预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用

2015-03-24吴迪

河南科技 2015年8期

吴迪

（郑州市路通公路建设有限公司，河南郑州 450000）

预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用越来越广泛。在有效深度的锚孔底端与周边完整的岩层作用下，水泥砂浆会形成锚固体，这样锚固体和孔壁之间会存在摩擦力，从而具有一定的反作用力。预应力锚索技术作为一种新的公路技术，能够进一步提高公路高边坡的质量。

1 预应力锚索技术的应用

近年来，预应力锚索技术在我国公路工程施工中得到了广泛应用。如果工程的边坡较陡，并且高度较大，可以采用适应性较强的全风动潜孔钻机进行施工。全风动潜孔钻机质量较轻，可以调整钻机的方位和倾角，使之符合施工设计角度的要求。但是，在实施钻孔作业的过程中，要防止有水出现。钻机使用无水钻进技术，可以使钻孔的配套设置得到有效简化，还可以使生产成本得到降低，确保公路工程的高效益。

2 锚索设计原理

对于锚索来说，可以将滑动土体所产生的拉力传递给公路岩土里面的高边坡结构。锚索由锚头、锚固段和自由段构成。锚头是锚索张拉固定施工作业的位置，一般情况下，锚头由锚具、垫板和保护帽组成。锚固段就是将远端拉力传递到稳定的岩土里面。自由段则是将锚头拉力传递给锚固段中间位置，一般由注浆塞、防腐结构两部分组成。除此之外，锚索还有注浆塞和支架等多种配件结构。

3 预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用

3.1 钻孔施工

进行预应力锚索施工时，钻孔是控制公路高边坡质量的关键，要求钻孔的深度和设计满足施工的要求。

①在进行钻孔作业前，先对钻孔进行定位。在脚手架的位置安装钻机专业钢管，按照施工方案的设计要求，实施测量放样定位工作。完成钻机安装工作后，调整钻机的倾角和方位角，以满足施工方案设计的要求。完成钻机固定工作后，严格检查质量是否符合施工要求，然后进行钻进作业。

②在实施钻进作业前，通过使用钻机配置的钻杆，根据锚索的长度来确定钻杆的长度，钻杆要整齐排列，不能出现歪斜现象。钻孔深度要符合施工的要求。另外，实施钻孔时，要对工作风压和区域状况加以注意，要根据现场实际调整对策。若底层较软弱，就需要对钻进的速度进行调整，防止坍塌事故的发生。

③完成钻孔工作后，需要对钻孔进行冲洗以提高钻孔壁和浆体的黏度。另外，通过使用高风压管来插入孔底，边插边吹风，要将孔内存在的残渣吹干净。

3.2 锚索的组装

通过使用钢绞线来进行锚索的组装工作。对于钢绞线来说，其下料的长度由锚固段的长度和自由段的长度以及张拉段的长度共同构成。钢绞线在使用前要先进行除锈，将其顺直地放置于组装台。自由段要涂刷一层防锈漆，还要涂抹一层油脂。采用封口胶带缠绕钢绞线自由端和锚固段之间相交的位置，然后采用铁丝将相交的位置扎紧，防止水泥浆进入管内。钢绞线的组装还要按照一定的顺序进行排列，注浆管放置于锚索之间。完成锚索组装工作后，进行锚索的编号，将其堆放，以便使用。

3.3 锚索的安放

在进行锚索安放时，采用人工的方式将锚索抬放到孔口边，等到锚索成孔后再进行锚索的添加。锚索的放置，要将塑料管伸入到孔底位置，通过使用压缩空气将孔内的岩屑吹干净，然后将锚索平直地放置于孔内。

3.4 锚索的灌浆

由于水泥砂浆的流动性较差，很大的程度上会产生堵塞注浆管现象。锚索成孔后会存在较多的积水，造成承受压力增加，水泥砂浆遇到水后会产生离析问题，沙子经过离析后会沉于锚固段，这样锚固段的强度会降低。所以，锚索灌浆使用的是纯水泥浆，锚固段若遇到土质或者沙土状的风化岩层，就需要进行二次高压劈裂注浆作业，确保地层的锚固力。完成锚孔钻造工作后，要及时实施锚索的安装和锚孔的注浆。在进行二次劈裂注浆的过程中，利用注浆的强度来控制劈注的时间。然后，在二次注浆管的锚固段进行花孔的设置。

3.5 锚索的张拉

对于面积较大的工程，要做好极限抗拔力试验，取得准确的锚索抗拔力。公路高坡边的设置主要就是分两次进行锚索张拉。第一次张拉中，张拉力的设计要结合预应力的大小。完成第一次张拉作业后，要保持一定的时间。第二次的张拉要在第一次张拉完成后进行，其作用就是弥补第一次预应力受损的问题。张拉力的设计要按照施工的要求结合预应力，还要与第一次一样保持一定的时间。

3.6 锚索的锁定

锚具和夹片的使用要根据钢绞线的股数来选择。锚具要从钢绞线的端部穿入进去，要求与钢板保持一致。锚具和夹片的压紧可以通过使用一定型号的钢管来作业，将千斤顶装好，锚具与千斤顶压紧后，等到张拉达到锁定的数值，就可以将千斤顶拆卸下来。

4 预应力锚索技术施工中存在的问题及解决措施

4.1 由于地质复杂和裂隙密集，成孔的难度较大。实践证明，在施工时，会出现构造裂隙发育情况或严重的岩体风化问题，在一定程度上会导致塌孔和卡钻现象。所以，在钻孔的过程中，采用灌浆固壁的方法进行灌注。另外，部分孔位地段存在较长的裂隙，可以使用灌浆法作业。

4.2 钻孔时，会遇到地下承压水。若在钻进中出现承压水，对钻渣会有一定的影响，使钻渣不能够及时排出，会增加钻进工作的难度。对于这种现象，可以采用封堵结合的方法进行处理。等高压注浆至钻孔内时，实施封的方案，完成封堵作业后再重新钻进。若孔出现大的出水量，在进行注浆封堵作业的基础上，需要将一排水深孔补给于钻孔的周围，然后结合锚索的锚固端对排水深度进行有效的控制。