预应力锚索套管成孔技术在堆积体边坡加固中的应用

刘雷洋

摘要：为了有效促进有关预应力锚索成孔技术在堆积体边坡支护工程建设中的广泛应用，特结合某大型城市快速互通立交西侧高边坡锚索支护工程建设中的预应力锚索边坡加固技术应用实例，详细致地介绍有关预应力锚索边坡加固技术工程施工的技术基本原理、施工工艺操作流程、施工管理方法、以及边坡施工过程中的一些注意事项等，希望本文能为今后的类似堆积体边坡锚索加固边坡工程施工技术提供参考借鉴。

关键词：预应力锚索，套管成孔技术，边坡支护

近年来，我国公路建设水平取得了飞速发展 ，许多新的施工材料、新的制造工艺、新的工程技术不断出现并得到了广泛应用，预应力锚索加固技术在各类堆积体边坡支护及山地滑坡等地质灾害预防中已经得到了普遍应用。与其他传统岩体抗滑桩施工技术相比，预应力锚索加固施工技术主要具有以下优点：可广泛用于岩土工程实践;力学性能好，能最大限度地有效降低对施工岩体的外力扰动，避免施工过程中出现二次灾害。

一、预应力锚索的基本原理

将加固边坡内表面的松散破碎岩体与加固边坡深处的稳固的岩体使用高压预应力锚索和高压钢筋砼坡体网格锚固在一起，并通过高压预应力的施加，将坡体范围内的软弱松散岩体紧密结合，阻止边坡开裂以及岩体纵向位移，提高松散岩层间的横向摩擦力和正稳压力，实现边坡加固的目的;对边坡松散岩层预先施压正定压力，从而有效增大加固坡体对具有滑移趋势坡面的正稳压力，同时也有效增大了坡体的抗压止滑力，增强边坡的稳定性。对锚索孔通过水泥注浆的方法，使混凝土充分填充坡体内的空隙和裂隙，提高了坡体内部松散岩体的强度，另外，通过水泥与砂浆的高压凝固作用，使由松散岩体构成的边坡连成了一个整体，增强结构的整体性和稳定性，从而真正达到加固边坡的目的。

二、预应力锚索施工工艺流程

预应力锚索构件施工前，根据施工设计方案图纸或按工程监理师和工程师傅的指示，对锚索构件进行钻孔施工工艺质量试验，通过工艺试验可以确定各种适合于本地区边坡隧道开挖施工支护的锚索及其钻孔施工机具、设备和测量仪表等的配置及锚索的整体布孔结构形式、锚固带的长度、注浆液与浆液的配比等相关技术参数。锚索机的框架安装施工一般按片模式进行，其中的施工准备工序一般为：首先开始进行孔位施工首先准备孔位测量摆放并在孔位位置钻孔之后进行清理孔位钻孔，然后开始进行锚索的施工制做和框架安装。安装工作完成后需要进行钢筋注浆施工作业，然后进行挖槽、支模并同时完成施工绑扎二次钢筋，之后用钢筋混凝土注浆进行二次钢筋砼主体框架和主梁面的浇筑，完成钢筋混凝土施工养护后需要进行锚索张拉、锁定，最后再在完成二次钢筋注浆后进行封锚，完成整个工艺流程。

三、预应力锚索施工方法

1.施工准备。预应力锚索加固改造工程在整体施工前应认真做好整体施工过程组织方案，明确施工组织、施工工艺、工序操作流程。组织施工人员、材料和各种施工机械设备按时进场，并定期做好各种材料的施工试验以及检测验收工作。对施工场地进行封闭，搭建能满足相应场地承载力与稳固运行能力的脚手架并配備操作运行平台、运输运行通道及自动升降机等设备。防止过多的人员同时进入施工现场交叉进行作业，造成混乱和危险。场地四周道路采用多道围挡形式封闭，场内分别设置钢筋加工区、砼材料输送区和泵区、机械设备作业区、场区人行道路、材料设备堆置处理区、机械车辆停放放置区等。

2.测量放样。根据设计图纸对锚固孔进行定位，定位操作使用全站仪等精密设备进行，以保障锚索的位置、倾角等参数的正确。

3. 钻造锚孔。钻孔前，根据钻孔平面情况确定孔位并准确位置安装电动钻机。采用无水干式滚钻方式钻进，锚索孔误差深度应当小于于孔深的2%，钻孔机的位置、走向、进深等参数均按施工设计图要求执行。钻孔工作完成后，利用高压水和空气将孔内岩粉及注浆清除，钻孔过程中如出现塌孔、缩孔等不良现象，应立即停止开钻，及时对其进行加固和灌浆防水处理。注浆24小时后重新开始钻孔。

4.锚索制作和安装。预应力锚索复合材料铰线采用24mm、1860mpa的预应力不锈钢铰线。锚索长20至25m，其中有约12m作为锚固段。制作锚索前，应当搭建防雨棚，确保离地50公分以上。锚索的下料位置应整齐准确，误差应小于±50mm。

锚索连接材料一般采用1860mpa级优质高强度不锈钢绞线，其锚索直径、强度、延伸率均能够满足工程设计中的规定技术要求。锚索线在编束前，应严格确保每根不锈钢绞线顺直、不交叉、排列均匀。锚固段线必须经防腐除锈和基层涂油加固处理，并按国家技术规定安装捆绑锚固箍线连接环和锚固架线连接环。锚索在安装时按照设计标准规定必须做好固定装置。

锚索在制作完成并经现场安装监理员和工程师检验认可后，方可进行吊装安放。安装时，要避免出现扭曲、挤压、或弯曲，其开孔方位和横向倾角要求与安装锚孔的横向方位和倾角保持一致，锚索送锚孔的过程应当平顺、均匀，防止发生扭曲、抖动，避免散束。

5.锚孔注浆。锚孔孔底注浆作业应尽量采用优质纯水性混泥浆，水泥注底返浆作业采用水泥孔底压力返浆作业方法，注浆时应当避免人员触碰输浆器导管防止出现灌浆不均匀的情况，确保所有孔口水泥浆面液体完全充满。

6.锚索张拉、锁定。预应力锚索张拉宜设计采用1.1一1.2倍的超张拉。锚索张拉设计第一至二阶段张拉至设计张拉力的50%，第二至三阶段张拉至设计超张拉力值。每一个阶段张拉持荷可按5一6级顺序进行，第一级张拉中的稳定荷载持荷持续时间为30min，其它各级别的稳定荷载持荷持续时间5min，必须及时准确记录各级稳定荷载所需相对应的锚索值和伸长持荷值。

7.二次排水注浆及人工封锚。在注浆预应力锚索张拉注浆完成后，即开始进行第二次脱水注浆。锚索完全锁定并二次下水注浆后，外露锚索处应保留长5到10cm，以防锚索拽滑，多余锚索须用电动砂轮机进行锯削切割，不得直接采用任何电弧明火烧割，防止出现锈蚀并同时兼顾美观。

综上所述，预应力锚索技术作为高危地区边坡墙体加固的一种有效控制措施，将在今后各种高危边坡加固工程中能够得到更广泛的实际应用。

参考文献：

[1]王俊杰，席先华，曾照亮.预应力锚索技术在公路高边坡加固工程中的应用[J].公路交通科技（应用技术版），2014，10（12）：70-72.

[2]杨华斌.预应力锚索施工技术在西藏林芝老虎嘴水电站高边坡加固中的应用[J].四川水力发电，2010，29（01）：25-29+32+164.

（作者单位：浙江天舟环境建设有限公司）