预应力锚索框架公路边坡防护施工技术初探

李志勇

摘要：预应力锚索框架用于公路加固边坡，能有效保护坡体，具有技术先进、施工简便、经济美观、安全可靠等优点，是一項能起到综合治理作用的系统措施。本文以实际工程为例探讨了预应力锚索框架公路边坡防护施工技术。

关键词：预应力锚索框架；公路；边坡防护

一、工程概况

麻武高速公路K115+410--K115+552路段左侧高边坡，高差约30m，自然坡面综合坡率约1：0.7。本路段出露基岩为元古界红安群七角山组片岩，水系发育多为树枝状冲沟。边坡按设计开挖后形成四级边坡（每级边坡坡顶留2m宽碎落平台），坡率为1：0.75—1：1，每级边坡高8m，由于边坡岩质风化破碎严重，上伏土质松散，边坡坡面出现大面积开裂，局部发生坍塌。拟对二、三级边坡采用锚索框架进行局部加固，两端以护面墙及锚杆框架进行加固防护。每片框架由两根竖肋和三道横梁及顶梁连接而成，在结点处设置预应力锚索，每孔锚索由5根ФS15.24mm高强度、低松弛预应力钢绞线组成，锚索设计拉力500KN；锚索俯角20o，锚索长度第二级为18m，第三级为20m，其中锚固段长为8m。竖肋及横梁截面尺寸均为0.5×0.5m，每一片框架内肋柱横向间距3m。

二、预应力锚索框架公路边坡防护施工技术

（一）施工准备

预应力锚索施工前应明确施工方法、施工工艺、工序流程、人员组织和施工设备、材料、试验、监测安排及安全、质量管理等。同时做好施工场地的排水工作，材料、机械的防雨、防水工作。将预应力的造孔设备、注浆设备、张拉设备调至工作面附近，待坡面整修工作面完成后，马上吊运至工作面。锚索所需的水泥、钢材、预应力钢铰线及锚具等各类材料必须符合设计及规范要求，具有出厂检验合格证。使用前需对各种材料做必要的物理力学试验，合格后方可使用。预应力锚索使用的千斤顶、压力表等使用前必须进行标定。

（二）试验孔施工

为了验证设计采用的工作锚索的性质和性能、施工工艺的设计质量和设计合理性以及所提供的安全储备，同时考虑有关搬运、储存、安装和施工过程中抗物理破坏的能力，按设计要求先进行锚索基本试验，即抗拔拉破坏试验。

（三）孔位定位放样

根据工程平、立面图，按设计要求，将锚孔位置准确测放在坡面上，孔位误差不得超过100mm。如遇既有刷方坡面不平顺或特殊困难场地时，在确保坡体稳定和结构安全的前提下，可适当放宽定位精度或调整锚孔定位。

（四）成孔

准确放出各锚杆孔的位置，搭设脚手架，架装潜孔钻机并稳固。用仪器测定钻机导向架的倾角（与水平面夹角为25°），在钻进过程中随时检查倾斜度，钻孔端部的斜偏尺寸不应大于锚杆长度的2%。为确保锚杆施工不至于使边坡地质条件恶化，采用无水干钻。钻进过程中如遇到严重塌孔，应立即停止钻进，进行注浆固壁处理（注浆压力0.1～0.2MPa），注浆36h后重新扫孔钻进。相邻锚杆施工方位调整平行，严格定向定位，钻机安装牢固，钻孔口径为Φ100mm。钻孔采用回转钻进方式，在钻进过程中高性能空气压缩机不断送来高压风，将孔内碎物高压吹出。钻孔达到设计深度后，继续超钻20～50cm。锚杆钻孔应满足设计要求的孔径、孔深和倾角，采用适宜的钻孔方法确保精度，要使后续的杆体插入和注浆作业能顺利地进行。一般要求如下：

1、在钻机安放前，按照施工设计图采用经纬仪进行测量放线确定孔位以及锚孔方位角，并作出标记。一般要求锚孔入口点水平方向误差不应大于50mm，垂直方向误差不应大于100mm。

2、确定孔位后根据实际地层及钻孔方向选取适当的钻孔机具并确定机座水平定位和立轴倾角（即锚孔倾角），钻机立轴的倾角与钻孔的倾角应尽量相吻合，其允许的误差只能是岩心管倾角略大于立轴倾角，不允许有反向的偏差出现。开孔后，尽量保持良好的钻进导向。在钻进过程中根据实际地层变化情况，随时调整钻进参数，以防止造成孔斜偏差。

（五）锚索制安

下料应整齐准确，误差不大于±50mm，预留张拉段钢绞线长度1.5m，钢筋锚杆长度0.5m；对钢绞线不同单元和钢筋锚接头作出醒目可靠的标记。钢绞线一律采用机械切割下料，严禁采用电弧。

1、承载体安装：根据下料好的钢绞线，下端头分别按设计锚固段中心每4m和5m处安装承载体，其尺寸必须准确。钢铰线通过特制的挤压簧和挤压套对称地锚固于钢质承载体上，其连接强度须满足设计张拉的要求，即大于200kN。

2、注浆管安装：注浆管应满足设计要求，具有足够强度，保证注浆施工过程中注浆顺利，不堵塞、爆管或破损拉断。注浆管捆扎在锚筋体中轴部位，管的头部距锚筋体末端50～100mm。捆扎时避免采用镀锌材料。

补偿张拉后，从锚具量起，留出长5～10cm钢绞线，其余部分截去，须用机械切割，严禁电弧烧割。最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，然后对锚头采用不低于20MPa的混凝土进行封锚，防止锈蚀和兼顾美观。

通过锚索处理的高边坡路堑具有较好的稳定性，未发生落石、滚石和滑坡等现象，有效的达到了高边坡防护的目的，有力的保障了人员和行车的安全。

参考文献：

[1]倪初，冬张燕.高边坡预应力锚索框架防护施工技术[j].工程建设与设计，2013年3期.

[2]王刚.探讨预应力锚索框架在路堑边坡病害防治中的应用[j].城市建设理论研究（电子版），2013年10期.