锚索技术在高边坡加强支护工程中的应用探讨

锚索技术在高边坡加强支护工程中的应用探讨

张金龙1丁凯2

中国安能第一工程局集团有限公司广西南宁530028

摘要：当今，我国的山区高级公路大量修建，公路工程建设项目慢慢的开始多了起来，那么与此同时，高边坡的问题也成为公路建设的一个关注点。如何采取安全高效且最大化节约资金对高边坡进行加护，来确保日后公路的畅通，值得我们去讨论研究。道路建设技术和科学技术水平得到了非常专业的推动。锚索施工技术已广泛应用于高边坡支护，因为锚索施工技术具有一定的自身施工优势。本文结合具体工程案例，对于锚索技术在高边坡加强支护工程中的应用进行了探讨，简要介绍了锚杆索边坡防护施工技术要点。

关键词：锚杆锚索；边坡；防护

前言：预应力锚索是指采取预应力方法把锚索锚固在岩体内部的索状支架，用于加固边坡。锚索靠锚头通过岩体软弱结构面的孔锚入岩体内，把滑体与稳固岩层联在一起，从而改变边坡岩体的应力状态，提高边坡不稳定岩体的整体性和强度。岩土锚固技术是指通过埋设在土层或岩石中的锚索将结构与地层紧密地连接起来，依靠锚杆或锚索的抗剪强度将结构承载的荷载传递给深部稳定的岩土体以及周围的地层，从而进一步加强地层本身。这样做的目的是保持结构和岩土体的稳定性。结合以往的施工经验，对锚索护坡技术进行了探讨。

一、锚索结构原理

在我国高边坡施工的过程中，因为预应力锚索施工技术的优点是可以提高道路的整体稳定性，所以这种技术得到了广泛的应用，在施工时还取得了很理想的施工效果。作为高边坡设计结构，锚索技术从根本技术原理上来讲，主要采用应力法将土壤中的相对应力传递给岩土，这样一来就会有加固的效果。在高边坡的施工条件下存在一定的相似性，具体表现就是滑动土壤会产生拉力。经过结构体系的设计，力被分解到强烈的岩层里面，最终变成稳定的高边坡。

锚索是由锚固头、锚固段以及自由段三部分组成的，它还包含各种附属结构，一般较为常见的灌浆塞、支架等，其中锚固头的一部分还包括锚固、护板和保护帽这三个部分，它的作用是固定锚索张拉施工段的锚固位置，锚固装置放置在坚硬的岩石和土层中，其作用是对土层中的拉力进行一个传递。

二、公路工程前的考虑

这里以一个项目举例来进行说明：一个项目在公路路堑边坡，于这里的地貌特点就是中低山地貌。坡度在25°-30°之间，沿公路坡度较大，相对坡度差约67m，平均地面高程在740m-840m之间。根据地质调查，斜坡的开挖深度最大不可以大于55m。同时，坡面附近土层的稳定性相对而言是非常的差，而且因为岩土层的强度不足，岩土风化侵蚀严重。而且，公路工程边坡的岩体位于湿滑的地层，地下水广泛分布在公路滑坡区。所有这些问题都应考虑在施工的过程中。

三、边坡防护的施工技术重点

（一）施工的准备工作

1、设备的选择

高速公路高边坡施工中，张拉设备以及动力设备在其中起着关键的作用，对于钻孔的质量影响特别的大，从某种程度上来说，钻孔的深度也会被涉及到。空气压缩机是钻机的主要动力设备，它直接决定了钻孔的质量。一般来说，钻机的耗风量应保持在9m~12m这个区间里面，两台12m移动式空气压缩机可以完成两个钻机的施工任务。但是，道路和道路工程的实际情况不同，对电力设备有不同的要求。因此，在选择电气设备时，要考虑道路的实际施工周围环境和其他的相关因素。在公路高边坡防护施工的过程中，适当的张拉设备可以对于施工结果有一个极大的保障。由于高速公路高边坡单孔注浆量较小，所以选择砂浆灌注的方法，采用YCD-1500配套高压油泵和千斤顶作为张拉装置。

2、成孔设备选择

如果道路工程坡度陡峭而且高度较高，施工场地比较危险，那么在边坡防护工程中，如果使用体积大，弹性差灵活程度低的施工机械，其应有的作用在这种情况下很难完全发挥出来。在场地的限制下很难做任何事情。所以，在这种情况下，我们应该尝试使用重量轻，体积小，灵活的设备。例如采用YG800型的全风动潜孔钻机，完全可以满足特殊工作环境对于机械的特殊要求，在高边坡施工中，YG800型的全风动潜孔钻机更易于操作和移动，钻孔速度相对较快。施工效率在此机器的帮助下可以有一个极大的提高。

（二）施工技术要点

1、锚索框架防护

（1）钻孔

根据基坑开挖的坡度图，按4m×3.5m的间距在坡面上设置锚孔，采用Φ50钢管脚手架建立施工平台。平台采用锚杆固定在斜坡上。钻机通过提升机吊到平台上，确保钻头和斜面的角度为53°或63°，该数值的最终确立也取决于坡度。钻机进行钻孔应该是从上到下。为了保证边坡地质条件不被影响到，保证孔壁的稳定性，钻孔使用液压潜孔钻机施钻，采用无水钻进的干法来进行施工。

（2）清除孔内杂物

当钻孔完成时，使用高压风来清除孔，并且在孔的壁上不允许粘土或污泥。岩石粉末被大量的高压空气吹出洞口，洞口的灰尘浓度太大。很容易对于工人的操作造成影响。所以，有必要同时使用喷水喷射将岩粉和水雾沉积在地面上。钻孔时，钻孔工具必须保持清洁，孔壁上无污染物，以确保水泥砂浆与岩石之间的附着力足够强，孔的清理结束以后，需要暂时堵住孔，以防止碎屑或者其他东西再次进入孔中。

（3）锚索框架梁浇筑施工

在施工前，首先要对边坡的部分进行修复。如果因为刷坡超挖或坍塌悬空，那么就需要先用浆砌片石嵌补土，石质边坡采用人工开挖地梁槽，石质边坡需要用风镐来进行施工。清理基坑表面，采用2cm到5cm水泥砂浆调整，然后安装钢骨架，浇筑混凝土。钢筋在加工场中加工成半成品，并运到现场进行安装。在安装钢骨架时，应注意保证锚固孔保持顺直，斜支架顶面应保持与锚孔轴线垂直，锚垫尺寸误差控制在±0.2cm。安装模板时，应注意保护层的控制和模板的加固。模板用钢模板或竹胶模板组装，短锚固定在斜面上。混凝土浇筑时应控制混凝土的振动和竖向梁的尺寸，为了确保密实度，需要边浇筑边进行振捣。

2、锚杆框架防护

当刷坡结束时，锚点应根据技术人员绘制的坡锚的布局进行布置，施工人员将依据施工现场开始钻孔。通常采取手持式凿岩机和自钻式灌浆锚杆施工。如果锚杆钻至设计深度就应该安装锚杆。浆料应按设计配比严格配制，放入搅拌机里进行混合，浆料强度不低于30MPa。灌浆压力控制在0.1-0.15MPa之间，水泥浆应与膨胀剂和早强剂混合，这样做的目的是为了增加砂浆的早期强度。除此之外，在锚固过程中应随时观察地质变化。如果检测到地质异常时，就需要及时的向监理工程师和设计单位报告，进一步的改变完善施工设计。

（三）施工中遇到的问题及处理措施

1、地质复杂，裂隙数量多，较难成孔

过去的施工经验向我们表明了，如果边坡岩土长期受到风的原因而腐蚀，那么结构的稳定性就会遭到破坏，严重的情况下还会出现裂缝，因此，在公路边坡施工中可能会出现钻孔坍塌。所以在施工的过程里，应采用灌浆固壁这一技术，在钻孔过程中浇筑混凝土。如果某部分岩石表面的裂缝较长，则传统的灌浆方法就需要使用特别多的水泥浆。如果想要减少水泥浆使用量，那么就可以使用间歇灌浆的解决措施。

2、钻孔遇地下承压水

如果在钻孔施工的时候，遇见地下承压水，钻孔所产生的渣的排出就会变成一个棘手的问题。钻孔的渣如果不能迅速的排出，给钻孔的施工进度带来了很大的困难。如果出现这种情况，施工人员采用封堵钻口的办法，之后再重新进行钻孔的施工，如果某些钻孔中有大量的水，不仅需要注浆堵塞的方法，还需要在钻孔周围打出一些深孔用于排水。

结语：在综合考虑道路开通半年后，对公路高边坡进行了位移试验。从数据的角度来看，边坡的稳定性已经达到了设计和加固非常理想的一个结果。可以看出，公路高边坡的施工技术具有一定的优势。随着施工技术的提高，这种技术在将来应用的次数会越来越多，它的应用空间将也会慢慢变大，也将为公路带来更高的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]李延敬，刘春雨，张潇.解析预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用[J].企业技术开发.2014（03）

[2]刘华，廖小林.解析预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用[J].江西建材.2014（05）

作者简介：

张金龙（1987-），男，四川广元人，工程师，学士，从事水利水电工程施工技术及管理工作；

丁凯（1989-），男，河南焦作人，本科，从事水利水电工程施工技术及管理工作.