高边坡锚索框架防护工程的施工

高边坡锚索框架防护工程施工的探讨

徐致松

（重庆中宇工程咨询监理有限公司泉三高速公路泉州段QJ3总监办 永春县 362600）

摘要：预应力锚索框架加固山体。主要是通过预应力锚索的牵拉和框架的支挡约束将软弱松动、不稳定的岩土体悬吊锚固在深层稳定的岩土体上，使不稳定的岩土与深层稳定的岩土形成一个相对的整体,以防止其离层滑脱，预应力锚索，一方面可直接在滑面上产生抗滑阻力，另一方面通过框架与预应力锚索的共同作用,增大滑面上的正应力来增大抗滑摩擦阻力，从而提高边坡岩土的整体性和稳定性。

关键词：预应力锚索 框架 施工 1工程概况：

泉三高速公路泉州段永春境植被茂密,地表土层较厚,多系砂质亚黏土和全风化、弱风化花岗岩，边坡稳定较差，深层为微风化花岗岩，为保护环境，少占土地，减少开挖工程量，根据坡体工程地质特征、高边坡稳定性状况及与公路构造物的关系，对稳定性符合要求的高边坡采用常规防护方案，对于稳定性不合要求的高边坡采用以锚索框架支挡坡体为主,辅以截排地表水、框架内植草防护。

每片锚索由二根横梁和二根竖肋连接组成,在接点处设置预应力压力分散型锚索。框架梁和竖肋截面尺寸均为0.5mX0.6m,横梁中心间距为5.65M,竖肋中心间距为4M,框架用C25混凝土现浇,内配钢筋。每片框架7.98mX11.3m(宽和高),框架之间设伸缩缝,缝宽0.02m,缝内用侵沥青木条填塞。设计每孔锚索由6束Φs15.24mm无粘结钢绞线组成,锚索俯角200,每孔锚索设计拉力750KN。 2施工方法

施工准备：人工刷坡、开槽，清理防护岩面杂物，清除浮石及松动的岩石，对坡面坑洼采用浆砌片嵌补；

施工工序：边坡工程→锚索框架防护工程→排水系统。每片框架施工工序为：整理坡面→测放孔位→钻孔→清孔→锚索制安→注浆→挖槽→支模→绑扎钢筋

→浇注框架梁、肋→养护→张拉锁定→框架内植草。

2.1测放孔位：工程施工前应首先准确地测量放线，在确定无误后方可进行施工。锚索框架放线时，按竖肋对应公路里程放线，并使竖肋投影垂直于路线，横梁与竖肋垂直，每片框架上的锚索孔应以第一根竖肋最上部的孔为基准，然后再确定其余孔位，第二根竖肋的上、下自由端长度可根据路线纵坡进行确定。锚索孔位测放力求准确，偏差不得超过±10cm，钻孔倾角按设计取定，倾角允许误差±20.

2.2钻孔及清孔：根据锚固地层的类别、锚孔孔径、锚孔深度及施工场地条件，采用地质钻孔用的MGJ-50潜孔冲击式钻机，根据现场地形或修筑之字形便道或搭设双立柱式脚手架用于钻机行走及安放，锚索成孔禁止开水钻进，为防岩土屑沉落孔底而使孔深不够，钻孔深度应超出锚索设计长度0.5米，施工过程根据钻进情况和吹出的岩粉等对每孔地层变化、进尺进度、地下水情况以及一些特殊情况作现场记录,主要内容包括：岩性、岩体完整性，地下水、裂隙、岩粉颜色、颗粒大小、数量、孔深、事故情况等。钻进中应经常进行高压风吹孔，堆积层（孔深6米以内）可采用填充粘性土进行护壁，土夹石地层，可上下来回扫孔，防止掉块堵孔。 特殊情况的处理：

渗水：吹孔时吹出的都是一些大颗粒而无粉尘，说明孔内有渗水，岩粉已贴附于孔壁。这时若孔深已够，则注入清水用高压风洗孔，洗净孔壁。若孔深不够，为防止岩粉堵塞钻杆，应立即停钻，并拔出钻杆，洗孔后再钻。有时孔内渗水量大，吹出的是泥浆和碎石，只要冲击器工作，可以继续钻，如果冲击器受淹不工作，应采取压力注浆堵水后再钻。

坍孔:钻孔遇强风化岩层或岩体破碎带时，常发生坍孔，坍孔的标志是孔中吹出黄色岩粉夹杂原状的，非钻头击碎的、非新鲜的、无光泽的石块，这时应立即停钻，拔出钻具，进行固壁灌浆处理，注浆前用清水和高压风将孔内泥浆洗出，压注水泥玻璃双液，注浆压力取0.4MPa, 注浆24小时后重新钻进。

锚索孔径130mm，成孔后的孔径不得小于该值。钻进达到设计深度之后，不

能立即停钻，要求稳钻1～2分钟，防止孔底达不到设计孔径。钻孔完成之后必须使用高压空气清孔，将孔中岩粉全部清除孔外。若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后再安锚筋与注浆，必要时在周围适当部位设置排水孔处理。 2.3锚孔检验：锚孔钻好后，须报经现场监理检验合格后，再进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径钻头合标准钻杆在现场监理旁站的监督下验孔，要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，钻具验送长度满足设计锚孔深度，退钻要求顺畅，用高压风吹验不存明显飞溅尘渣及水体现象，拔出钻杆钻头，用一根聚乙烯管复核孔深，同时复查锚孔孔位、倾角和方位，并用高压风清孔，然后拔出聚乙烯管，用水泥纸塞好孔口。全部锚孔施工分项工程合格后，即可认为锚孔钻造检验合格。

2.4锚索制作：锚索一般应在专用工作棚制作后运至工地安装。首先根据计算长度下料，钢铰线的下料长度应为锚索设计长度，锚头高度、千斤顶中工作长度、锚具厚度，以及张拉余量（取20cm）的总和。锚索采用高强度、低松弛无粘结预应力钢绞线，强度1860级。要求顺直、无损伤、无死弯，排列均匀，严格按照设计尺寸下料，每股长度误差不大于±50mm。锚索下料采用砂轮切割机切割，用砂轮切割机截断后平顺放在作业台架上，在内锚固段范围内每隔1.0～1.5米穿一个对中隔离支架形成锚束，并使钢铰线间有一定间隙，保证压浆时能充填密实，支架环材料强度不低于浆体强度。两对中支架之间扎紧固环铁丝一道，使内锚段形成波纹形状，自由段每1.5米扎一道铁丝，形成直线形状，并要经过除油和除锈处理。锚具采用HVM15-6型。钢质承载体与挤压套之间采用对拉栓接固定措施，所有钢质材料外露部分表面涂刷防锈漆。钢质承载体，用45号钢材制作，厚度大于2cm，承载体捆扎应用双重捆扎，在承载体下方加一钢垫板，用螺杆固定牢固，三个承载体间距要等于锚固段的1/3；并抽检挤压套、挤压簧的挤压强度，单根连接强度大于200KN。在锚索体完成钢质承载体和架线环的组装之后，在锚索体底端接装导向帽，接装定位误差为±20mm。制作完毕后按孔号编号挂标签存放注浆管应具有足够强度，保证在注浆施工过程中注浆顺利，不堵塞、爆管或破损拉断。

2.5锚索体安装：安装入锚前，清除锚孔内及孔外周围杂物，认真检查锚索体制作质量，确保锚索体组装满足设计要求，并经现场监理工程师认可。锚索体长度应与设计锚孔深度相符，无明显弯曲、扭转现象。入孔安装时，为防止锚索体挤压、弯曲或扭转，锚索体入孔倾角和方位应与锚孔的倾角和方位一致。平顺推送，严禁抖动、扭转和串动。防止中途散束和卡阻。注浆管应随锚索一同入孔，注浆管头部距孔底5～10厘米，锚索定位止浆环到达孔口时，停止推送，再检查一遍，排气管是否畅通,锚索体安装完成后，不得随意敲击，不得悬持重物。

2.6注浆：锚索孔内灌注M40水泥浆，水灰比0.45，施工中严格按照配合比搅拌。采用从孔底到孔口返浆式注浆，注浆压力0.4～0.6Mpa，加早强剂，搅拌机搅拌均匀，浆液在初凝之前用完，并不得混入杂物，直至锚孔孔口溢出浆液或排气管停止排气时方可停止注浆，注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净。注浆过程应认真做好现场施工注浆记录，每批次注浆都应进行浆体强度试验，试件不得小于两组。

2.7挖槽和支模：要严格按照设计的尺寸，并报监理检验合格后方可进行下道工序的施工。框架梁采用C25钢筋砼现场浇注，浇筑时预埋HVM锚垫板及孔口PVC管，节点处务必振捣密实，框架梁、肋嵌入坡体40cm。两根竖肋及其所连的横梁（8m）组成一片框架，每片框架整体浇灌，一次完成，两片框架之间设置2cm伸缩逢，内填浸沥青木板。

2.8张拉锁定：待框架梁砼达到设计强度85％后方能进行张拉锁定锚索。锚索张拉作业前要对张拉设备进行标定。正式张拉前先对锚索进行1～2次试张拉，以使框架梁与坡面密贴,并使坡面不密实的岩(土)受力压缩密实,以保证正式张拉时有关测试数据的准确性。正式张拉前预张拉的荷载等级为0.1～0.15倍的设计拉力。同一结构单元上的锚筋张拉应4孔同步进行，确保结构受力均匀，避免局部变化和相互影响。如果因施工设备和结构条件限制，也可根据结构单元受力特点与规律，按照合理的方式进行循环张拉。对于压力分散型锚索，要求以设计张拉荷载计算补足差异伸长量（张拉荷载）后同步张拉至锚索（杆）

设计荷载的30％作为起始荷载。如果最大差异张拉荷载大于设计荷载的30％，则以最大差异张拉荷载作为起始荷载。

锚索张拉分三级进行，每级荷载分别为设计拉力的0.25（0.30）、0.5、0.75倍，除最后一级需要稳定10～20分钟外，其余每级需要稳定5分钟，并分别记录每一级钢绞线的伸长量。在每一级稳定时间里必须测读锚头位移三次。当张拉到最后一级荷载且变形稳定后，卸载至锁定荷载锁定锚索。锚索锁定后，切除多余钢绞线，用C25砼及时封闭

为保证施锚的工程长久有效，本工程采用动态设计，所以锚索大面积张拉作业前，应进行预应力锚索的基本试验，并完成预应力锚索试验报告，提交给有关监理工程师和设计代表，待试验报告批准并经设计锚固参数确认或调整后，方可进行预应力锚索工程施工作业。锚索试验孔的具体位置应由监理和设计代表现场确定，使试验孔可反映工程孔锚固地层实际情况。 3人员配置：

钻孔：4人 空压机司机：1人 制作安放锚索：6人 注浆：4人 张拉：3人

注浆、张拉记录：2人 电工：1人 4、机械设备配置

机械设备应当可移动、可装配、轻型化，能满足在脚手平台上操作，并配备足够的零配件备用。

设备配置：

序号 机械名称 1 2 20立方米内燃空压机 QZL-100B潜孔钻机 数量 1台 1台

3 4 5 6 7 8 9 YCM-100-200型张拉千斤顶 YB4/500油泵 内燃发电机 电动卷扬机1吨 抽水机（潜水泵） ×2螺杆泵注浆机 φ40钢管脚手架 1台 1台 1台 1台 1台 100/15隔膜式单缸单作用往复泵或LB4001台 若干吨 1台 1台 1台 10 400型砂轮切割机 11 砂浆搅拌机 12 电焊机 5、质量控制要点.

5.1锚索孔位放线，各方向允许误差±1厘米。

5.2脚手架上安装钻机专用钢管，摆放钻机，用方向架放出锚索方位角，测角仪调整倾角，误差不超过：倾角±0.5度，方位角±1°。 5.3锚索孔径误差±2mm。

5.4高压风洗孔应干净彻底，孔中不得残留岩粉和水。

5.5锚索制作要确保每一根钢铰线始终排列均匀、平直，不扭不叉锈、油污要除净，对有死弯、机械损伤及锈坑者应剔除。

5.6锚索安放要保证锚索孔壁有不少于1厘米的注浆厚度。 5.7注浆须严格控制加水量和水灰比，

5.9注浆必须待浆液溢出孔口稳定1～2min后，方可停止注浆，24小时后还需补浆，以确保注浆饱满。 6、安全及环保措施

6.1施工前进行安全技术交底，施工中明确分工，统一指挥。 6.2各种机械机具机况良好，勤维修、勤保养。 6.3作好安全检查工作，遵守有关安全操作规程。 6.4 机械、电器设备专人操作。

6.5边坡加固工程钻孔通常在脚手架上作业，为确保脚架绝对安全稳定，采用双排方式，间距1.2～1.3米，重力集中处增设剪刀撑，并设置短锚桩，将脚手架锚固在岩壁上，扣件须专人复核拧紧。 6.6高空作业应设安全防护设施。

6.7风动钻机管路连接应牢靠，避免脱开出伤人。 6.8注浆管路应畅通，不得堵塞，避免浆液喷甩出伤人。

6.9张拉机具各部件尤其是高压油管连接点应牢靠，以避免突然断裂喷出伤人，张拉过程中千斤顶前不得站人，以防钢铰线断裂锚具飞出伤人。 6.10夜间施工应有足够的照明。

6.11钻孔孔口须设置粉尘收集器，使岩粉不致随风飘散，污染大气。严格按照国家环境保护有关规定施工。

主要参考文献:

1公路工程国内招标文件范本（2003年版）

2 公路工程质量检验评定标准(JTG F/801-2004) 人民交通出版社2005 3 公路工程施工安全技术规程(JTJ076-95) 人民交通出版社1995

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