维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第８期 西部探矿工程 ２１７ 压力分散型预应力锚索在边坡治理中的应用 冼林，张振奋 （广东省核工业地质局Ｚ－九三大队，广东广州５１０８００） 摘要：以金（华）丽（水）温（州）高速公路路堑边坡加固工程为例，介绍压力分散型预应力锚索施工工 艺、质量控制和施工过程中主要技术问题的处理方法。 关键词：预应力锚索；路堑边坡；节理裂隙 中图分类号：ＴＶ５５４文献标识码：Ｂ文章编号：１Ｏ０４—５７１６（２００７）０８—０２１７—０３ 预应力锚索技术种类较多，在边坡加固工程中应用 广泛。各种边坡加固工程应根据其工程特点，采用与其 工程相适应的锚索类型，金丽温高速公路（Ｋ８１＋６５０～ Ｋ８２＋ｏｏｏ）路堑边坡加固工程，地层、构造复杂，山高坡 倾角４０。。区域构造上有一北东向（ＮＥ３７。）断裂带和另 北东东向（ＮＥＥ６５。）断裂带相交于张公桥一带，该路 段正好位于两条断裂的交汇处，受区域构造挤压影响， 一其岩石破碎。 １．３．２节理裂隙 ～陡，根据该边坡实际情况，采用压力分散型预应力锚索 技术，取得良好的加固效果和良好的经济效益。 １ 工程概况 由于构造挤压作用，该边坡岩石节理裂隙发育有３ ４组，其中以倾向北西３１０。～３４６Ｏ倾角７７。～８７。的节 １．１边坡设计情况 该路段路堑边坡加固工程，位于浙江省缙云县境 内。该边坡原设计要求为：先严格按光面爆破施工，然 后进行斜式挡土墙，满铺式护面墙，窗孔式护面墙锚杆 砼框格防护，拱圈植草，混凝土预制块护坡和种草籽等 综合措施。但在边坡开挖过程中，上部土层中出现拉张 理为主，节理密度３～６条／ｍ。节理产状大致顺坡向， 对坡面岩石稳定性影响甚大；其次为倾向北东３６。～ ８１。、倾角５０。～６９。的一组节理，节理密度３～４条／ｍ；另 外有倾向南东１１２。～１４５。、倾角３５。～８７。，倾向南东 １７７。～１８４。、倾角５９。～７９。的少量节理发育。 ２ 压力分散型预应力锚索设计 裂缝，岩石节理裂隙发育部位局部出现塌落现象，在自 然坡体内产生向上新的地裂缝，并有延伸发展趋势。根 据以上特征判断其存在着边坡失稳并向上扩展趋势。 根据其工程特点，对该边坡进行重新设计：首先加固坡 顶外土体，使其不产生牵引式坍塌；再通过修坡，消除坡 面的松散体，同时去除原分级台阶，由原五级改为三级 边坡；然后通过施工锚杆、预应力锚索，改善坡面的受力 结构形式；设置水平排水孔，排除坡体水，使坡面体消除 渗水的不利影响，最后在坡脚设置小型片石混凝土挡土 墙加固。 １．２地形地貌 该路段道路轴线方向为２４１。，边坡倾向北西３３０。 ３４０。，路堑左侧为坡度陡倾的山体，其自然坡度３５。～ ４２。，右侧为山间沟谷。该路段为半填半挖路段，最高处 边坡高约８０ｍ，分三级，第一级坡率１：０．７５，第二、三 ～级坡率为１：０．８５。 １．３断裂构造 １．３．１构造 该路段所处构造单元属华南褶皱系丽水一宁波隆 起区，其岩石为上侏罗统凝灰岩，地层产状倾向２３０。、 （１）由于该边坡地质构造复杂，而且节理裂隙十分 发育，根据该边坡地质构造情况及其可能产生滑动面， 采用压力分散型预应力锚索进行设计。第一级边坡采 用二排锚索，锚孔纵向坡距６ｍ，横向３～４ｍ，锚索长２２ ２５ｍ；第二级边坡采用五排锚索，锚孔纵向坡距６ｍ， 横向３～４ｍ，锚索长２８～３３ｍ；第三级边坡采用３～１０ 排锚索，锚孔纵向坡距４ｍ，横向２．６～３ｍ，锚索长３７～ ４２ｍ。锚孔直径为 １３０，锚索水平倾角为１５。，开孔位 置水平方向不宜超过０．３ｍ，垂直方向不宜超过ｌｍ，锚 索钻孔深度必须保证锚固段进入稳定岩层１０ｍ左右。 高边坡锚索布置图见图１，边坡加固横断面图见图２。 （２）压力分散型预应力锚索属单孔复合锚固型锚 索，该类型锚索是在同一钻孔中安装几个单元锚索，每 个单元锚索有各自的杆体、自由长度和固定长度，其所 承受的荷载是通过张拉千斤顶施加的，并通过预先的补 偿张拉（补偿各单元锚索在同等荷载下因自由长度不等 而引起的位移差）而使所有单元锚索承受相同的荷载。 锚索体的材料采用强度等级为２７０ｋＮ无粘结钢绞线， 锚索工作锚固力为７５０ｋＮ，注浆体采用水灰比０．４５～ ０．５０的纯水泥浆，锚具采用ＢＳＭ钢绞线拉索锚具。 ～维普资讯 http://www.cqvip.com ２１８ 西部探矿工程 ２００７年第８期 Ｋｆｆ１４７￣ ７６０ ７７０ ７８０ ７９０ ８０Ｏ ８１０ ８２０ ８３０ ８４Ｏ ８５［＇８６０ ８７０ 脚０ 图１高边坡锚索布置图 ３ 压力分散型预应力锚索施工工艺 管。若穿锚困难，应重新清孔后再穿锚。 压力分散型锚索施工严格按照规范及施工图要求 ３．４ 注浆 进行，每道工艺完成后，要经现场施工员和监理验收合 注浆是锚索成功与否的关键工序，必须高度重视。 格后，方可进行下一道工序的施工。其施工工艺流程图 注浆采用普通硅酸盐ＰＱ ４２．５Ｒ水泥、水灰比为０．４５ 见图３。 ｔ０．５的纯水泥浆，自孔底返向注浆，孔口用止浆塞塞 ３．１ 造孔 住。直到孔内注浆压力大于２ＭＰａ，方可停止注浆。若 采用钢管搭设施工平台，按照施工图采用ＭＤ一５０ 注浆量超过理论量的２＂－－３倍，则按漏浆处理，分析其原 锚固钻机进行施工。由于该边坡构造复杂，节理裂隙发 因，若不返浆应加速凝剂（如水玻璃等），确保注浆质量。 育，岩石破碎，要采用 １６８跟管钻进穿过破碎层或软 ３．５ 格型梁和垫墩的浇筑 弱层，再用 １３０钻到预定设计深度。根据钻进的具体 根据设计图进行格型粱和垫墩施工，采用ＣＡ０混 情况，确定钻孔进入稳定岩层不小于１０ｍ方可终孔，孔 凝土，在混凝土浇筑前安装好钢套筒和垫板，有格型梁 深一般为３０￣４２ｍ不等。锚孔孔位和倾角要经过严格 相连的垫墩，在连接处需要将最底层中间４根钢筋预留 测量，其误差控制在设计允许误差范围内。锚孔深度达 长度与地梁中的主筋连接。 到要求后，用高压风将孔内石屑和岩粉吹干净，以保证 ３．６锚索张拉与锁定 锚孔质量。 锚索进行张拉前，必须对张拉设备进行标定。地梁 ３．２ 编制锚索 和垫墩混凝土强度必须达到设计要求方可进行张拉。 锚索制作根据锚孔实际深度和设计要求，确定所需 锚索工作锚固力为７５０ｋＮ，张拉时采用超张拉１０ ，分 锚索长度，再用弯曲机将无粘结钢绞线弯曲成“Ｕ”型， ５级张拉，分别为：２２５ｋＮ、３７５ｋＮ、５２５ｋＮ、６７５ｋＮ、 并绑在承载体上，构成单元锚杆。最后再将各单元锚索 ８２５ｋＮ，前四级停留５ｍｉｎ，最后一级停留１０ ｎ；预应力 按结构设计图组装成整体锚索。 锚索正式张拉前，应取２０ 的设计张拉荷载，对其进行 ３．３ 锚索安装 预张拉１－－－２次，使锚索各部位紧密接触，钢绞线完全平 锚孔经高压风吹干净后，将对应的锚索抬至孔口进 直。压力分散型锚索应按张拉的设计要求先分别对单 行穿锚，穿锚时如遇孔内不干净或塌孔时，不要用力过 元锚索进行张拉，当各单元锚索在同等荷载条件下因自 锰，避免锚索体被扭曲，承载体被破坏，同时保护好注浆 由段长度不等而引起的弹性伸长差得以补偿后，再同时 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第８期 西部探矿工程 ２１９ 图２边坡加固横断面图 混凝土封锚。 ４ 结束语 图３施工工艺流程 张拉各单元锚索；锚索正式张拉时，张拉至设计荷载的 １１０ ，再按规定值进行锁定；锚索锁定后４８ｈ内，若发 现预应力损失大于锚索拉力设计值的１Ｏ ，应进行补 偿张拉。 ３．７验收与封锚 （１）该边坡地质构造复杂，节理裂隙发育，岩石破 碎，采用压力分散型预应力锚索加固较为适合，其加固 效果良好。原来边坡出现开裂、坍塌的现象得到有效遏 制，经过监测其边坡经加固后处于稳定状态。 （２）压力分散型锚索与其它种类锚索有所不同，锚 固段由几个锚索单元体组成，其受力靠多个承载体，各 个单元受力点不同，应力分散，受力更合理。其缺点是 每个单元钢绞线的长度不一致，难以长期保证每个单元 拉应力都相等，另外预应力调整不方便，施工操作复杂。 （３）预应力锚索的种类较多，但各具其优缺点，所以 锚索类型的选择应根据其加固工程的特点及适应条件， 选取适应的预应力锚索类型及施工方法，将会得到良好 的加固效果。 参考文献： ［１］林宗元．岩土工程治理手册Ｉ－Ｍ］．沈阳：辽宁科学技术出版 社，１９９３． 当灌浆材料达到设计强度时，经质检单位验收合格 后，切除外露的预应力锚索，切口位置至外锚具的距离 不应小于ｌＯＯｍｍ，然后按照设计要求进行支模，用Ｃ４０ １－２１中国岩土工程协会．岩土锚固工程新技术Ｉ－Ｍ］．北京：人民 交通出版社，１９９８．
