淺析邊坡預應力錨索施工技術與質量控制要點

謝 旭 智， 張 宏

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

淺析邊坡預應力錨索施工技術與質量控制要點

謝 旭 智， 張 宏

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

深茂鐵路路基高邊坡大量使用預應力錨索。在施工過程中，對原材料、施工工藝、施工質量、異常情況及地質缺陷處理等方面采取了一系列嚴格措施，保證了工程施工的高質量，對其質量控制要點進行了歸納和總結，可供類似工程參考。

錨索；鋼絞線；預應力；質量控制；支護；深茂鐵路

1 概 述

新建深茂鐵路某路基右側一、二級邊坡設框架梁預應力錨索，錨索長18 m，錨索孔徑為130 mm，間距3 m，錨索自由段長10 m，錨固段長8 m，傾角15°，錨索體由3根φ15.2的鋼絞線組成，錨索設計噸位為400 kN，錨孔采用M40水泥砂漿灌注。

2 施工前的質量控制

2.1 錨索的制作

錨索采用4束φ15.2高強度低松弛無粘結鋼絞線制作，鋼絞線的抗拉強度不小于1 860 MPa，將每孔4束錨索錨固段鋼絞線分成兩個單元。在錨固段每隔1 m設置一個擴張環，自由段每隔2 m設置一個籠形對中環，錨索用鐵絲綁扎在籠形對中環的兩個小環上，對于鋼絞線，其長度應增加1.5 m張拉段。

2.2 現場錨索拉拔試驗

預應力錨索正式施工前，先在現場進行拉拔試驗，拉拔試驗孔可選擇在與加固工程地質條件相似的現場進行，不得在實際錨固工程部位進行。

3 施工中的質量控制

3.1 驗收邊坡

現場技術員聯系測量隊先進行邊坡超欠挖的檢測，要求局部凹凸差不大于15 cm。

3.2 清理邊坡與施工放樣

邊坡驗收合格后，清理邊坡上的虛渣。預應力錨索鉆孔施工前，要求用全站儀按圖紙精確放樣(要求放后視導向點，以便在造孔時控制方位角)，并用紅油漆在現場施工部位標明錨索開孔位置。對測放并驗收合格的錨孔位置進行編號，并將該編號作為錨索制作編號的依據。

3.3 成 孔

3.3.1 成孔方式

錨孔鉆進采用干鉆，以確保錨固工程施工不至于惡化邊坡巖土工程地質條件并保證孔壁的粘結性能，鉆孔速度根據所使用的鉆機性能和錨固地層嚴格控制，防止鉆孔扭曲、變徑而造成下錨困難或其它意外事故。

3.3.2 鉆進過程

錨索鉆孔施工應加強鉆機的導向作用，及時檢測孔斜誤差，合理采用糾偏措施，以確保錨索鉆孔滿足設計及規范要求。 鉆進過程中，對每個孔的地層變化、鉆進狀態(鉆壓、鉆速)、地下水及一些特殊情況作好現場施工記錄，當發現巖層有變化時，做好取樣記錄。如遇塌孔、縮孔等不良鉆進現象時須立即停鉆，及時進行孔道的固壁灌漿處理，待水泥砂漿初凝后，重新掃孔鉆進。

(1)滲水及塌孔的處理。

孔內有滲水時，在鉆孔過程中或鉆孔結束后從孔中吹出的均為一些小石粒和團粒而無粉塵，此時巖粉多貼附于孔壁。當錨孔深度滿足要求時，則以高壓風吹凈，直至吹出清水；若孔深不夠，應繼續鉆進，直至孔深滿足要求。有時，孔內滲水量大、有積水，從孔中吹出的為泥漿和碎石，這種情況下巖粉不會糊住孔壁，只要沖擊器工作，就可以繼續鉆進；如果滲水量太大，以致于淹沒了沖擊器，沖擊器會自動停止工作，此時，應拔出鉆具進行壓力注漿，實施孔道固結處理。

(2)塌孔與卡鉆的處理。

當鉆孔穿越強風化巖層或巖體破碎帶時，往往會發生塌孔。塌孔的主要標志是從孔中吹出黃色巖粉，夾雜一些原狀(非鉆頭擊碎、非新鮮、無光澤)的石塊。出現此類現象時，不管鉆進深度如何都應立即停止鉆進，拔出鉆桿，進行固壁注漿，注漿壓力采用0.1～0.2 MPa，漿液為水泥砂漿，24 h后重新鉆孔。雨天施工時，常常順巖體破碎帶向孔內滲流泥漿,固壁注漿前，必須用水和風把泥漿洗出(塌入鉆孔內的石塊不必清除)，否則，不僅固壁注漿效果差,還容易造成假象。

3.3.3 孔徑與孔深

為確保錨孔直徑，施工時所使用的鉆頭直徑不得小于設計孔徑。為確保錨孔深度，實際鉆孔深度應略大于設計深度。

3.3.4 清 孔

鉆進達到設計深度后，不能立即停鉆，要求穩鉆1～2 min，防止孔底尖滅而達不到設計孔徑。鉆孔孔壁不得有沉渣及水體粘滯，必須清理干凈，待鉆孔完成后，使用高壓風將孔內的巖粉及水體全部清除出孔外，以免降低水泥砂漿與孔壁巖土體的粘結強度。除對相對堅硬完整的巖體進行錨固外，其余均不得采用高壓水沖洗錨孔。若遇錨孔中有承壓水流出時，應待水壓、水量變小后方可安裝錨索與注漿，必要時在周圍適當部位設置排水孔予以處理。如果要求處理錨孔內部積聚的水體，一般采用灌漿封堵、二次鉆進等方法進行處理。

3.3.5 孔位驗收

錨孔鉆孔結束后，對孔徑、孔深的檢查應在監理工程師的旁站下進行，要求錨孔平順，深度滿足設計深度；退鉆要求順暢，用高壓風吹驗不存在明顯的飛濺塵渣及水體，然后，用一根聚乙烯管復核孔深并用高壓風吹孔，待孔內粉塵吹干凈且孔深不少于錨索設計長度；拔出聚乙烯管，用織物或水泥袋堵塞、保護好錨孔孔口待用，同時要求復核錨孔孔位、傾角和方位，全部錨孔施工分項工作合格后，即可認為錨孔鉆造檢驗合格。

4 錨索安裝質量的控制

錨索安裝前，確保每根鋼絞線順直，不扭結、不分叉，排列均勻，除銹、除油污，將有死彎、機械損傷及銹坑的鋼鉸線剔除。對錨固段內的錨索束必須進行清污、除污處理，每隔1 m設置一個對中支架，使錨索居中；自由段錨索束應涂環氧樹脂，外套φ22聚乙烯塑料護管，其外纏繞工程膠布予以固定，將防腐油脂滯留于護管內，護管應延伸至過渡管內至少100 mm。

5 錨固注漿

(1)為避免錨孔內的沉積物影響灌漿質量，下錨后應立即注漿，注漿管應有足夠的內徑，能使漿體壓至鉆孔的底部。注漿管必須能承受1 MPa的壓力，注漿材料宜選用水灰比1∶0.5～1∶1的水泥砂漿或水灰比0.45～0.5的水泥漿，一次拌和的水泥砂漿應在初凝之前用完。

(2)對于一般地層，采用一次注漿，即錨固段和自由張拉段同步注水泥砂漿。采用孔底返漿法，注漿壓力不小于0.6 MPa。當孔口出現溢漿且持續時間不低于5 min后(或排氣管停止排氣),方可停止注漿，砂漿必須飽滿密實，注漿完畢、待砂漿凝固收縮后，孔口進行補漿。

(3)當遇到地層中巖體節理、裂隙發育、破碎、構造帶破碎、軟弱巖層或土層時，為提高地層的錨固力，采用二次高壓劈裂注漿，即第一次注漿材料和注漿壓力與一般地層相同，而第二次注漿為高壓劈裂注漿，二次注漿必須另外設置一根外纏膠帶的多孔注漿管。

(4)錨索注漿后，不得隨意敲擊錨索桿體，亦不得在桿體上懸掛重物。

(5)錨索注漿的實際耗漿量一般要大于理論用量，現場施工以錨具排氣孔不再排氣且孔口漿液溢出濃漿作為注漿結束的標準。如一次注不滿或注漿后產生沉降，應補充注漿直至注滿為止。注漿的同時做好注漿記錄。

(6)錨索注漿時，若一次注漿效果不能滿足設計要求，可采用提高水泥細度、改善漿液的可灌性、改用化學漿液等方法提高注漿效果。

6 錨索張拉

(1)錨索張拉施工。

錨索張拉采用分級張拉、持荷穩壓、恒載安裝的施工方法。張拉時，其理論伸長值嚴格按率定報告計算，主要以張拉力控制為主、伸長值校核的雙控方法進行張拉質量控制。施工時，先行觀測錨索，以指導工作錨索的施工并判定率定報告是否正確以及是否進行補償張拉。

在設計張拉完成后，適時進行一次補償張拉，然后加以鎖定。補償張拉后，從錨具量起，留出長5～10 cm鋼絞線，其余部分截去(須用機械切割，嚴禁電弧燒割)，然后用水泥凈漿注滿錨墊板及錨頭各部分空隙，最后對錨頭采用混凝土進行封錨。

(2)錨索張拉的主要質量控制要點。

①錨索張拉前檢查錨墩臺座的承壓面必須平整，并與錨索的軸線垂直，不滿足要求時應作相應的處理。

②張拉施工前，必須對張拉機具和儀器儀表進行標定和調試校準。

③錨具安裝與錨墊板和千斤頂密貼對中，千斤頂軸線與錨孔及錨索體軸線應在一條直線上，不得彎壓或偏折錨頭。

④錨索張拉前，取10%～20%的設計張拉荷載對錨索張拉1～2次，各部位應接觸緊密，鋼絞線完全平直，以使鋼絞線受力均勻。

⑤預應力錨索的張拉分5次施加，即采用設計值的0.25、0.5、0.75、1和1.1倍進行逐級張拉，每級荷載施加后，穩定觀測時間不小于10 min。10 min的相對位移量小于1 mm時為穩定，否則繼續觀察直至其小于1 mm。

(3)預應力損失質量控制要點。

①減少錨具變形及壓密可采用超張拉的方法彌補其產生的預應力損失；注意選用變形值較小的錨具，這一點對于短小構件尤為重要。

②對圍巖條件進行觀察。必須將錨頭錨固于堅硬的巖體中，使錨索具有穩定的根基。外錨段也必須堅實，以避免應力集中區巖體徐變過大而增加應力損失。

③選擇適宜的時間對錨索進行張拉或補償張拉。

④增設檢測斷面，對錨索應力變化全程進行監控，為選擇處理方法提供科學的依據。

7 安裝測力計與錨索封頭

對于預應力錨索，應設置一定數量的測力計，以掌握錨索應力變化情況。測力計的設置數量應不少于該工點錨索孔數的5%，每工點不少于2孔。 錨索封頭保護是錨索施工的最后一道工序。錨索鎖定后做好標記，觀察3 d時間，沒有異常情況即留長10 cm后用手提砂輪機切割多余的鋼絞線，最后將墊座混凝土鑿毛處理，用混凝土封錨保護錨頭。

8 結 語

新建深茂鐵路預應力錨索施工地處高邊坡，地質狀況差，質量要求高，且廣東地區雨季持續時間長、降雨量大，工期緊，通過采取一系列質量保證措施，高質量、高標準的完成了預應力錨索的施工，取得了較好的效果。

(責任編輯：李燕輝)

2017-02-06

TV52;TV546;TV523

B

1001-2184(2017)02-0036-03

謝旭智(1988-)，男，四川射洪人，助理工程師，從事鐵路工程建設技術與管理工作；

張 宏(1992-)，男，青海海東人，助理工程師，學士，從事鐵路工程施工技術與管理工作.