高边坡锚杆防护施工技术在公路路基工程中的应用

余健雄

公路路基高边坡施工控制性要素较多，潜在的滑体存在下滑的可能，在下滑力超过抗滑力时将难以维持稳定的状态，具有沿切面滑移的变化。通过锚杆防护施工技术的应用，可以使锚杆连同岩层结合于一体，改善应力状态，提高抗剪强度，从而维持高边坡的稳定性，避免滑移。

一、工程概况

某高速公路项目TJ10标段位于广东省粤西某市境内，总长10452.6m，沿线建设内容包含路基、路面、桥涵、防排水等，其中桥梁10座、通道10处、涵洞25道，路基总长8232.6m，路基施工中涉及到高边坡作业，采用到锚杆防护施工技术，以保证高边坡的稳定性。

二、高边坡锚杆框架梁支护结构设计

本文以K92+205～K92+484左侧高边坡为例进行阐述，其设计参数为坡高46.8m，涉及到锚杆施工的第一、二级坡率为1:1（防护类型为锚杆格梁+三维植草）。锚杆采用孔径为110mm的普通锚杆，倾角统一设为15°，长度为9m、12m，数量分别为254根、356根。此外，框架梁规格为250mm×500mm，混凝土强度等级为C25。

三、高边坡锚杆防护施工技术

1.钻进成孔

锚杆成孔施工所用设备为MK-5型钻机，由专员操作，按照尺寸要求组织钻进作业。锚杆与坡面呈垂直的关系，孔径≥90mm，实际深度在设计值的基础上略增加0.4m。以设计图纸要求为准，制作合适尺寸的锚杆。注浆所用材料为水泥砂浆，水灰比0.4，按要求选取适量质量达标的材料，砂浆强度至少达到30MPa。

钻孔所遇地质条件特殊，根据地质特性采取合适的钻进方法。在饱和性土和易塌孔的土层钻进时，考虑到安全和成孔质量的双重要求，利用钻机钻进；在使用锚杆和框架钢筋前，先对其做详细的检查，若有杂物则清理干净（除锈、除污），若有局部弯曲则调直。注浆采用反浆式注浆的方法，从孔底开始注浆，要求孔口处可溢出浆液，以保证注浆的饱满性。施工后对锚杆孔位做详细的检查，要求其偏差不超过±10cm。在设置锚杆时，其必须处于孔的中部，不可与孔壁发生碰撞，在锚杆上每间隔3m设支架。

2.锚杆的安装

（1）清孔

钻孔结束后，由于钻进期间将有压风残留在孔洞内，应将其清理干净，以免影响水泥砂浆与孔壁的结合稳定性。清孔采取的是注入高压空气的方法，压力控制在0.2～0.4MPa，直至孔内沉渣量在许可范围内为止。

（2）安装锚杆

①锚杆的洁净程度、形态等方面均要满足要求，使用前做防锈处理（均匀刷涂环氧树脂），沿锚杆轴线布设钢筋定位器。在设置锚杆体时严格控制其姿态，与水平面的倾角稳定在15～20°。

②锚杆安装不可强制性操作，应均匀用力，将锚杆有序向孔洞内推入，否则容易损伤钢筋定位和预设的保护层。在推送锚杆时不允许转动锚杆体，即全程锚杆需保持统一姿态插入。待锚杆插至指定位置后居中，且与岩体柱结构面呈大角度相交。此外，插入高压灌浆管和排气管各1根，前者用于灌浆作业，后者用于排除残留在孔内的空气，保证锚杆的施工质量。

3.水泥砂浆的灌注

（1）浆液的制备

根据设计要求选取原材料，拌制水泥砂浆，必要时可根据实际施工需求掺入适量的外加剂，用于改善浆液的性能，充分保证灌浆施工效果。采用机械设备拌和时要求材料可均匀混合，待浆液拌和成型后，若满足质量要求则随即用于灌浆施工，全程做到随拌随用。

（2）正式灌浆

①灌浆施工设备选择的是压力活塞式注浆泵，全过程中灌浆压力控制在0.4～2MPa，若偏大则容易吹散浆液和砂浆，反而影响灌浆施工效果。

②灌浆管插至孔底，严格控制排气管与之的位置关系，两者相距100～120cm。灌浆过程中不可快速抽管，否则易造成局部不密实的情况；灌浆作业需具有连续性，排气管的排气压力不可骤然增高。

③灌浆时施工人员密切观察孔口的实际状态，若该处不再排气且有浆液溢出，则表明内部已经灌满，现场各项施工条件均无异常时则可以结束灌浆。后续在砂浆初凝前二次补浆，此阶段压力稳定在0.4～0.6MPa，稳压时间控制为2min，通过此阶段的施工使新注入的浆液挤密前期已经灌注的部分，提高结构的密实度。

④灌浆期间，若因某些特殊原因而导致中途间隔时间过长，则向注浆泵和管路内注水，起到润滑作用。若孔中有积水及时将其排出，待溢出浆液与注入浆液两部分在稠度方面具有一致性时抽出注浆管。

⑤锚杆灌浆工作落实到位后，予以7d及更长时间的养护，期间加强防护，以免锚杆在外力作用下发生移动。

4.框架梁拉槽嵌补

横梁单段长度9～12m，具体包含顶梁、中间横梁两部分。通过横梁与单级坡面纵梁的结合，共同构成一片框架；在上下级坡间砌筑石块平台（宽度按2m控制），于该装置上设挡水梁，以规避水损害问题；坡脚入岩深度按50cm控制，在设置框梁时使其入岩量达到30cm，确保框架梁在后续使用中具有足够的稳定性。

5.钢筋绑扎

（1）钢筋绑扎按照“先纵梁、后横梁”的顺序依次操作，有序将各部分安装至指定位置并维持稳定。

（2）在坡面上打设短钢筋锚钉，绑扎钢筋后利用砂浆垫块垫起，并与短钢筋锚钉连接。

（3）锚杆尾部锚入纵梁内，因锚杆无预应力，因此在设置时无需外露和加工丝口，整个操作更为便捷。

6.模板安装

根据要求选择合适尺寸的模板，安装后模板必须具有稳定性，对此采用脚手架钢杆支撑，确保在浇筑过程中无胀模、跑浆。

按照至少为50mm的厚度要求设置框架主筋的保护层，并保证箍筋净保护层厚度至少达到35mm。

7.混凝土浇筑

取适量纵横梁，由其共同组成框架梁，遵循一次施工到位的原则，即每片框架梁的浇筑均不可中断。每片间留2cm的伸缩缝，该部分用浸沥青木板填充。为避免边坡框架梁出现裂缝，在浇筑后安排养护，期间根据混凝土成型情况以及气温适量洒水。

四、锚杆防护施工技术应用中的注意事项

（1）按自上而下的顺序逐层开挖，每完成一级开挖作业后设置锚杆和框架梁，避免边坡失稳。在绑扎框架梁钢筋前，对待使用的材料做抗拉拔试验，对其质量做出判断，任何不达标的材料均不可被投入使用。为保证试验结果的可靠性，要求抽检数量达到锚杆总量的1%及以上，且必须达到3根或更多。

（2）以边坡高度为主要参考，灵活调整竖梁的长度。边坡顶部边缘处的承载能力不足，施工期间加强对该处的管理，避免集中堆载。

（3）钻孔作业条件复杂，遇塌孔、缩孔等异常状况时随即暂停钻进，根据实际情况采取固壁灌浆处理措施，此阶段采用的是水泥砂浆和水玻璃的混合液，灌浆压力0.4MPa，灌注结束24h后方可扫孔并再次钻进。

（4）钻孔施工中若孔内吹出小石粒，则表明孔内有渗水的情况，岩粉黏附在孔壁处，根据实际钻进孔深采取合适的处理措施。若此时孔深已够，则向其中注入清水，采取高压风清理的方法；若孔深不够，则随即暂停钻进作业，将停留在孔内的钻具拔出，经过深度的清洗后，再恢复钻进。遇渗水量明显偏多的情况时，在水流的冲击作用下，冲出的是泥浆和碎石，不同于前述的是，此时岩粉不会黏附在孔壁处，可继续钻进。部分特殊情况下渗水量异常偏大，导致孔内的钻机被淹没，此时可行的方法是拔出钻机并采取压力注浆处理措施。

（5）钻进期间遇地层条件变化时，及时捞取渣样并分析，与既有资料加以对比，若存在异常则根据实际情况对钻进参数做灵活的调整，做到顺畅钻进。边坡格子梁浇筑后，安排洒水养护，减小混凝土内外部的温差，保证结构的完整性。

五、结语

现场施工过程根据《公路路基设计规范》、设计图纸等要求对高边坡进行了监控量测，结果显示边坡变形、地表位移、抗滑桩位移等监测项目结果均满足设计规范要求，边坡锚固系统达到预期效果，施工期、运营期的安全得到了保证。