地质灾害治理中预应力锚索施工的技术难点

许 欣，唐传雄

（湖北省地质局第八地质大队，湖北 襄阳 441100）

近年来，预应力锚索施工技术在工程领域得到了广泛应用，该项技术不仅安全性高、时效性强、而且造价投入低，作为一种高效的边坡加固技术，近年来在地质灾害治理工程当中应用越来越广泛。特别是一些破碎地带是主要的治理对象，而在预应力锚索施工过程实际，依然存在一些技术难点，破碎地层以及岩溶裂隙锚孔成孔，有着非常大的施工难度，而且工作效率较低，在材料方面的消耗也非常大。

1 预应力锚索施工技术的基本定义

预应力是预应力锚索施工技术的核心所在，通过力学层面进行分析，预应力锚索为主动受力结构，所以在治理地质灾害过程当中作用非常好，通常而言，应当保证滑坡地区受力指数的均匀性，对桩体承受的剪力以及温度距离应当适应，在对施工方法进行选择时，锚杆、锚索设计时，在桩顶进行设置为最佳，相比其他技术，预应力锚索施工技术操作更为简单，可以转化地下复杂的作业为地面作业，确保施工效率与质量，而且预应力锚索施工过程当中，可以将混凝土桩身具有的优势充分发挥出来，控制配筋数量与桩面尺寸，还能使施工成本得到大幅节约与控制，减少成本投入，保证施工质量与效益[1]。

2 预应力锚索施工在治理地质灾害的技术难点

2.1 锚索造孔设备

在对地质灾害治理过程当中，应用预应力锚索施工技术，首先应当对锚索造孔设备精心选择，在相关标准要求下，运用MD50型锚杆钻机以及MZ120Ⅲ型潜孔钻机有着较高的应用效果，通过工作原理进行分析，在锚索造孔过程当中上述设备非常类似，优势非常明显。前者要比后者动力更高，同时还留有回转余地。而搬运过程当中，MZ120Ⅲ型潜孔钻机更为简单，可以使工序有效简化，减少电力资源消耗。再将锚索造孔设备选择好之后[2]。工作人员应当充分考虑具体实际，对钻杆科学选择，首先对钻杆强度进行检查，看钻杆是否能够适应软硬结构土层要求。对钻杆组成结构进行检查，了解其是否能够满足土层施工要求。并对钻杆返渣功能进行检查，提高施工效率和质量。

2.2 控制好施工参数

对施工参数进行计算与控制，应当对钻孔可钻性和稳定性充分考虑，结合地层结构实际情况，对参数进行选择来科学确定模式。倘若遇到破碎结构地层，就不应当选择高等于中等压力以及大风量，应当运用慢速压力以及中风量，并对成孔工艺参数科学确定。地层有着较好的结构，就不应当对轻压以及低风量进行选择，应当首选大风量。同时遭遇坚硬地层，则应当运用低转数、中风量、高压力，如此才能保证锚索施工安全性与稳定性。

2.3 做好锚孔注浆工作

将锚孔注浆工作充分做好，必须要将以下几个流程充分落到实处：首先对最佳的注浆体进行选择，在具体施工时，注浆可以固定锚索并起到防腐作用，注浆体的质量高低，对于锚固的应用效果以及寿命有着至关重要的影响。所以应当对高质量的注浆体进行选择。同时要将预注浆相关工作处理好，实施锚孔注浆时，时常会遭遇破碎地层，施工实际要对这些问题认真分析，构建相应的对策进行预防，倘若注浆量大于标准数之后，没有发生返浆情况，便提示有锚孔漏失情况出现，这就需要对于这些问题采取有效措施进行应对。第三，要认真检查钻孔是否存在漏水情况，并及时查找原因，通过有效措施进行应对。第四，注浆过程当中添加剂必须要足量，确保浆液质量，现在水玻璃是质量最好的添加剂，在对注浆液配置时，越是低浓度的水玻璃，注浆液浓度反而会更高，降低凝胶期，相反如果水玻璃有很高浓度，那么就会降低注浆浓度，延长凝胶期，在对注浆液配制时，应当充分分析具体实际，对相应的方案科学选择。

2.4 准确锁定预应力

只有预应力得到精准锁定，才能使预应力锚索施工质量得到大幅提升，并在此基础上对张拉程序进行控制，同时根据0.1Nt合理控制预应力，之后不断对不均匀受力情况慢慢消除，对应力所定值科学设计。

3 实例分析预应力锚索技术在滑坡治理中的应用

在地质灾害当中，滑坡灾害是最为常见的灾害类型，其造成的破坏性十分巨大，所以应当在治理滑坡灾害时，将预应力锚索施工技术不用优势充分发挥出来，来提高抗滑性有效治理滑坡灾害，保证滑坡灾害整体稳定性[3]。

某滑坡灾害主要包括湿陷性黄土、泥岩、页岩等地层类型，具有非常高的风化程度，滑动面存在于不同地层之间，砂岩是滑床的重要组成，质地上虽然比较坚硬，然而也有裂缝存在，滑坡约有149m长，124.5m宽，达到2.2×105m3体积大小，针对该滑坡灾害，通过详细分析各相关因素，选择预应力锚索抗滑桩来治理该滑坡灾害，具体如下。

3.1 计算于分析边坡稳定性

在路堑地质勘查过程当中，软弱夹层以及边坡岩体主要运用物理力学性质指标，获取的参数参见表1。该路堑稳定性上整体上符合平面滑动相关条件，面对这种情况，可以基于有关理论，全面分析其整体稳定性，在对滑体规模进行建立之前，不用分析滑体侧向上具有的抗滑作用，并依照裂隙率，来判断其稳定性，如果滑动面达不到安全系数要求，应当通过一些措施进行加固，提高路堑边坡稳定性[4]。

表1 岩体及结构面物理力学性质指标

3.2 预应力锚索抗滑桩的施工技术要点

锚索施工过程当中应当注意以下几个要点：①首先保证选材的科学性，此项工程选择200GPa弹性模量、140mm2截面积预应力锚索钢绞线，达到1875MPa强度要求。②编锚，依照设计图纸于有关规范要求，架线环以及紧箍环设计为3m左右的自由间隔，锚固段设计为1.2m的间隔，锚索锚固段处于8m～10m之间，为使钢绞线保持顺直，应当将紧箍环绑扎在两个架线环之间。③钻造锚孔施工工作开展之前，科学合理的搭设脚手架，创建操作平台，确保其稳固性，符合稳固要求和承载力要求，平台达到3m左右的宽度。然后依照设计图纸，利用全站仪，坡面上精准测放锚孔孔位，从11M顺序合理编号。因边坡存在破碎松散的土质，运用裸钻很容易引发掉块、卡转或者塌孔等情况，结合具体实际和相关设计要求，过去施工经验前提下，转进工艺运用全孔跟管钻进，通过锚杆钻机进行冲击回转挤密成孔，套管利用液压拔管器下入，提高护壁效果，更好地应对以上问题。依照坡面测放孔位，对钻机合理安装并有效固定，调整机位，确保更加准确的锚孔钻进，确保钻孔方向以及倾角于设计要求相符合，倾角偏差应当在设计值2%以上。不可利用水钻进行锚索成孔，这样才能避免施工过程当中对边坡工程地质条件造成不良影响。④穿索施工过程当中，首先清理孔口，确保浆管路良好的通畅性，保证锚索编号对应孔号。有效核对锚索钻孔深度是否符合要求，只有保证合格，才可开展穿索施工。具体施工实际，还应当确保锚索更加平顺，能够在孔内顺利穿入，安装索体后，保护好外露段。⑤拔管施工，通过专业的液压千斤顶开展拔管施工，根据300kN控制拉拔力。⑥注浆施工过程当中运用注浆管为24PVC，根据0.40控制水灰比。注浆施工前，注浆机孔道通过清水保证其湿润度，祝将工作开展过程当中，运用反压注浆形式从孔底注入到孔口，专人负责注浆压力与速度。⑦浇筑混凝土过程中，锚索张拉力主要是张拉墩构件，其发挥的非常重要的作用，具体浇筑时，必须要确保钢垫板与孔口管保持垂直，孔口管安装过程中，要将转孔同心工作充分做好，避免钢绞线和孔壁发生摩擦，影响应力作用，引发钢绞线出现断裂情况。⑧锚固张拉，单根锚索通过YCW100B千斤顶开展预拉工作，之后再进行整体张拉利用YCM100B型与YCW250B千斤顶来完成，根据六个等级设计张拉荷载，结束张拉之后，检查锚索有无粘结存在，倘若不存在这种情况，则开展二次张拉。如果有粘结问题，在张拉段直接进行注浆施工，保护锚头。

3.3 锚索抗拔试验

①为了对预应力锚索设计进行验证，分析施工工艺，在实施锚索抗拔试验后进行施工，完成施工再次开展试验进行验收。②对锚索抗拔力最大值进行测定，在孔位设计之外，制作锚索三根，开展基本抗拔试验，两根按照30%起对抗拔力进行设计，级数每级以20%，5min～10min的稳荷，并不断施加，达到抗拔力的极限值。剩下的一根运用循环分级加荷，在设计的3根锚索上开展抗拔验收试验，试验结果符合要求，滑坡灾害。

4 结语

加强地质灾害治理中预应力锚索施工技术研究，可以进一步提高灾害治理效果，但在工作实际还有很多方面亟待完善，然后工作实际还应当进一步加强研究，探寻到更加有效的治理方法，保证地质灾害治理整体成效。