浅谈锚杆锚索边坡防护施工技术

2015-09-09 211 0

   【摘要】公路工程建设项目大量涌现的同时,高边坡问题也成为了公路施工建设中需要重视的问题。科技技术带动公路建设专业技术水平不断提升,锚杆锚索施工技术以其自身的施工优势,在公路高边坡支护中被广泛地应用。本文即结合具体工程案例简单阐述了锚杆锚索边坡防护施工技术要点。
 
  一、锚索结构的设计原理
 
  在我国的公路高边坡的工程施工建设中,预应力锚索施工技术被广为应用,并获得了良好的施工效果。该施工技术的优点在于,其可以使公路高边坡的整体稳定性增强。
 
  锚索技术从技术原理上解释,其作为一种高边坡设计结构,主要是采取应力手段将在土体中相对集中的应力转移到岩土层中,以起到加固的作用。高边坡的施工条件具有一定的相似性,体现为滑动土体会产生拉力,通过结构体系设计,将该受力进行分解,使其部分传递到稳固性较强的岩土层当中,以达到稳定高边坡的目的。
 
  锚索有三个部分所构成,即锚头、锚固段和自由段,还含有多种配件结构,较为常用的为注浆塞、支架等等。其中锚头的组成结构包括锚具、垫板和保护帽,
 
  其是用于锚索外端的固定,所处位置为锚索张拉固定施工作业段。锚固段设定在稳固的岩土层当中,其作用是将远段土层中的拉力传递于其中。自由段包含有两个部分,即注浆体和防腐结构,所处位置在锚头拉力向锚固段传递的中间段。可见,锚索的作用是为了承受外力,以通过技术处理加固土体,保证高边坡施工的安全稳定性。
 
  二、工程概况
 
  某工程的公路路堑边坡位于中低山地貌区,坡度在25~30之间,沿公路方向地形倾斜程度比较大,相对倾斜差在67m左右,平均地面标高在740-840m之间。根据地质勘查报告,此处边坡的开挖最大深度不应超过55m。此外,该工程边坡附近的岩土层结构稳定性比较差,在强降雨天气下容易发生泥化现象,由于岩土层强度不够,长期遭受着风化的侵蚀。同时,公路道路工程边坡的岩体位于滑岩层,而且在公路滑坡地段还广泛分布着地下水。这些都是在公路高边坡施工中需要考虑到的因素。
 
  三、锚杆锚索边坡防护施工技术要点
 
  (一)锚索技术施工准备工作
 
  1、张拉和动力设备选择
 
  张拉设备和动力设备在公路高边坡施工中具有重要作用,对钻孔的成孔质量有着相当大程度的影响,也在一定程度上影响着钻孔的深度。钻机的主要动力设备是空压机,而空压机直接决定着钻孔的质量。通常而言,钻机的耗风量需要保持在9-12m范围内。将2台12m的移动式空压机与2台钻机相互配合,一起完成施工任务。然而,公路道路工程的实际情况不同,对动力设备也有着不同的要求。所以,在选择动力设备时要结合公路道路工程的实际地质环境等因素进行综合考量。在公路高边坡防护施工中,恰当的张拉设备能够为施工效果提供有效地的保障。因为本工程公路高边坡上单孔式的灌浆量比较少,因此选择砂浆灌注的办法,使用YCD-1500配套式高压油泵和千斤顶作为张拉设备。
 
  2、成孔设备选择
 
  本公路道路工程的边坡坡度陡、高度大,如果在边坡防护施工中使用体量较大、灵活性较差的施工机械,很难发挥其应有的作用,在场地的限制下做任何一个动作都会显得有些困难。因此,在这样的情况下应当尽量使用质量较轻、体量较小、具有一定灵活性的设备。本工程所使用的是YG800型的全风动潜孔钻机,能够充分适应特殊的作业环境对于作业机械的特殊要求。YG800型的全风动潜孔钻机在公路高边坡施工中操作和移动都比较易于实现,同时钻孔速度相对较快,可以显著地提高施工效率。
 
  (二)施工技术要点
 
  1、锚索框架防护
 
  (1)造孔
 
  放样布孔,根据边坡开挖面的立面图,按4m×3.5m的间距将锚孔布置在坡面上,采用Φ50钢管脚手架搭设施工作业平台,平台用锚杆固定于坡面,用卷扬机将钻机提升到平台上安装就位,保证钻头与边坡片面交角为53或63(根据坡度决定),钻机就位后自上而下进行钻孔作业,钻孔使用液压潜孔钻机施钻,采用无水钻进的干法作业,以确保边坡地质条件不被恶化,保证孔壁的稳定性。
 
  (2)清孔
 
  钻孔结束后用高压风进行清孔,孔壁不得有粘土或粉砂。石屑和岩粉通过大量高压空气从孔口吹出,孔口处粉尘过大,容易防碍操作工人的视线,影响操作,因此必须采取喷洒水雾的方法对孔口进行除尘,使岩粉与水雾同时沉积于地面。钻孔时应保持钻具清洁,孔壁无污染物,以确保水泥砂浆与岩体的粘结。清孔完成后,应将孔口暂时封堵,避免碎屑杂物进入孔内。
 
  (3)描索框架梁浇筑施工
 
  框架施工前,需先将该部分边坡进行修整。如有因刷坡超挖或坍塌悬空则先用浆砌片石嵌补土质边坡采用人工开挖地梁槽,石质边坡采用风镐开凿地梁槽。清除基坑表面松土,用2~5cm水泥砂浆调平,然后进行钢筋骨架的安装,并立模和浇筑混凝土。钢筋在加工场加工成半成品,运至现场安装。安装钢筋骨架时应注意锚索钢管的埋设和锚锭板及锚具的定位。确保与锚孔保持顺直,斜托顶面与锚孔轴线应保持垂直,锚垫板尺寸误差控制在±0.1cm~±0.2cm。模板安装时应注意保护层的控制和模板的加固牢靠,模板采用拼装式钢模板或竹胶模板,安装采用短锚杆固定在坡面上,混凝土浇筑时应注意混凝土的振捣和竖梁尺寸的控制,边浇筑边振捣,保证密实度。
 
  2、锚杆框架防护
 
  当刷坡完毕后,应按照现场技术人员绘制的坡面锚杆布置图布置锚杆点位,施工人员根据点位开始施钻。采用手持凿岩机配自钻式注浆锚杆进行施工。当锚杆钻到设计深度后,进行锚杆安设,经检验合格后,应及时进行注桨,防止坍孔影响效果。浆液应严格按设计配合比配制,采用拌浆机拌制,浆体强度不得低于30MPa。注浆压力控制在0.1-0.15MPa之间,所用水泥浆应掺入早强剂和膨胀剂以提高砂浆的早期强度;同时,在锚杆的施工过程中,应随时注意观察地质的变化,当地质出现异常时,立即上报监理工程师及设计单位,以改进施工设计。
 
  (三)施工中遇到的问题及处理措施
 
  1、地质复杂,裂隙密集,成孔难度较大
 
  过往的施工经验证明,如果边坡岩土层长期遭受风化侵蚀,结构稳定性受到破坏,甚至表面有裂隙,那么,在进行公路高边坡施工时,在钻孔过程中可能会发生卡钻或者塌孔的现象。所以,在施工过程中需要灵活使用灌浆固壁技术,在钻孔的过程中灌注混凝土。如果部分孔位所处的区域岩石表面的裂隙比较长,用传统的灌浆方法需要使用大量的水泥浆。为了减少水泥浆的用量,可以采用间断灌浆法的方式。
 
  2、钻孔过程遇地下承压水
 
  一旦在钻孔过程中遇到了地下承压水,就会使钻渣的排出成为一个严重的问题。钻渣不能及时排出,为钻孔工作的进展带来了较大的难度。为了应对这样的情况,施工人员通过采用封堵结合的办法,在钻孔内使用高压浇筑混凝土,灌注完成后封堵钻口,然后再重新进行钻孔。若部分钻孔排水量较大,那么不仅需要采取注浆封堵再钻进的方法,还需要在钻孔周围补钻一排水深孔。

  结语:

      综上,公路开通后的半年时间,对于公路高边坡进行位移检测,从数据显示,边坡的稳定性已经达到了设计加固效果。可见,在公路的高边坡支护技术上,采用锚杆锚索施工技术存在着一定的优势,而且随着施工技术水平的提高,其应用空间也会越来越大,也为公路工程建设项目创造更高的经济社会效益。

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