预应力锚索边坡防护技术探讨

摘要：预应力锚索已经是高边坡防护工程中越来越重要的手段。本文首先论述预应力锚索施工工艺流程，进而详细分析预应力锚索的施工工技术，以期能提高边坡岩体的整体性，有效控制岩体的位移，达到整治顺层、滑坡及危岩、危石的目的。

关键词：预应力锚索；边坡防护；施工

预应力锚索是一种可承受拉力的新型支挡结构形式，一端被固定在稳定地层(或结构物)中，另一端与被加固物紧密结合，形成一种新的结构复合体，使其能有效地承受拉力和剪力，并能提高潜在滑移而上的抗剪强度，可有效地阻止坡移，确保边坡稳定性。由于预应力锚索具有能减轻结构物的自重、节约工程材料、美化环境等优点，目前在在边坡稳定、地下洞室、结构抗浮、深基坑、高压输水管道等工程中得到广泛应用。

1预应力锚索施工工艺流程

施工工艺流程为：整修边坡锚孔测放钻孔锚孔清理及检验锚索体制作与安装锚孔注浆锚索张拉锁定封锚。

2 预应力锚索施工技术

2.1 整修边坡

在施工前，须清除干净局部岩石边坡松散的浮石和岩渣，并处理好光滑坡面，拆除障碍物，平整施工场地，从而为钻机的安装和操作提供方便条件。

2.2 锚孔测放

边坡施工遵循“边挖边加固”原则，即开挖一级，防护一级，切忌一次开挖到底，延迟边坡加固时机，从而导致更大的灾害。然后应根据施工设计图要求，将锚孔位置准确测放在坡面上，要求孔位在坡面上的水平误差不得超过50mm，垂直方向误差不应大于100mm。

2.3 钻孔

2.3.1 钻机选择

钻孔设备应根据锚固地层的类别、锚孔孔径、锚孔深度及施工场地条件等来选择。一般，岩层中采用潜孔冲击成孔；在易于塌缩孔和卡钻埋钻的地层中采用跟管钻进技术成孔；在土层中采用回转式、冲击回转式和回转冲击反循环式的钻机。

2.3.2 工艺要求

1、在钻孔前，应先根据坡面测放孔位，准确安装固定钻机，并严格认真进行机位调整，确保锚孔开钻就位纵横误差不得超过±50mm，高程误差不得超过±100mm，钻孔倾角和方向符合设计要求，倾角允许误差1°以下，孔斜率小于1/50，有效孔深的超深不大于20cm，且每钻进5m，用测斜仪校正一次，保证孔位达到设计和规范要求；

2、钻孔要求干钻，禁止采用水钻；

3、在钻进过程中，应对每孔地层变化、进尺速度、地下水情况以及一些特殊情况做好现场记录，若遇塌孔应立即停钻，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1MPa~0.2MPa），注浆36h后重新钻进；

4、钻孔结束后，用聚乙烯管复核孔深，要求实际钻孔深度大于设计深度1m以上；

2.4 锚孔清理及检验

钻进达到设计深度之后，不能立即停钻，应稳钻1min～2 min，防止孔底达不到设计孔径；在钻孔完成后，使用风压为0.2～0.4MPa的高压空气从孔底向外继续清孔10min，以将孔内的岩粉、沉渣及水体全部清除干净，保证孔壁干净，以利于浆体与岩壁之间的粘结。待钻孔结束后，须检验合格孔径、孔深后，方可进行下道工序施工。

2.5 锚索体制作与安装

2.5.1 制作锚索

预应力锚索体由锚梁、自由段、锚固段和安全段四部分组成。锚索材料必须达到设计强度要求，保证质量。钢绞线按设计长度用无齿锯锯断下料，量出锚固段和自由段长度，锚索预留张拉段钢绞线长度不得小于1.5m，下料时应注意各单元锚索长度不同；钢绞线标准强度为高强度低松弛无粘结预应力钢绞线；钢绞线自由段涂防腐剂后，用无氯石油沥青涂刷，待沥青硬化后，再涂黄油套金属波纹管；钢绞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（钢质承载体应采用45号钢材加工制作，其厚度不小于2cm）。制好的锚索不能直接放在泥土上，不得黏泥土、油污等任何杂物。安装前要检查钻孔内有无掉块。

2.5.2 安装锚索

安装锚索体前应再次认真核对锚孔编号，确认无误后再用高压风吹孔，人工缓缓将锚索体和注浆管放入孔内；为防止锚头捣垮孔壁和减少下锚难度，在锚头处应绑扎橡胶；当注浆管头部距孔底5～10cm，锚索定位止浆环到达孔口时，则停止推送，计算孔内锚固长度（控制误差在50mm范围内），确保锚固长度；锚索安装完成后立即进行注浆。

2.6 锚孔注浆

2.6.1 砂浆拌制原材料必须送样检测合格后方可使用，砂料应过筛，清除杂质及泥块；施工配合比必须严格按设计配合比执行；一般，注浆用水泥强度等级≮32.5，砂的粒径应≤2mm，水灰比0.4～0.45，灰砂比1：1，砂浆强度≥30MPa，可加入0.5%-1.5%的膨胀剂。

2.6.2砂浆宜采用搅拌机拌和，注浆液应搅拌均匀、随搅随用，浆体强度不得低于40MPa，并应在初凝前用完，拌和时间不小于3min；注入孔内砂浆应按要求进行过滤，每搅拌作业班必须留取砂浆试块1～2组；

2.6.3预应力锚索注浆分两期进行，第一期进行锚固段注浆，达到设计强度后张拉至设计锚固力，然后进行第二期注浆，将孔中自由段锚索与孔壁间空隙填满；

2.6.4注浆方式采用孔底返浆式注浆，注浆压力控制为0.4～0.8MPa；注浆直至孔口返浆注满锚固段为止，以保证砂浆压注密实；若发现孔口浆面回落，应在30min内进行孔内压注补浆，以确保孔口浆体充满；

2.6.5注浆过程时，中途不得中断，且要边灌边提注浆管，保证注浆管管头插入浆液液面下50～80cm，严禁将注浆管拔出浆液面，以免出现断杆事故；

2.6.6 在注浆过程中，要确保每孔注浆量达到或超过理论注浆量，其充盈系数控制在1.1～1.3之间；对已施工完毕锚索体外露部分在张拉前应加强保护。

2.7 锚索张拉锁定

2.7.1 当注浆体强度和传力系统（框格梁、墩座）混凝土强度均达到设计强度80％以上时，并经验收试验合格后，方可进行锚索张拉作业；

2.7.2 张拉设备采用 YCW-200型千斤顶及 ZB-600油泵车，锁定锚具采用 OVM 型锚具；锚索张拉前，应对张拉设备、仪器进行标定；

2.7.3锚索正式张拉前，取10～15％的设计张拉荷载，其预张拉1～2次，张拉力为设计拉力的10%-20%，使其各部位接触紧密，钢铰线完全平直；

2.7.4 正式张拉荷载时要逐级进行，分两次进行，不能一次加至锁定荷载；第一次张拉达锁定吨位的60%-70%，两次张拉时间间隔小于5d，在张拉最后一级荷载时应持衡10-15min，观察位移是否稳定，若无异常，即锁定。锚索在锁定后48小时内，若发现明显的预应力损失现象。则应及时进行补偿张拉。补张拉在张拉完成后6--10天进行，张拉力取设计预拉力的20%。

2.7.5 张拉过程中，单孔锚索最大张拉力不超过99t。

2.8封锚

补偿张拉后，从锚具量起，留出长5～10cm钢绞线，其余部分用机械切割截去，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，注浆压力宜为0.5-1.0MPa，待出浆浓度和进浆浓度一致后即可停止注浆，然后在锚头出涂上防腐剂，再用C25混凝土进行封锚，以防止锈蚀和兼顾美观，要求其外部包覆厚度≮200mm。

3 结束语

综上所述，预应力锚索应用于边坡防护工程，具有能减轻结构物的自重、节约工程材料、美化环境等优点，能有效地承受拉力和剪力，可有效地防止高边坡不稳定岩层、土层的滑移，从而可很好的确保边坡的稳定性。