复杂地质高陡边坡锚索施工实践及若干技术控制标准的探讨

郭小军

摘 要：在工程施工中各部位施工难度都不小，尤其是复杂地质下高陡边坡锚索施工，存在较多施工难点问题。此次研究主要是联合实际工程案例，探讨分析复杂地质高陡边坡锚索施工实践及若干技术控制标准，希望能够对相关人员起到参考性价值。

关键词：复杂地质；高陡边坡；锚索施工；技术标准

在复杂地质条件下施工必须注重高边坡稳定性问题，锚索施工技术现已被广泛应用到地质工程建设中。通过锚索和锚杆施工技术可以起到锚固效果，对软弱破碎岩石起到加固作用，加强岩体承载力和稳定性，确保工程稳定效果，提升高陡边坡稳定性。

1、工程概况

飞来峡枢纽二、三线船闸工程位于已建飞来峡枢纽右岸，工程规模按1000t级（Ⅲ级船闸）新建飞来峡二、三线双线船闸，主要建筑物由上（下）游引航道、上（下）闸首及闸室等组成，有效尺度为220m×34m×4.5m。飞来峡二、三线船闸主要地层为燕山四期（γ53-（1））牛栏岭花岗岩体及第四系地层。工程区地下水按含水层埋藏条件可分为第四系孔隙水和基岩裂隙水。基岩裂隙水主要埋藏于花岗岩中，地表水及地下水对钢筋腐蚀性均为微腐蚀性。

2、复杂地质高陡边坡锚索施工实践

2.1导管设计

施工锚索钻具：采用B19六角钢钎杆，直径为28mm的钻头。导管选择一寸钢管，其余配件不变。设计如图1导管。倒角能够降低导过破碎带阻力。采用固定拆卸装置不仅能够固定导管，还能够便于拆卸。

2.2成孔施工

在锚索成孔施工过程中，需要应用开挖面锚索施工技术和全液压钻机施工技术。钻机需要安放在脚手架上，按照坡面测量和放线，确保钻杆头中心与坡面孔位中心对齐，使用罗盘仪设计钻孔角度之后，需要通过脚手架横杆对钻机高度进行调整。

在锚孔钻进过程中需要应用无水干钻工艺，使锚固施工不会对边坡岩土以及孔壁粘结性能造成影响。在确定锚孔钻造深度时，应当适当大于设计值。在钻进期间遇到软岩层时，机械适当加压，加快钻进速度。若遇到坚硬岩层，则适当减压，防止钻孔出现偏斜问题，不满足设计标准。如果钻进期间遇到严重破碎岩层时，且地下水含量较多，导致塌孔和埋钻问题出现，此时需要对孔内进行清洁处理，以此满足成孔效果。若采用清孔处理措施无法成孔，则需要应用固结灌浆法进行处理。将浆液注射在未成形的孔内，之后再实施钻孔处理。如果破碎带比较厚，无法应用固结灌浆施工技术，则需要应用偏心锤钻进技术，以此达到成孔效果。

通过锚索钻孔试验和长期施工经验，该工程高边坡复杂地质条件下锚索工艺如图2所示。

图2 锚索成孔施工工艺

2.3制作和安装边坡锚索

首先，制作预应力锚索。按施工图纸对每根锚索钢铰线下料长度进行计算，下料采用电动砂轮切割机切割，下料误差应当控制在5cm以内。按照设计图纸编制索体，确保导向帽、隔离支架符合设计要求。钢丝或钢绞线两端与锚头嵌固端应牢固联结，两嵌固端之间的每根钢丝或钢绞线长度应一致。锚索制作完毕后标注锚索编号与长度。锚索索体入孔前检查注浆管、回浆管是否畅通，止浆环是否完好。

其次，安装锚索。在安装锚索时，由于其属于后续张拉施工的基础，因此必须做好过程控制。在安装锚索时不能多次移动拉扯锚索。由于锚索为拉伸件，在受力之后会影响强度。在将锚索送入孔内时必须控制力度，防止造成锚索结构损坏。在此期间，如果应用到钢垫板和钢套筒，都必须在工厂进行加工处理。在锚索推送过程中，应当确保稳定性。在将锚索推送至预设深度之后，需要检查注浆效果，必要时可以将锚索拔出，重新安装。

2.4锚索孔注浆与张拉施工

注浆施工需要选择M40锚固水泥，所选水泥的水灰配合比为0.35：1。张拉水泥的水灰配合比为0.45：1。以此满足抗压应力需求。在混凝土搅拌时需要用到搅拌机，并且选择注浆机进行浇筑施工。在注浆施工过程中需要分析大坡度问题，可以按照坡势对模板进行调整。

2.5张拉施工和锚索封锚施工

第一，此次工程建设的地质比较复杂，并且位于大坡度地区，因此无法使用机械安装锚具，需要借助人力完成。在锚具选择时应当按照相关标准实施，并且确保磨具选型满足地质要求。预应力锚索注浆凝固时间超过15d之后，并且混凝土强度大于20MPa，满足上述条件之后才能够进行张拉锁定施工。在实际施工之前，需要对设备仪器性能进行检查和校正，确保千斤顶，锚垫板和锚具处于同一水平线上。为了使钢绞线均匀受力，需要使用千斤顶张拉所有钢绞线，之后通过优化设计进行张拉锁定。在张拉施工期间，可以适当选择油泵、油顶以及压力表等方式，并且确保以上设备在张拉前能够稳定运行。张拉施工需要分为两部分，其一，按照设计值90%进行首次张拉施工；其二，在半个月后按照设计值100%进行二次张拉。按照锚索监测数据分析张拉效果，在满足设计标准之后实施封闭保护。

第二，封锚施工。在完成张拉施工之后，需要及时开展封孔注浆操作，在注浆之后需要从锚具内预留钢绞线，长度约为30mm。之后根据设计尺寸使用混凝土实施锚头封锚，完成坡面整治之后，需要将油漆涂刷在锚头，并且编号处理。

2.6锚索加固效果分析

为了对此次工程预应力锚索加固效果进行分析，在高陡边坡中间埋设若干个监测点，预应力锚索监测结果见表1：

通过上述结果能够看出，该高陡边坡施工中应用锚索施工技术的效果良好，应力变化波动比较小，能够确保高边坡稳定性。

3、锚索施工技术控制标准

3.1孔斜偏差控制

钻孔孔斜偏差必须控制在10cm以内，且孔斜误差应当小于孔深2%。钻孔入口倾斜度和方位角误差应当控制在1°以内。对于存在特殊的要求的钻孔来说，偏斜误差应当小于1%。钻孔满足设计深度之后，应当彻底清除孔内杂物，并且保证预留物小于10cm。在测量定位锚索孔之后，需要采用策略仪器固定钻机，确保锚索孔中心线与钻杆中心线重合，这样能够使锚索孔斜满足相关要求。为了确保孔斜满足设计标准，必须时刻检测锚索孔孔斜问题，并且对钻孔参数进行调整和校对，做好钻孔纠偏处理。

3.2锚索张拉工艺与伸长值控制

工程施工必须按照预应力锚索施工要求进行，在张拉预应力岩锚时，会导致锚索钢绞线弹性变形伸长值范围有所偏差。经过工程实践分析能够看出，在复杂地质条件下，必须考虑长锚索钢绞线变形伸长值，并且通过试验方法确定具体的变形伸长值。

3.3锚索抽检与验收标准

按照此次工程色设计要求，需要对锚索质量进行检查，确保其满足标准要求。在检查时应当将应力控制作为标准，且实际检测值应当小于设计值。在完工之后，需要同时进行抽样检查和验收试验。此次工程所应用的预应力锚索能够自由调节，因此边坡岩层性质变化会极大影响锚索应力。因此锚索锁定值应当控制为设计值的90%以上，若锚索预应力值比较高，将会对其运行效果造成影响。

3.4锚索性能试验

按照施工技术标准要求来看，不同工程对于锚索性能和利用系数的要求也不同，所以在复杂地质工程中，需要对锚固施工效果进行试验分析，有效评估锚索钢绞线的安全性能。

4、结束语

综上所述，在复杂地质下开展工程项目时，必须考虑到施工可行性问题。此次工程建设规模比较大，因此涉及到大量锚索锚固施工内容，导致整个项目技术难度加大。因此要求施工人员能够深入分析高陡边坡锚索施工技术，能够将其合理应用到工程建设中，这样不仅保证高边坡施工技术的合理应用，还能够加强锚索锚固效果，从而提升整个工程项目的安全和质量，。

参考文献

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