預應力錨索施工技術在水利工程邊坡治理中的應用

劉利華 李玉

摘 要：筆者就預應力錨索在大崗山水電站邊坡治理中的應用進行闡述。由于大崗山水電站施工現(xiàn)場地理位置的特殊性，再加上地質條件的復雜，覆蓋層比較厚，表層多為松散的堆積體，深部多斷層交叉。特殊的地理位置造成在施工過程中使用特殊的支護施工方法進行。

關鍵詞：施工方法；地形；措施；預應力錨索；施工方式

大崗山水電站右岸壩頂以下開挖邊坡介于高程1135～950m高程之間，950～925m高程為大壩基坑開挖，開挖最大高差為210m，拱肩槽兩側邊坡共設置6級馬道，邊坡30m/35m設一級馬道，高程分別為1100m、1070m、1040m、1010m、980m、950m，1135m輔助供料平臺寬度約為10.00m，邊坡馬道寬度約3.00m。拱肩槽上游側邊坡開挖坡比為1‥0.35～1‥0.4，拱肩槽上游側邊坡開挖坡比為1‥0.54～1‥0.88。壩區(qū)枯水期河水位952.6m，水面寬40～70m，水深7～11m，正常蓄水位1130m時谷寬380m。

1 預應力錨索概念以及施工工藝

1.1 預應力錨索定義

預應力錨索是指由鉆孔穿過軟弱巖層或滑動面，把一端（錨桿）錨固在堅硬的巖層中（稱內錨頭），然后在另一個自由端（稱外錨頭）進行張拉，從而對巖層施加壓力對不穩(wěn)定巖體進行錨固，這種方法稱預應力錨索，簡稱錨索。國內應用較多，如長江南岸鏈子崖危巖體治理和會同縣中心街滑坡治理中都采用了此種錨索。

1.2 施工工藝

預應力錨索施工工序較多、各工序間銜接緊促、工序先后邏輯關系較強、施工周期較長。錨索噸位、長度類型較多，容易混淆。錨索施工前須做好錨索詳細布置示意圖，并標識清楚每個錨索的詳細參數（如坐標、孔深、噸位等）。

錨索施工程序如下：錨索排架搭設→→→錨索孔位放樣→→→錨索鉆孔（錨索編制）→→→下索→→→錨索灌漿（錨墩澆筑）→→→錨索預緊→→→錨索張拉→→→錨索抽檢→→→封錨。

2 主要施工方法

2.1 施工準備

在進行準備過程中，首先要滿足邊坡錨噴施工完成后才能進行錨索施工。在鉆孔施工前要先搭設施工作業(yè)排架，施工排架是施工過程中的重要承重設備。因此，在搭建完成后要由相關部門進行安全檢查，驗收合格符合安全承重標準后才能進行下步施工。

2.2 鉆孔

錨索孔位根據設計圖紙進行測放，局部位置結合現(xiàn)場地形進行調整，現(xiàn)場測放出錨索孔位置并用紅油漆標示，錨索孔開孔前測放出方位角。開孔前確保錨索孔位、方位角、俯角等角度的正確，并經質檢人員檢驗后方可開鉆。

孔位坐標誤差不大于10cm，鉆進過程中及時糾偏并測量孔斜，終孔孔軸偏差不大于孔深3%，方位角不大于2°；錨索終孔孔深應大于設計孔深40cm，并不小于設計孔徑10mm。

由于邊坡地質條件復雜，成孔過程中可能出現(xiàn)掉塊、卡鉆、起鉆塌孔，成孔難度極大。根據孔壁坍塌、巖體破碎情況，采取套管或灌漿等方法護壁。鉆孔采用鋼套管鉆進，套管護壁方法采用單偏心擴孔跟管護壁，跟管直徑根據設計錨索的孔徑確定，同時記錄鉆進地質情況以便于后期控制錨索灌漿，跟管鉆進結束后恢復原設計終孔孔徑。鉆孔的錨索鉆機為YG-60、YG-80錨固鉆機，拔管機為專用液壓拔管機。現(xiàn)場需要進行跟管鉆孔或固壁灌漿時應經現(xiàn)場監(jiān)理工程師的確認。

錨索鉆孔過程中詳細記錄鉆孔地質情況，確保錨固段落在較完整巖層上，如鉆孔至設計終孔后，巖石仍比較破碎則繼續(xù)鉆進直至較完整巖石為止。孔道經檢查合格后，對孔口臨時封堵保護。

2.3 灌漿

在灌漿前，要提供對應的灌漿記錄和壓力表合格率定的資料，并要認真檢查儀器是否能正常工作。

在施工過程中會遇到各種意外問題，例如：巖石破碎的孔灌漿超過設計灌漿量的2倍甚至更大；采取灌漿記錄儀限壓、限流、間歇的辦法，孔內填塞細沙。但是錨固段要一次性的灌滿。在施工中遇到錨索孔內裂隙較大無法一次性灌滿，采取待凝，再灌漿。如果遇到不能滿足灌漿設計要求的錨索，需要根據錨索張力來重新設計方案。

對不能滿足灌漿設計要求的錨索應降級使用，同時需看錨索張拉后的鎖定值是否滿足設計要求。

2.4 編束

對鋼絞線進行擠壓錨頭處理，處理之后的鋼絞線根據設計結構進行編制成束，錨固段采用隔離架集束，隔離架間距1.0～1.5m，錨索內錨固段進漿管按照設計編入索體，外部與張拉端平齊，整條錨束用鉛絲每隔1～2m捆扎，為了保證鋼絞線與錨固材料更好的結合，內錨段比自由張拉段捆扎密一些。

2.5 錨索張拉

張拉采取單根預緊、整束張拉，整束張拉采用分級、分序循環(huán)張拉方式，張拉時以水平向每6根錨索為一個張拉單元。針對單根錨索張拉前先對單根鋼絞線進行預緊（錨墩澆筑后7d即可進行），使錨索各根鋼絞線的應力均勻后再進行整索張拉，張拉單排內先對單根錨索進行預緊（預緊張拉力為設計力20%），隨后1＼2＼3＼4＼5＼6錨索按0.25f＼0.5f（f為設計張拉力）分級張拉，待6索都張拉至0.5f后，先將1＼3＼5錨索同時張拉0.75f＼1.0f至1.1f，最后將2、4、6錨索同時張拉0.75f、1.0f至1.1f。分級張拉間歇時間為5min。

錨索分級張拉時應同時測量其伸長值并與理論伸長值進行比較，同時張拉鎖定后夾片錯牙不得大于2mm。

錨索張拉過程主要按照設計張拉力控制，實際伸長值只做記錄不為控制性項目。

如錨索安裝后出現(xiàn)應力衰減應進行補償張拉，補嘗張拉次數不得超過2次，安裝錨索測力計的監(jiān)測錨索張拉前應將配套的錨索測力計對中后進行分級張拉，張拉噸位以錨索測力計讀數為準。

3 質量控制與安全措施

3.1 質量控制

a.在施工過程中嚴格按照施工標準進行，腳手架的搭設必須穩(wěn)定，對緊固件的緊固必須有專門的人員進行定期核查檢驗。

b.按照設計固定孔口坐標在腳手架上安裝鉆機專用鋼管，將鉆機放在專用鋼管上，用經緯儀按邊坡方向放出基線，然后用方向架放出錨索方位角，并根據要求調整到適合的角度，在定好角度后要進行再次的確認檢驗，以確保準確無誤，將所有的緊固件再緊一遍，確保角度不變。

c.錨索孔徑誤差要調整在規(guī)定范圍內。

d.孔位在使用前后要對其清洗干凈。

e.錨索的編制要確定每一根鋼絞線始終均勻排列、平直、不扭曲，對于有銹跡、油污的要清除干凈，對于清除不到的地方要及時想出處理辦法。

f.各種施工材料必須使用達標材料，禁止使用“三無產品”，張力機具要對其進行定期檢查、標定，以標定曲線作為施工控制的依據。

g.鋼筋、水泥等原材料進場后，必須堆放在有通風防潮的倉庫內，防止生銹，若生銹必須按要求進行除銹處理。

h.在施工每個細節(jié)都要有專門的人員進行質量監(jiān)督，質量責任到個人，這樣才能確保質量過關。

3.2 安全措施

a.在施工過程中要始終本著安全第一、預防為主的方針，把安全隱患降到最低。

b.施工前進行安全技術交底，施工中應該分工明確，統(tǒng)一指揮。

c.進行施工前要對各項工作進行安全檢查，并由班組長負責，責任到人，相互監(jiān)督，施工人員進入現(xiàn)場應該佩戴好安全帽，操作人員應該精力集中，遵守相關的安全操作規(guī)定。

d.在施工過程中，由于施工工序復雜，要用到各種工種的操作人員，在人員上崗前，必須做到持證上崗，才能進行技術操作。

e.邊坡加固工程鉆孔通常是在腳手架上作業(yè)的，為確保腳手架安全穩(wěn)定，采用雙排方式，間距1.2～1.5m，重力集中處增加斜向及橫向支撐，并設置短錨樁，將腳手架錨固在穩(wěn)定的巖壁上。

f.高空作業(yè)應該設定保護措施，在進行危險工作時，要做好保護工作，確保把危害降到最低。

g.錨索固壁及孔道灌漿過程中應控制好灌漿壓力，錨索體運輸、安裝時應注意安全。

h.加強排架高空作業(yè)規(guī)范，不得隨意從高空墜落工具、材料等，避免傷及到其他人員。

總之，做好水利工程工作，是每位水利工程工作人員職責所在。預應力錨索施工技術在高邊坡治理中運用的越來越廣泛，因其不僅能加強邊坡結構的穩(wěn)固性，還能使邊坡的整體穩(wěn)定性得到增強，通過許多工程實例都能體現(xiàn)這種優(yōu)勢。這種技術也會隨著基礎建設工程的不斷擴大而廣泛應用，相信在以后的工程中預應力錨索技術也會不斷的提升和加強，并會為以后的水利工程事業(yè)做出更大的貢獻。

參考文獻

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（作者單位：中國葛洲壩集團第一工程有限公司）