关于高速公路高挖方边坡框架锚索防护施工

摘要:作者针对高速公路高挖方边坡框架锚索防护施工做了一些理论和实践的探讨，主要包括锚索防护设计方案和施工工艺，并且对高速公路高挖方边坡框架锚索防护施工提出了建议。

关键词: 高速公路；高挖方边坡；锚索

1研究背景

锚索技术自20世纪80年代以来,广泛应用于岩土工程,而利用预应力锚索进行高速公(铁)路高挖方边坡防护是近几年逐步发展的一种比较先进的岩土加固技术。锚索的作用机理是通过对锚索施加预应力,将岩土层对锚索锚固段的摩阻力,通过自由段传递到边坡结构物(钢筋混凝土框架等)之上,对不稳定边坡产生主动压力,从而提高边坡岩土的整体性,增加滑动面上的抗滑能力,从而有效地保持和提高边坡的稳定[1]。

2锚索防护设计方案

(1)每级边坡设3排锚索，纵横间距3mx3m。上排锚索距每级边坡上端2m，下排锚索距每级边坡下端2m。锚索长度从底层边坡向上层边坡依次为20m,23m,26m,29m。锚固长度>10m。

(2)预应力锚索采用4Ф15.24mm高强度低松弛钢绞线，强度为1860 MPa。每根锚索预应力设计值为500 kN。锚具采用VLM 15-4型锚具。

(3)锚索注浆采用自孔底向上注浆技术。注浆用强度不低于M30的水泥浆在1~2 MPa的压力下进行。

(4)原材料及M30水泥浆配合比。锚索采用低松弛预应力钢绞线，公称直径15.24 mrn ,强度级别1860 MPa;锚具采用VLM 15-4型锚具;水泥采用普通硅酸盐水泥。M30水泥浆配合比为:水:水泥=0.48:1。

3施工工艺

边坡开挖-坡面清理-确定孔位-成孔-锚索加工与安装-浆塞制作-压力注浆-锚梁施工-预应力张拉及锁定-封锚混凝土施工。

3.1边坡开挖

边坡开挖用挖土机从上向下进行。为便于锚索施工，对同一级边坡可先挖至上排锚索处，施工上排锚索，并尽快用锚杆喷射混凝土封闭边坡表面，避免边坡长期暴露。待上排锚索张拉后再开挖至中间排锚索位置，依次施工。

3.2坡面清理

清除已开挖坡面上的松动石块，以免坠落伤人。对边坡局部不符合设计坡度处用人工进行修整。

3.3确定孔位

按设计图纸上的尺寸确定锚索孔的位置，并用油漆在坡面上做标记。注

意锚索孔位在水平方向和垂直方面均应保持直线。

3.4成孔

在做好标记的孔位上搭脚手架，采用MD50型液压锚杆钻机钻孔。钻机上配有110型冲击器，由1台12 m3/min高压空压机供风。钻头直径130 mm，钻杆直径70 mm，钻杆与水平面呈15o夹角，误差

3.5锚索加工与安装

将成盘包装的钢绞线展开后，按锚索下料长度用砂轮锯切割。将4根相同长度的钢绞线排齐，里端套上用短钢管加工的尖状导向头，以便于穿进孔内。锚索锚固段的扩张件(用10 mm厚钢板制作)和紧固件(用铁丝绑扎)按1m间距间隔布置。扩张件及紧固件安装后在锚索外表面包细铁丝防护网。自由段定中件(用钢筋加工而成)间距为1 m。钢绞线除锈后在支架中间穿Ф30 mm的PVC注浆管。在自由段锚索钢绞线外表面涂优质黄油，外包土工布后，用Ф80PVC套管套上。在自由段与锚固段分界处用热缩带绑扎，锚索加工后由人工送人已吹渣干净的锚孔。

3.6浆塞制作

孔口注浆塞用无纺布制作。外形为一套在锚索自由段Ф80PVC套管上的环形袋，长度为2m，用0.2~0.4MPa的压力将注浆塞注满水泥浆，待其强度达到20 MPa后再进行锚索高压注浆。

3.7压力注浆

水泥浆按配合比搅拌均匀后，用孔底向外进行，压力保持在1~2 MPa ,待排气孔喷出水泥浆后停止注浆。

3.8描梁施工

直接在坡面上按设计尺寸挖锚梁基槽，然后绑扎钢筋，安装锚垫板，支模板，浇筑锚梁混凝土:，施工锚梁时应使锚垫板中间的孔洞位置准确且与锚索相垂直，保持锚索顺直并位于锚梁中间。锚梁应平直、美观。

3.9预应力张拉与锁定

当锚梁混凝土强度达到设计要求后，即可对锚索施加预应力。张拉用的

千斤顶和油压表应经过标定，张拉时应按每级100 kN分级进行加载，每级加载后持荷5 min。锚索张拉至设计荷载的1.05倍后持荷5 min，然后按设计值锁定。锁定后用砂轮锯从距锚具外边缘50 mm处切除多余钢绞线，并用C30混凝土包封锚头。

3.10封锚混凝土施工

锚索施工完后，清理锚梁之间的边坡，然后施工封锚混凝土，封闭坡面。封锚混凝土与锚梁顶面平齐，以确保坡面排水通畅。

4 高速公路高挖方边坡框架锚索防护施工的策略

(1)在治理滑坡施工中的造孔不宜采用循环水回旋钻进，而应采用回旋气动冲孔钻进。主要是滑坡体坡碎，且其中泥岩、页岩遇水水解，易造成垮孔或局部垮塌而引发新的隐患，同时钻机也容易埋钻，大大影响钻进速度。而采用孔钻进既可避免循环水造成的不良影响，而且大大提高钻进效率，其钻进速度比循环水回旋进高8~10倍。

(2)众所周知，滑坡的产生大多是在一定工程地质条件下由水诱发而成的。因此在治理滑坡时必须十分注意防止水的渗入和渗入后的水能及时排出。现在主要的办法就是在边坡后缘和坡而设置排水沟，也就是采用防的办法治水。但现实表明，这种防水措施并不能完全阻止雨水下渗。为减少因水造成的边坡垮塌，建议今后公路边坡治水采用“防排”结合的设计方案，即在做好截水天沟和坡而排水设计的同时，更应重视坡体深层的排水设计。

(3)重视前期工作，优化设计方案

在治理施工前，我们对边坡进行详细勘查，主要是工程地质和水文地质条件的调查，收集以前工程勘察和边坡设计资料，对滑坡成因、规模、滑动而的埋藏深度探明后再进行方案设计，做到设计针对性强，方便施工，节省投资。在设计过程中人施工、技术和经济几方面进行多方案对比优化。如:K425治理工程。该边坡属超高边坡。残积层较厚，滑坡体节理裂隙发育，岩体破碎，施工路而狭窄[2]。若采用常规削坡卸载或大曰径抗滑桩设计方案，将因工程场地受限，同时需清理现有护坡的浆砌片石和价挡上墙等设施及有大量的上石方开挖和运弃，工程量巨大，工期长，干扰行车和行车安全，更严重的可能出现局部中断通车，资金投入也在150万元以上。我们通过事前的详细勘查，认为价挡上墙和坡上浆砌片石破坏不严重，还可以利用，选用了拉锚钢管桩加预应力锚索护坡加固方案，这一方案既方便施工，对车辆正常行驶影响也不甚大，同时缩短工期，节约近50万元的投资。

5结论

采用锚索支护技术防护高挖方边坡，有效地提高了高挖方边坡整体稳定性和外露基岩的抗风化能力，防止了边坡塌方和顺层滑坡，确保了高速公路施工期间施工人员、机械设备及交工投人使用后行驶车辆的安全，创造了良好的经济效益和社会效益。