锚索技术在边坡加强支护工程中的应用

才运涛

【摘要】工程部位因地质条件复杂，存在较大安全隐患，为保证电厂安全，实施加强支护。本文简要介绍锚索施工方法，钻孔导直理论的探讨，技术改进等。

【关键词】石龙水电站；边坡加强支护；锚索；施工

1、工程概况

石龙水电站位于抚松县境内松江河上，总库容4120万m3。安装2台单机35MW水轮发电机组，多年平均年发电量1.257亿kW.h，利用小时为1796h。本工程包括：1000KN无黏结预应力锚索96根，锚索造孔累计3529.6m。

2、预应力锚索施工方法

2.1影响孔斜率的因素

1）地层岩性的影响：岩石的坚硬程度、风化状态、岩体的完整性、结构面的空间组合都直接影响钻孔精度。锚索施工部位岩石破碎，较难成孔，孔斜控制困难大。

2）设备的影响：施工主要设备采用DKM-1型潜孔钻机，该钻机工作稳定，对孔准确，移位方便，转速和给进压力可调范围大，可以适应高精度钻孔的各项要求。

3）人为因素：任何施工措施和工艺方法，都要在既定的操作规程和严格的施工管理下完成。

2.2支点纠偏原理及措施

水平钻孔向下偏斜的主要原因是受重力影响，在重力和回转摩擦力作用下钻孔发生偏斜。理论上只有钻头在孔底处于悬浮状态时，钻进方向才不易产生偏斜，而控制钻头与孔壁各方向上的摩擦力的大小，是在发现钻孔偏斜后纠偏的主要手段。施工中在冲击器与钻杆连接部位安装主导正器，利用钻杆重量使钻头处于悬浮状态工作，保证钻孔方向。在钻杆适当部位安装副导正器，用来调整钻杆挠度，使钻头与孔壁摩擦力可控，从而在钻孔发生偏斜后纠偏。

2.3索具编制

2.3.1架线环的改进设计

1）原架线环的设计方案：原设计架线环采用托盘式结构。在锚索下入过程中，遇到掉块、坍塌的坑哇部位，经常发生锚索被卡死，整根锚索无法顺利下入孔底。

2）改进后架线环的设计：经现场试验采用骨架式架线环，遇到掉块、坍塌的坑哇部位只要上下窜动，架线环可以顺利通过。

2.3.2止浆环的改进设计

1）原止浆环的设计方案：锚索内锚段止浆环原设计采用钢管式结构，用胶囊注入环氧树脂，结构复杂，由于钢结构外形尺寸与孔壁间隙小，遇到掉块就卡住，锚索也无法下入。2）改进后止浆环的设计：经研究后采用了布袋式结构，将布袋内注入发泡胶，发泡胶下入孔内一定时间后膨胀，实现止水封堵。由于布袋是软的掉块不易卡住，锚索顺利下入。

2.4下索过程应注意事项

1）下索前，须重新洗孔以确保孔壁清洁无岩屑，孔中的塌孔、掉块应进行清理干净。

2）检查锚索的进、回浆管是否畅通，止浆环是否完好。

3）为防止下索过程中损坏锚索配件，下索时禁止索体转动，索体下到设计深度后，检查注浆管是否畅通，若发生堵塞，可用注浆泵冲洗，若无法排除故障，拔出索体处理后重新下索。

2.5灌浆

内锚段灌浆是施工关键环节。水泥浆液要求早强、高强，可灌性好，能产生微膨胀效果，无腐蚀性。故水泥浆液不能含有硫、氯等有害成分。优先使用高标号普通硅酸盐水泥，不得使用矿渣水泥、火山灰水泥及氯化钙外加剂。作为永久性支护使用的锚索为防止钢材被锈蚀宜尽快进行灌浆，使锚索与二氧化碳和水汽隔绝。

2.6垫座砼的浇筑

垫座砼用钢筋混凝土浇筑，钢筋的配置按照设计图纸进行，在浇筑前须处理孔口处岩面，清除不稳定岩块，保证孔口岩石面近垂直于孔轴线，防止张拉施工发生跑墩现象。斜面若光滑，必须将岩面处理成蜂窝状的粗糙平面。锚垫板是将锚索的集中荷载均匀地传递到砼垫座的主要构件，安装必须牢固，锚垫板与锚孔轴线垂直。

2.7张拉

张拉分级标准为：1000KN级锚索：预紧-500KN-750KN-1000KN-1050KN。张拉时应及时做好记录，当发现实际伸长量大于理论伸长量10%或小于5%时，应停止张拉操作，查明原因，采取相应措施后继续张拉。

2.8外锚头的保护

锚索在张拉锁定，并封孔灌浆之后，可将锚索预留50mm长度，用C25细骨料砼将锚头密封保护。对于需要长期观测的无粘结锚索，应在外锚头外加设保护帽，保护帽内注满无粘结锚索专用的SX—Z型防腐脂，以保护外露夹片和钢绞线不受锈蚀。

3、小结

预应力锚索技术已成熟应用于各类地质灾害治理、边坡支护等工程中，但针对具体项目而言，施工各环节还应根据工程实际进行专题研究，以实现設计意图为前提，制定可行的施工方案。