公路高邊坡工程中預應力錨索施工技術

盧建勛

（中鐵十九局集團第五工程有限公司，遼寧大連116100）

公路高邊坡工程中預應力錨索施工技術

盧建勛

（中鐵十九局集團第五工程有限公司，遼寧大連116100）

公路高邊坡工程施工中，預應力錨索施工技術不僅可以提升公路工程的施工質量，而且可以降低洪水、地震等自然災害對公路邊坡結構的威脅。以實際工程為例，對預應力錨索施工技術在高邊坡施工中的應用造孔、下索、注漿、張拉等施工技術進行探討。這些技術的使用效果良好，施工路段經過持續一年的跟蹤觀察，邊坡穩定性良好。

公路；高邊坡工程；預應力錨索

0 前言

在公路高邊坡防護工程施工過程中，經常會通過修建護坡、護面墻、土墻等措施來保證土體的穩定性，但是這些方法不僅施工成本高、施工工程量大，而且還會破壞環境，已經不適應在現代化工程公路工程施工中。隨著預應力錨索技術日益成熟和完善，預應力錨索施工技術在高邊坡施工中的應用也日益廣泛。利用水泥砂漿將設計深度內四周的巖體和錨孔底部連接成錨固體，利用錨固體和孔壁體之間產生的摩擦力作為反作用力，借助框架巖坡面將應力傳遞到巖土層，進而達到提升巖土層的穩定性和安全性的目的。

1 工程概況

某公路工程所處地區為中低山地貌區，公路邊坡坡度為25～30°，公路邊坡傾斜度比較大，相對傾斜差值為66 cm，平均地面標高差值處于740～835 m。在對地質情況進行勘察后發現，該位置邊坡最大的開挖深度要控制在55 cm以內。此外，工程邊坡四周巖土結構穩定性不高，當遇到強降雨氣候時，巖體風化界面會有很多的地下水滲入，導致邊坡應力加大，再加邊坡高度比較大，坡率比較陡，會導致地質條件變差，出現滑坡的事故。

2 邊坡穩定性分析

通過對工程進行全面分析，得出該邊坡上部縱向拉張裂縫現象較為突出，中下部位有部分開裂，有的區域出現了不同程度的變形現象，由此也充分說明了邊坡的穩定性較低，需要及時進行整修。造成邊坡不穩定的因素是多方面的，比如施工技術的不規范或者自然環境的影響等。研究人員通過深入調查研究，采取鉆探等方法對邊坡各個部位進行檢查，發現邊坡雖然穩定性不高，但所出現的滑動面不是連續的，表層巖體被侵蝕程度較為嚴重。因此可將邊坡近似設定為處于臨界狀態的均質邊坡，若受到外界因素的影響，則此種破壞會順著邊坡拉張裂縫部位擴張，最終破壞整個邊坡滑動面［1］。為有效得出不利滑動面的范圍，在實際計算中還應將地下水的影響以及巖石分化帶深度等內容考慮其中，綜合權衡后根據公式得出不利滑動面。繼而按照極限平限原理與瑞典條分析算出邊坡剩余下滑力，為施工人員提供一定的借鑒，促使后期施工得以順利開展。

3 工程整改設計思路

3.1 整改方案的有效選取

考慮到此次邊坡施工的實際特征，若采取普通的整改方法則一方面收不到理想的效果，很難從根本上解決邊坡上部裂縫現象，特別是遇到雨天時，邊坡上部滑動問題會加劇；另一方面也會加大施工成本，造成資源的無故浪費，施工成效性低［2］。因此在施工方案的選擇上應秉承經濟、安全、高效的基本原則，研究人員通過綜合協商后，決定采用預應力錨索梁加固擋土墻技術進行施工，橫斷面設計示意圖見圖1。

3.2 治理工程工作量

（1）錨索工程的工作量。以K459+860斷面為例加以說明，當錨索縱向距離為3 m時，剩余下滑力Tm=1365 kN，平均錨固角α=64°，滑面綜合強度φ=36°，荷載安全系數K0=1.2，故錨固力公式為式（1），計算后得Qm=1487.56 kN。

圖1 橫斷面設計示意圖

通過調查可知該斷面一共設置了3根500 kN級錨索，能夠提供的錨固力達到1500 kN，所承受的錨固力大于實際需求，符合工程所需。

（2）排水工程量。此次施工原計劃泄水孔應達到15個，后與相關人員經過協商后再結合工程實際特征等，將泄水孔的數量設定為3個，施工區域定為地下水豐富的錨索孔部位，單孔設計孔深為15 m，泄水管的安裝應遵循一定的邊坡斜度，并使直徑7.5 cm的熱鍍鋅濾管作為此次施工的主要材料。

（3）鎖梁工程量。錨索施工完成后，即可進行承壓臺環節的施工，在此階段需準備3條鎖梁，而且設計總長度應達到349.9 m，C30砼澆注量55.07 m3，在實際施工中在滿足施工相關要求的基礎上為了盡可能地達到美觀，可將鎖梁長度設計為333.84 m。C30砼澆注量35.53 m3。

4 施工實施過程

（1）施工整體布局。本工程左側為公路車輛，右側為陡峭的邊坡，在施工中公路的正常運營不能中斷。考慮到種種因素，為確保施工順利實施，對施工做了5點整體規劃。①施工人員日常生活設施設置在距離施工區域300 m左右的山腳下。②為了不影響車輛的正常通行，在設備的選擇上挑選性價比高而且輕型施工設備。③生產以及生活用水均從施工附近的山泉中獲取。④將高速公路緊急停車道作為施工臨時檢修區域。⑤采用高架式索孔施工平臺，這樣不致影響車輛的正常行駛。

（2）鉆孔。鉆孔環節也是施工中的重要流程。通過分析此次錨索孔孔徑深度為130 mm，錨索之間的間距為6×3 m（高×寬）。使用型號為MGJ-50型錨桿鉆機，讓吊車垂直移動鉆機，為了確保安全，水平移動可借助人工完成。鉆孔平臺共設置3層，施工中采取從下向上的順序進行施工。

（3）錨索的有效制作。在進行錨索的制作過程中，應嚴格按照設計圖紙的相關要求進行合理設計，所選擇的材料應具有一定的抗壓能力，提高錨索的穩定性。

（4）灌漿。在錨固施工的各個環節中，灌漿是最為重要的一個因素，其直接關系著錨固施工質量的高低。為了達到施工所需，此次錨固施工中選取型號為M30的砂漿進行處理，砂漿比例應進行嚴格控制。在進行錨索灌漿時先使用純水泥漿進行處理，達到一定要求后再使用砂漿進行灌注。灌注采取從下向上的方式進行，直至水泥漿到達孔口即可。

（5）鎖梁的制作。待錨固段注漿工作完成后，施工人員需在第一時間澆制張拉承壓鎖梁。由于承壓鎖梁屬于一種抗壓部件，其會將錨索所受到的外力均勻地傳至巖體各個部位，因此要使承壓鎖梁表面與錨索軸線處于垂直狀態，可對其進行焊接處理并加以固定。承壓梁要采取現澆制作的方式進行，以提高其使用效率，制作完成的鎖梁還應做好養護工作。

（6）壓力化學灌漿階段。在進行鎖梁施工中，施工人員還應對擋土墻部位進行壓力化學灌漿處理，所采用的材料是水泥、粉煤灰、水玻璃、水，將這4種材料按照一定的比例混合均勻。施工中首先進行鉆孔處理，當孔深度達到設計要求后，即可進行灌漿處理，灌漿中要注意嚴格按照自下而上的方式進行，待孔口有漿液冒出即可。

（7）預應力張拉。借助YCW系列A型千斤頂實現錨索的預應力張拉。一般情況下，為了確保施工的順利完成，錨索張拉分兩次實施：首先是對每根鋼絞線進行預緊張拉，張拉力應控制在50～10 kN；第二次分別將張拉力按照15%，25%，50%，75%，100%的比例進行張拉處理，前四階段的張拉處理時間控制在5 min，最后一階段時間應達到30 min，完成后立即將錨索進行鎖定處理。

（8）封錨。待以上各個流程施工完成后，施工人員需將剩余的錨索立即切除，并使用型號為M30的砂漿將接頭部位進行封閉處理，以延長錨索的使用年限。

（9）泄水孔施工。按照錨索孔內水位實際情況依次在擋土墻面設置3個泄水孔，不管是在孔徑大小上還是泄水孔的深度方面都應滿足施工要求。通常情況下，選取的通徑7.5 cm的熱鍍鋅管作為泄水管，每節長度應達到3 m，各個泄水管之間使用接箍進行有效連接［3］。鉆孔工作結束后，施工人員即可進行泄水管的安裝工作，要注意的是為了確保其穩定性，可使用鋁質砂網進行包扎固定，并設置滲水濾管，確保地下水順利排出，不致對泄水管造成腐蝕。此外在孔內的空隙部位還應使用水泥砂漿進行填充處理。通過長期地投入使用，未發現不良現象，而且采取此種施工方法，在遇到暴雨或者連陰雨時，地下水能夠順著孔道及時排出，大大降低了邊坡的承受力，提高了邊坡的使用年限。

5 結論

公路高邊坡工程施工過程中，預應力錨索施工技術可以有效提高公路高邊坡的穩定性，防止出現滑坡的情況，是一種非常有效的邊坡加固措施，特別適合用于進行公路工程邊坡加固，具有經濟、可靠、美觀的優點，具有較高的推廣應用價值。

［1］張金保.淺談公路高邊坡病害治理工程中的預應力錨索施工［J］.青海交通科技，2013，（2）：37-38.

［2］劉華，廖小林.解析預應力錨索技術在公路高邊坡施工中的應用［J］.江西建材，2014，（12）：169-169.

［3］程淑云.關于公路高邊坡施工中預應力錨索技術施工的分析［J］.決策與信息旬刊，2015，（20）：202-203.

〔編輯 利文〕

TU74

B

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.11.38