試論注漿錨管在破碎巖石邊坡中的加固應用

蔣兵輝

（華北有色工程勘察院有限公司，石家莊 050000）

1 引言

當邊坡受到風化作用或者是擠壓作用時，就有可能會使得巖土體出現碎塊狀的現象，這就是破碎巖石邊坡。堆積體和破碎體是破碎巖石邊坡的主要物質來源，節理裂隙密集和破碎的狀況，會因為各種內外應力作用而產生，比如風化作用、斷裂、地下水的作用、構造擠壓等等。巖塊與巖塊之間的咬合力和鑲嵌情況，會決定整個邊坡的穩定性，當出現破碎巖石邊坡時，就可能導致咬合度下降、平整度下降、巖塊尺寸減小等問題，嚴重影響了邊坡的穩定性，造成一定的安全威脅。在臨空面出現變化時，就會造成邊坡失穩，產生強大的破壞力。在施工過程中，處理此類問題是工程建設的重點、難點工作。在強風化碎裂巖體、堆積體和小型滑坡等的處理中，注漿錨管能夠發揮巨大作用。錨管和注漿技術的結合，能夠在巖土體中注入漿液，成為破碎巖體的一部分，實現抗剪強度的增強。

2 注漿錨管加固原理

在注漿錨管加固工作中，其注漿技術能夠發揮巨大作用，將邊坡巖土體和錨固體系進行有效結合，能夠有效阻止邊坡產生滑動的同時，加強整個邊坡的穩定性。

首先，針對邊坡巖土體的變形問題，錨管能夠起到很好的改善作用。因為二維應力的巖土體強度不高，穩定性差，對于整個工程來說都是較大的風險存在點。錨管可以在地層外表面巖土體處于二維應力狀態中時，能夠通過增加壓力的方式，將其轉變為三維應力狀態。從二維應力到三維應力的轉變，就會使得巖土體的強度大大增加。

其次，錨固體的使用可以由錨管充當，在注漿技術的作用下，錨管用作全長或者部分錨固體。通過錨固體的使用，能夠形成擴散狀復合體，在此過程中主要是通過黏性穩定巖土體和潛在破壞坡體而成。在此過程中，坡體與錨管錨固體形成一個整體，這樣就使得坡體的自承載力作用得到有效體現，大大增強整個坡體的承載能力，增強其穩定性。此外，坡體的破碎狀態也得到有效改善，提升巖土體性質，摩擦力的增加能夠很好地實現防滑作用。

再次，滲透注漿體的形成，可以在注漿壓力的作用下將漿液滲入節理裂隙來完成。在原有裂隙中，通常會有水和氣體的存在，這就會導致邊坡穩定性的下降。通過注漿的方式，水和氣體被漿液排出，裂隙也被漿液所填充，在漿液與巖土體形成整體之后，就會降低滲透性，減少裂隙，增強巖土體的密度和強度。對于圍巖的吸水膨脹和風化問題，通過注漿的方式能夠得到有效解決[1]。

最后，為了增加錨固段漿體的直徑，劈裂注漿的方式能夠有效實現，這是通過使注漿在錨管四周擴散形成的。此外，還能夠增強巖土體與錨管錨固段之間的摩擦力，避免產生滑動的現象，錨管的加固范圍也不僅僅限于其長度范圍。主動側壓力向土層深處的傳輸，有助于降低坡體荷載，增強坡體的穩定性。與此同時，抗剪強度在錨固段也得到加強，這是通過改變漿體與孔壁巖土體之間的平整接觸面來實現的，漿脈狀鋸齒形接觸面的實現，是提升坡體穩定性的關鍵點。

3 注漿錨管在破碎巖石邊坡中的加固應用

3.1 工程概況

在某二級公路工程中，0.75+3.5*2+0.75m是其路基寬度，40km/h是其設計時速。此公路路線處于山坡比較陡峭的地段，巖基地層和覆蓋層是該邊坡的主要地層結構，在第四系崩塌堆積和坡積作用下，形成結構松散的碎石、大塊孤石、塊石和土等。邊坡節理裂隙發育、巖體破碎，在地質構造的影響下呈現碎塊狀。35-50°是該坡體的自然坡度，最高甚至高于60°，松樹林是其主要的地表植被，具有較大的匯水面積。

在該工程中，1：0.5是其設計的開挖坡率，16m是其開挖的高度。2013年某路段邊坡在降雨作用下產生了坍塌的現象，給交通狀況造成了嚴重的影響。在路塹邊坡開挖施工中，臨空面過大，是導致出現坡體坍塌的主要原因。在后續的施工過程中，也未進行有效的邊坡防護，降雨使得在坡面水分增加，破碎巖土體的抗剪強度減弱、容重增加，最終使得坡體的穩定性遭到破壞，給交通狀況造成不良影響。

3.2 注漿錨管在破碎巖石邊坡中的加固方案

在該工程中，主要采用了注漿錨管+掛網噴射混凝土和削坡減載的方案。

①在進行注漿錨管加固之前，應該對于危石和坍塌坡面進行及時清理。邊坡的原有坡率為1：0.50，為了便于開展加固工作，需要將坡率調整為1：0.75，3m是邊坡平臺的寬度。為了實現地表水截排的有效性，需要進行截水溝的設置，其位置應該在開挖線的10m外。②為了保障注漿錨管在破碎巖石邊坡中加固作用的有效性，需要進行漿砌片石護交擋墻的設置，其規格一般為H=3mM7.5號。③錨管注漿+掛網噴射混凝土防護方案應用于全坡面，在進行開挖施工的過程中，應該按照相關規范標準進行逆序由上至下逐級開挖，3-5m是錨管的工作面高度合理范圍[2]。L=16m是第三級邊坡注漿錨管第6-14排的長度范圍，L=12m是第三級邊坡注漿錨管第1-5排的長度范圍；L=8m是第二級邊坡注漿錨管的長度；L=6m是第一級邊坡注漿錨管的長度。其中錨管的傾角應該控制在20°左右，3m是其合理的橫向間距，2m是其合理的排間距。同時，應該設置兩排錨管進行鎖口，其規格為排間距1.5m。長度12m，Φ50×5mm，位置設置在開挖坡口線2m之外。直徑為22mm的HRB400鋼筋在錨管孔的設置，可以大大增強錨管的抗剪能力，在設置時應該采用隔排設置的方法。④混凝土強度選用C25，鋼筋網的規格為20×20cmΦ6.5，10cm是混凝土的噴射厚度，將坡面縱向伸縮縫的縫寬控制在2cm左右，間距控制在20m左右。為了增強其穩定性，需要經瀝青模板在縫內進行填塞。⑤排水孔在坡面的設置，能夠有效對于淺表層的地下水進行排除，3m、4m、6m分別是其孔深、排距和橫向間距，應該將過濾網和孔聚氯乙烯管設置在排水孔內。⑥熱軋無縫鋼管是錨管的主要材料選擇，一般采用Φ50×5mm的鋼管。需要將12cm左右的短鋼筋焊接于鋼管后端，在前端設計成錐形[3]。交錯布眼的設置距離是15cm，15cm是孔心間距的合理距離，孔眼的直徑控制在10mm左右。M30水泥砂漿是漿液的主要材料選擇，0.50-2.0MPa是注漿壓力的合理范圍，0.40-0.50是其水灰比的合理配置范圍。

3.3 邊坡加固效果分析

在完成加固后，其穩定系數由1.032上升到1.165，滿足相關設計要求；巖土體干密度也有所提升，大約提高了1.3kg/m3；內摩擦角提升了2.0°左右；黏聚力提升了大約4.8kPa；壓縮模量大約提升了24.2MPa左右。通過注漿錨管的應用，空隙比明顯下降、干密度和壓縮模量得到提升，骨架結構的形成也增強了坡體的穩定性。

4 結語

在工程建設中，破碎巖石邊坡是工作的一個重點和難點，會對交通安全造成嚴重威脅，在進行破碎巖石邊坡加固的過程中，采用注漿錨管加固是一種比較常見的方式。本文通過詳細分析注漿錨管對邊坡進行加固的原理，以某具體工程為例探索注漿錨管在破碎巖石邊坡中的加固方案，通過實踐應用說明錨管能夠有效改善邊坡的變形問題，通過注漿的方式也能夠實現孔隙的填充，將邊坡巖土體和錨固體系進行有效結合，使得摩擦力增加，防止出現滑坡的同時增強其自承載力，大大提升了邊坡的穩定性。