔号等，以防止钻孔参数出错。
(5)钻孔前，严格校验开孔时钻杆的倾角和方位，并经质检人员复验合格后方可固定钻机。钻孔时，注意开孔段2m内采用低速钻进，随时检查孔斜并进行纠偏。
(6)钻孔过程中，认真、准确、清楚、及时记录钻孔的孔径、回水颜色、进尺和岩性等。
(7)锚索内锚固段去皮清洗应不留有油膜，以确保钢绞线和水泥浆胶结体之间有足够的黏结力。编索时注意要对钢绞线、进回浆管等进行编号，排放时不得使钢绞线及灌浆管发生错位或交叉。编索过程中需检查进回浆管是否畅通。索体制作完毕后需按规范加强验收。
(8)锚索锚固段的固结浆液、承压混凝土墩达到设计强度时方可张拉。张拉时严格控制张拉力和张拉速度，张拉过程中，认真记录压力传感器的读数、千斤顶的读数以及试验锚索在不同张拉吨位时的伸长值。张拉完成后48h内，若发现预应力损失大于设计预应力的10%，需进行补偿张拉。
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