鐵路路塹預應力錨索加固技術(shù)

劉祖軍

（柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學院 ，廣西 柳州 545007）

1 引言

黔桂鐵路擴能改造工程DK11+997.4～DK12+264.4右側(cè)，為高路塹邊坡，坡面原設計采用錨桿框架梁及噴錨網(wǎng)防護，邊坡坡度設計為1:1～1:2，路基中心最大挖深約25m，設二級平臺。地表覆土為粉質(zhì)黏土，基巖為頁巖夾砂巖，全風化至弱風化，泥質(zhì)、炭質(zhì)頁巖呈薄層狀，灰黑色、黃褐色，頁理發(fā)育，易軟化，表層呈碎石狀及片狀脫落。線路已于2007年12月開通運營。經(jīng)過3年左右，由于該區(qū)域地表及地下水發(fā)育，邊坡頂外側(cè)植被破壞嚴重，坡頂沿線路方向出現(xiàn)1～2cm的裂紋，經(jīng)過一定時期的監(jiān)測，裂紋有逐漸變大的趨勢，已危及營業(yè)線鐵路行車安全。相關(guān)單位經(jīng)過多次現(xiàn)場勘察，反復論證、多方案比選，于2011年3月，決定對該既有線高邊坡采用預應力錨索地梁加固措施。地梁間距為4.0m。地梁采用C35鋼筋砼現(xiàn)場澆注。錨索一孔4束，每孔錨索設計錨固段長10m，錨索均采用4根φ15.2mm高強度、低松弛鋼絞線制作，其抗拉強度不得低于1860Mpa，自由段采用塑料套管隔離防護，裸露部分需作防腐處理，全孔范圍內(nèi)采用M 35水泥砂漿灌注，注漿壓力0.6～0.8 M pa，錨頭采用C35砼封閉，初始應力300KN,鎖定應力345KN。

2 錨索施工工藝

2.1 錨索孔的鉆孔

鉆孔質(zhì)量與鉆孔的效率，是確保錨索質(zhì)量和施工工期的關(guān)鍵工序。在確定好錨索孔位置后，采用風動潛孔沖擊式鉆機進行鉆孔，在鉆機安裝時,必須嚴格控制鉆桿與水平面的夾角，鉆孔必須采用干鉆，不得采用水鉆，以確保注漿與孔壁的粘結(jié)度，鉆孔的孔徑嚴格按照設計孔徑施工。鉆孔的深度要大于設計的孔深40cm左右，鉆孔達到深度后，要穩(wěn)鉆2～3分鐘，確保孔深滿足設計要求。鉆孔完成后，采用高壓風進行清孔，待無粉塵或雜物吹出，再次對錨索孔進行成孔檢查，鉆孔技術(shù)指標如下：錨索孔滿足孔位允許偏差±50mm；深度允許偏差0～+100mm；孔徑允許偏差0～+10mm；傾角允許偏差1%；錨索長度允許偏差-30～100mm，鉆孔經(jīng)檢驗合格后，堵好孔口，等待下步工序施工。

在進行鉆孔施工時，若發(fā)生鉆孔滲水和塌孔現(xiàn)象時，必須馬上處理后才能繼續(xù)鉆孔。

塌孔主要表現(xiàn)為鉆孔吹出的巖粉中，有小塊自然狀態(tài)的石塊或泥塊存在，此時須立即停止鉆孔，采用水玻璃與水泥砂漿混合液注漿，進行孔壁加固處理，注漿壓力不得小于0.4Mpa，注漿結(jié)束24小時后可重新鉆孔。

鉆孔過程中，如發(fā)生小量滲水時，取出鉆具，在錨索孔內(nèi)注入清水，采用高壓風將清水吹出進行洗孔，如此的反復，直至吹出清水后繼續(xù)鉆孔。如有大量滲水時，鉆機的高壓風可直接將雜質(zhì)及滲水吹出，可繼續(xù)鉆孔直至達到設計孔深后再進行清孔作業(yè)。

2.2 錨索的編制及安裝

錨索的編制是一項相對簡單的施工工序，其工作就是將經(jīng)檢驗合格的鋼絞線及各種配件，按設計圖紙編織成束，待入孔。本工程錨索采用4根φ15.2mm高強度、低松弛鋼絞線制作，其抗拉強度不得低于1860Mpa。錨索必須采用無粘結(jié)鋼絞線，對于拉力型錨索，在施工編索時只將內(nèi)錨固段去掉套管并脫脂洗油。自由段采用塑料套管隔離防護，編制時，要確保套管兩端的密封性。編制時嚴格按照設計圖紙設置過渡管、注漿管、套管、緊箍環(huán)、擴張環(huán)、對中支架、導向頭等部件。在編制錨索時，應確保有不小于1.5米長的張拉段。

本工程的錨索為下傾錨索，施工較為簡單，在確保施工安全地情況下，將錨索推送至錨索孔內(nèi)既可。若是在安裝水平或上傾錨索時，在確保施工安全的同時還必須注意以下幾點：①檢查錨索排氣管位置是否正確，排氣是否通暢。②檢查錨索束上的限漿環(huán)、定位止?jié){環(huán)等部件有無失效，失效的，立即更換。③錨索推送至設計位置后，再次檢查排氣管是否暢通，如不暢通，拔出錨索，把問題排除后重新推送錨索。

2.3 錨孔注漿

在錨索下錨完成后，為避免錨孔內(nèi)沉積物影響灌漿質(zhì)量應立即注漿。注漿材料宜選用M 35及以上強度水泥砂漿。水泥漿7d強度不低于20Mpa，28d強度不得低于30Mpa。水泥漿應拌和均勻，隨拌隨用，一次拌和的水泥砂漿應在初凝前用完。

錨孔注漿采用排氣法二次注漿進行施工。第一次注漿采用孔底返漿法注漿，砂漿由孔底注入，直至孔口溢漿為止，全段一次注漿完成，注漿的壓力不小于0.6～0.8Mpa。當遇地層巖體較差（巖體節(jié)理、裂隙發(fā)育、破碎，構(gòu)造破碎帶）、軟弱巖層或土層時，為提高地層錨固力，需進行第二次高壓劈裂注漿，二次注漿必須另外設置一根外纏膠帶的多孔注漿管，注漿的壓力不小于2.0～3.0Mpa。

2.4 錨墩制作

錨墩的施工制作必須與地梁施工同時進行，混凝土必須同時澆筑。錨墩的作用是將錨索、錨具產(chǎn)生的集中預應力荷載均勻分散到地梁，再到邊坡巖體，從而調(diào)整巖體受力方向，對路基邊坡進行加固。為確保錨墩和錨具的接觸面與錨索中軸線垂直，可采用外徑與錨孔直徑相同的鋼管插入錨孔預埋，等錨墩澆筑完成后將預埋鋼管取出。

2.5 錨索的張拉、鎖定

在錨固砂漿、錨墩強度達到設計強度80%以后，在錨索張拉施工前，選擇有代表性的工作錨索，孔數(shù)要求為工作錨索總數(shù)的3%且不少于3孔，進行非破壞性張拉試驗，張拉試驗的控制應力采用鎖定應力的1.2倍，以驗證設計的合理性和錨索錨固力的可靠性，同時檢查和控制施工質(zhì)量。

錨索正式張拉時，先采用10%～20% 的設計張拉荷載進行試拉，對錨索試張拉1～2 次，使其各部位接觸緊密，鋼絞線完全平直。再逐級加荷，整個張拉過程分五級進行加荷，即設計荷載的0.25、0.5、0.75、1.0、1.1倍張拉。每級荷載施加后，穩(wěn)定觀測時間不小于10m in。如果10m in的相對位移量小于1mm 為穩(wěn)定，否則繼續(xù)觀測，直至滿足位移小于1mm的條件后，對錨索進行鎖定。錨索鎖定后3天后，若發(fā)現(xiàn)錨索預應力有損失的，應在進行補償張拉后重新鎖定。

2.6 錨索封端保護

在對錨索進行補償張拉后，通過預留孔插入注漿管，進行錨索孔封孔注漿。封孔后截去從錨具外側(cè)量起不少于50mm以外的鋼絞線，采用與錨墩相同標號的混凝土立模澆筑封頭，完成單束錨索的施工。

3 結(jié)束語

黔桂鐵路DK11+997.4～DK12+264.4右側(cè)路塹高邊坡病害地段，通過采用預應力錨索技術(shù)進行整治施工后 ，已經(jīng)受了的廣西中部地區(qū)多個雨季的考驗，期間，相關(guān)單位經(jīng)過多次實地勘察，該段邊坡沒有再出現(xiàn)病害。通過實踐證明，在營業(yè)線鐵路路塹高邊坡病害治整中，預應力錨索技術(shù)是切實有效的整治方案，而且施工過程對鐵路運輸幾乎沒有干擾，值得在類似工程中進一步推廣應用。

[1] 李凱 ,華國輝, 郭永成. 高邊坡預應力錨索施工技術(shù)[J] .現(xiàn)代礦業(yè), 2012(06).

[2] 徐云. 預應力錨索施工技術(shù)[J] . 長沙鐵道學院學報（社會科學版本）, 2006(03).

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[4] 鄭信榮. 框架梁預應力錨索體系在加固路塹高邊坡的施工技術(shù)與質(zhì)量控制[J] . 科技經(jīng)濟市場,2010(10).