边坡高压注浆预应力锚固技术在高速公路滑坡治理中的应用

赵思云

（云南交投集团云岭建设有限公司，云南 昆明 650224）

现阶段，预应力锚固技术在边坡工程中取得广泛应用，是提升高速公路施工质量的关键。基于该技术的应用，可将高强度钢材组合为稳定性较好的受拉结构，使其保持高应力状态，随后再通过固定措施使其稳定在边坡上，提升岩土体的稳定性[1]，为高速公路施工作业创造良好条件。

1 工程概况

H5 号滑坡位于宾川至南涧高速公路SJ-2 合同段测设里程K105+405 右17m～K105+635 处，根据现场条件，于滑坡体前缘架设桥梁以达到绕行通过的效果。该滑坡体发生于线路右侧，与新建线路间距较近，最远处未超过17m，为不影响线路稳定施工，在K105+570～K105+635 段滑坡体上通过。为创造安全施工环境，需对滑坡问题采取处理措施。

2 治理方案

根据现场勘察结果，滑坡体形态清晰，H5-1、H5-2 出现较明显的滑坡壁，受人工开挖的影响致使前缘临空面出现陡坎，现场降雨量偏大，该处出现局部垮塌现象。H5-3 后缘较为完整，坡面平顺且未出现明显裂缝，通过对前缘的人工改造手段后形成较宽广的平台。于三个剖面中部分别设置锚索，其中H5-1 处6 排、H5-2 处28 排、H5-3 处8 排，锚索采取分级张拉方式。

3 预应力锚固

3.1 锚索框架

1） 根据锚索框架施工要求确定合适的工序：测量放样→钻进成孔→锚索安装→注浆作业（形成框架梁） →设置锚头钢垫板→封锚。施工现场见图1。

2） 以设计图纸为准，在指定位置依次设置锚索孔位。为提升钻机运行稳定性需将场地整平，处理松土。

3） 钻孔作业时控制好孔位偏差，加强检测，将误差控制在合理范围内。本工程中孔位倾斜偏差＜1%，孔口位置偏差≤±50mm，深度偏差≤+200mm。施工中产生的沉碴也会带来不良影响，为不影响锚索深度需在设计深度的基础上加大1.0m，将其作为实际钻孔深度，并在孔口处增设吸尘装置以满足环保施工的要求。

4） 若出现塌孔或是缩孔等质量问题需暂停钻进作业，采取固壁灌浆处理措施（此部分灌浆作业时，要求压力稳定在0.1～0.3MPa），检验水泥砂浆状态，当初凝后需再次钻进，将各项施工信息记录好。钻进作业时加强对现场情况的分析，如地层变化、反渣程度等，根据实际情况采取处理措施。

5） 锚索钻孔过程中要及时跟管钻进。要求锚索长度足够合理，适当加大钻孔深度，即在设计值的基础上增加1.0m。提供高压空气以便给钻孔作业创造良好条件，要求风压维持在0.2～0.4MPa，有效处理孔内岩粉等物质，此举可提升水泥砂浆使用效果，提升与孔壁岩土体的粘结稳定性。

6） 锚索孔灌注施工时选择M30 水泥砂浆材料，遵循随拌随用的原则做好防护工作，以免出现石块杂物混入的情况。关于锚索孔注浆现场见图2。

3.2 预应力锚索

1） 锚索材料的选择将直接影响到施工质量，此处为预应力钢绞线，要求其具备高强度、低松弛的特性，直径15.2mm，不可出现损伤或是死弯现象。注浆环节选择42.5#普通硅酸盐水泥，控制原材料质量，砂粒径不可超过2mm。此外锚具、箍线环等材料的规格都要与设计要求相符。

2） 钢绞线要经过除锈与除油污处理，不可出现扭曲现象。做好锚索自由段的防护工作，于该处刷涂防腐油脂并套上螺纹管，绑扎铁丝以提升稳定性，并使用胶带紧密缠封。

3） 根据施工要求加工锚索，选择砂轮切割机，不可采取电焊切割措施。为满足锚索张拉工艺要求可适当加大下料长度，即在设计长度的基础上多留1.0m。

4） 检查钻孔状况，无误后方可安装锚索，其长度应与孔深相适应并全面检验排气管的工作状况，一旦漏气需及时更换。安排专员推进锚索，此过程中锚索体不可扭曲。

5） 结束锚索安装作业后再对锚固段注浆，此环节砂浆强度应达到30MPa（根据施工要求可适当提高），水灰比0.4～0.5。设置注浆管泵，采取孔底至孔口返浆式注浆工艺方法，整个阶段注浆压力应维持在0.3～0.5MPa，加强对锚固段长度的检测，其应与设计要求相符。注浆过程中伴随浆液的升高需适当提升注浆管（遵循缓慢、匀速的原则），结束第一次注浆作业并且水泥砂浆达到凝固收缩状态后对孔口处补浆。

6） 为确保锚索张拉锁定效果，在此之前要标定张拉设备。试张拉尤为关键，此举可为正式张拉作业提供指导[2]，此处荷载应达到设计荷载的0.1 倍。正式张拉作业采取分级的方式，首次张拉可分为三个阶段，即设计荷载的0.25、0.5、0.70 倍，结束此项工作且经过三天后即可组织第二次张拉作业，此环节分为两个阶段，即达到设计荷载的1.0、1.1倍。较特殊的是最后一次张拉作业应维持10～20min，其余阶段张拉均维持5min。结束张拉后检验锚索变形情况，无误后卸荷并锁定。经张拉处理后部分钢绞线不具备利用价值，需将其切除干净并封闭锚头。

7） 组织锚索拉拔试验，分析所得结果是否满足设计要求，若存在误差应将实际情况告知监理工程师，对锚索设计参数做灵活的调整，无误后正式展开锚索施工作业。

3.3 锚索拉拔试验

为准确掌握锚固力，建议在正式施工前组织人员展开锚索拉拔试验。以所得结果为参考复核锚索工艺参数，根据实际情况决定管是否要修改锚索设计参数，如锚固段长度等。存在此方面需求时交给专业设计人员做出灵活的调整。本工程中于滑坡周边同岩性坡体处展开试验，对此提出如下几点要求：

1） 共设置3 个试验孔，该处的锚索结构要与工程实际情况相同。根据需求确定锚固段长度，即3m、4m、5m；设置自由段，此部分长度8m。应当注意锚索自由段不注浆。

2） 以设计深度为参考，实际钻孔深度需在该值基础上增加0.5m，将此部分作为沉渣段，设置钢绞线时必须预留1.0m，将其作为张拉段。调整好钻孔角度，偏差控制在±1°以内；张拉作业分两级完成，底部基础结构施工所用材料为素混凝土，尺寸至少要达到1.5m×1.5m×0.8m；上部结构施工所用材料为C30 钢筋混凝土，此处采取双面布筋的方式，此结构尺寸至少要达到0.8m×0.8m×0.4m。

3） 采取合适的方法完成锚索拉拔试验，具体为分级循环荷载法。实际操作中对锚索施加初始荷载，经检测后获得锚索端头位移初读值，随后即可加载作业，每结束一级加载后及时记录锚索位移数据，按荷载等级依次完成加载与卸载作业，每结束一级加载后均要给予一段持荷时间。

4） 以钢绞线标准强度为参考，要求每级荷载大小均为该值的0.1 倍，单次操作的间隔时间为5min，检验相邻的锚头位移量，未超过0.1mm 时则具备施加下一级荷载的条件。

5） 锚索张拉试验必须得到检测装置的支持，要求各设备具有较高的精度；利用测力计检验张拉设备明确其工作能力。

6） 为掌握极限抗拔力的实际情况还要对锚索进行破坏试验，根据本工程情况提出了锚索的破坏标准，具体体现在如下三方面：锚索位移不收敛；因最后一级荷载导致的锚头位移量为前一级的2 倍；试验过程中钢绞线出现断裂现象。

4 结语

边坡工程是决定高速公路整体质量的关键，基于预应力锚固技术的应用有助于提升边坡稳定性。但该技术的应用过程较为复杂，涉及到诸多要点，工程人员要从实际情况出发确定合适的锚固体系，实际操作中做好质量控制工作，全面确保边坡工程稳定性，以便给各环节施工以及后续运营创造良好条件。