邊坡堆積體錨索防腐及注漿工藝探討

唐旭，黃海，黃世雄

(1.廣西桂林水文工程地質(zhì)勘察院，廣西桂林 541002;2.海南海順實業(yè)開發(fā)有限公司，海南昌江 572700)

邊坡堆積體錨索防腐及注漿工藝探討

唐旭1，黃海1，黃世雄2

(1.廣西桂林水文工程地質(zhì)勘察院，廣西桂林 541002;2.海南海順實業(yè)開發(fā)有限公司，海南昌江 572700)

通過在海南石碌鐵礦采場邊坡地質(zhì)災(zāi)害治理工程施工實例，探討在堆積體預(yù)應(yīng)力錨索防腐及注漿工藝的施工方法。為今后在堆積體錨索防腐及注漿的施工提供參考。

邊坡治理;堆積體;預(yù)應(yīng)力錨索;注漿;土工布止?jié){包

0 引言

近10多年來，預(yù)應(yīng)力錨索加固技術(shù)已廣泛運用于各類建筑結(jié)構(gòu)物加固、邊坡治理、大型地下室及深基坑支護等工程。然而，根據(jù)國際后張預(yù)應(yīng)力協(xié)會(FIP)及我國近30年預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)用情況的調(diào)查分析，在高拉應(yīng)力作用下，預(yù)應(yīng)力筋會出現(xiàn)腐蝕。主要是由于錨索未經(jīng)防腐或防腐不當(dāng)而導(dǎo)致其發(fā)生腐蝕斷裂，甚至破壞。堆積體的預(yù)應(yīng)力錨索按常規(guī)施工方法注漿是難于將張拉段注滿水泥漿的，或是采用多次注漿大大增加施工成本和影響施工進度，也難于保證錨索體能被漿體完全包裹。若沒有采取有效的措施，會直接影響到施工項目成本、進度和質(zhì)量。筆者擬通過海南石碌鐵礦采場邊坡治理項目的實例，探討在堆積體預(yù)應(yīng)力錨索防腐及注漿工藝的施工方法，不足之處，敬請斧正。

1 工程概況

海南石碌鐵礦露天采場邊坡目前高達400 m，2015年閉坑時的高度將達492 m，將是世界上名列前茅的露天礦邊坡之一。受構(gòu)造運動及礦石開采爆破的影響，邊坡巖體破碎，順坡向結(jié)構(gòu)面密集，邊坡穩(wěn)定性問題突出。邊坡自1998年開始產(chǎn)生較大變形，多次發(fā)生小規(guī)?；禄蛱?，局部堆積體厚度為10～15 m。邊坡巖性主要為石英片巖和雙透化白云巖，受構(gòu)造影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，暴露地表后風(fēng)化嚴重，對邊坡穩(wěn)定影響不利。設(shè)計上采用1000 kN級、長30 m的錨索對其進行加固處理。

2 邊坡堆積體錨索體灌漿存在問題

該邊坡局部堆積體厚度為10～15 m。在施工坍塌堆積體預(yù)應(yīng)力錨索的過程中除了成孔難之外，主要的難點是堆積體預(yù)應(yīng)力錨索防腐及注漿問題。堆積體塊石架空空洞多、且串通，漿液極易流失，造成錨索注漿一次不滿，而形成多次間歇注漿，因漿體不連續(xù)、空洞、裂隙串漿相互影響，對相互影響的錨索體不能被漿體完全包裹;因地下裂隙水的影響降低漿液濃度，在張拉荷載力的影響下，漿液結(jié)實體被破壞等因素，使錨索體的鋼絞線裸露，長期與空氣接觸造成腐蝕或被地下有害物質(zhì)的腐蝕，從而使錨索失去長期永久的有效防腐，導(dǎo)致出現(xiàn)質(zhì)量問題。同時，因堆積體塊石架空空洞串通，造成錨索注漿量很大，大大增加施工成本和影響施工進度，而且一些孔再灌也灌不滿。因此，必須采取措施解決錨索灌漿量過大及索體容易出現(xiàn)腐蝕的問題，以保證錨索正常施工及灌漿質(zhì)量。

3 技術(shù)措施

3.1 技術(shù)思路

在堆積體邊坡施工無粘結(jié)錨索，因其表面涂抹油脂、外包PE保護套，鋼絞線可與外界完全隔離，加上灌漿的雙層保護作用，有利于對錨索長期永久防腐。我們著重研究灌漿施工工藝，解決因堆積體的架空現(xiàn)象導(dǎo)致灌漿后錨索體無漿體保護的防腐和錨索注漿量大的問題，避免地層中有害物質(zhì)與錨索體的接觸導(dǎo)致的腐蝕而失效的問題。重點選擇錨索注漿工藝和管路布置形式，解決錨索注漿體密實度、注漿量大和漿液互串及不滿的問題。

3.2 施工措施

3.2.1 造孔

巖石錨索采用風(fēng)動潛孔錘施工成孔方法，采用MGJ－50型鉆機，空壓機采用XHP750E/21 m3。由于堆積體地層由塊石、碎石砂土等組成，塊石直徑一般為20～50 cm，塊石間形成架空結(jié)構(gòu)，因此采用下套管護壁工藝方法成孔。

3.2.2 錨索制作

1000 kN級錨索編制的常規(guī)是采用高強度低松弛無粘結(jié)型7根15.24 mm預(yù)應(yīng)力鋼絞線，錨固段6 m，每1.0 m架設(shè)一個Φ110 mm的架線環(huán)，架線環(huán)用鉛絲綁扎牢固，錨索頭套入長0.15 m的導(dǎo)向帽;張拉段每2.0 m架設(shè)一個Φ110 mm的架線環(huán)，架線環(huán)用鉛絲綁扎牢固。但由于堆積體錨索需采用下套管護壁工藝方法成孔，套管外徑為152 mm，管壁厚3 mm，內(nèi)徑為146 mm，穿索后再拔出套管，若未對堆積體部分的錨索體進行閉漿處理，則無法保證灌漿質(zhì)量。

3.2.3 土工布包裹堆積體錨索體

利用土工布具有透水、透氣、不透漿的特性。選用的包裹材料為長纖維土工布(400 g/m2)，土工布用縫紉機縫制，包裹成一層布袋狀，包裹直徑為孔徑的1.1～1.2倍，即161～175 mm，長度超過套管內(nèi)端(進入完整巖層)1.0～1.5 m(見圖1)。為避免在下索和拔套管時損傷土工布包裹體，可在土工布包裹體外加一層細帆布起到穿索和拔管時耐磨保護內(nèi)層土工布的作用，并透氣、透水。通過對無粘結(jié)錨索張拉段(堆積體)包裹土工布，以達到灌漿時控制水泥漿液沿塊石架空空洞流失的目的，從而解決無粘結(jié)錨索在堆積體中張拉段注漿因空洞多的原因造成注漿量過大或無法飽滿致使張拉段錨索體裸露、腐蝕的問題，以達到錨索灌漿后張拉段漿液能夠充填密實，對錨索體起到防腐保護作用。

3.2.4 灌漿管路的布置

常規(guī)的無粘結(jié)錨索完整巖層灌漿是采用一根直徑為30 mm的灌漿管，從孔底邊灌漿邊拔管的方式。這種灌漿工藝、灌漿管路系統(tǒng)無法運用到堆積體包裹土工布的錨索上。包裹土工布灌漿方法是一種摸索出來的新的錨索施工工藝，并且灌漿是隱蔽工程，包裹效果如何、灌漿管路系統(tǒng)的布置將直接影響灌漿質(zhì)量。我們采用的是擴大止?jié){包方式包裹(土工布包裹)，將傳統(tǒng)粘結(jié)錨索設(shè)置的內(nèi)錨段止?jié){包延伸到整個張拉段范圍，使無粘結(jié)錨索張拉段(堆積體部分)成為一個大的止?jié){體，灌漿采取全孔一次性有壓灌漿，設(shè)置一根Φ30 mm灌漿管和一根Φ25 mm回漿管。灌漿管穿過止?jié){包直接插入錨索導(dǎo)向帽作為內(nèi)錨固段灌漿管，在止?jié){包內(nèi)將灌漿管割開成楔形口，對止?jié){包起到充填漿液形成止?jié){作用;回漿管穿過止?jié){包置于止?jié){包前10～15 cm處，起到錨固段注漿時排氣和返漿作用。

灌漿管路布設(shè)形式如圖1所示。

圖1 灌漿管路布設(shè)圖

3.2.5 灌漿工藝

灌漿液為水泥凈漿M30，灌漿設(shè)備為BW－150型泥漿泵。原材料采用普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號為42.5R，水灰比為0.46，摻0.06%的復(fù)合早強減水劑。要求7天水泥凈漿抗壓強度＞30 MPa。采用全孔一次性注漿，灌漿工藝流程如圖2所示。

圖2 灌漿工藝流程圖

3.2.6 錨墩

錨墩采用C30混凝土，在混凝土澆注前安裝好孔口鋼套管和鋼墊板及2根1 in(Φ25.4 mm)的鋼管，以便對錨墩鋼套管范圍進行二次補漿，使土工布包裹體至孔口段的錨索體被漿液充填密實，對錨索體起到防腐保護作用，如圖3所示。

圖3 錨墩結(jié)構(gòu)示意圖

3.2.7 錨索張拉及封錨

錨索水泥凈漿和錨墩混凝土達到設(shè)計強度后，對錨索每一根都按200 kN的荷載進行預(yù)拉，使單根鋼絞線完全順直，各部位接觸緊密。后按張拉荷載分級張拉，分別為250、500、750、1000、1100 kN，前面3級加荷速率≯100 kN/min，后2級加荷速率≯50 kN/min。每級穩(wěn)定時間保持10 min，再按1000 kN進行鎖定。對錨墩鋼套管范圍進行二次補漿，經(jīng)質(zhì)檢部門驗收合格后采用細石C20混凝土封錨。

4 結(jié)語

無粘結(jié)錨索在堆積體中張拉段注漿因空洞多的原因造成注漿量過大，甚至灌不滿，通過采用土工布包裹錨索張拉段，在不改變錨索體隔離支架直徑的前提下，土工布將錨索體與堆積體空洞隔開，錨索體張拉段灌漿時，漿液在鋼絞線與土工布之間形成有效的填充，形成有效的漿體保護層，達到了錨索體保護防腐的目的，避免了漿液向堆積體空洞的大量流失，有效地減少了張拉段的灌漿量，大幅度的控制了施工成本和加快施工進度，同時，保證了錨索質(zhì)量。

［1］林宗元.巖土工程治理手冊［M］.遼寧沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1993.

［2］程良奎，等.巖土錨固［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003.

［3］GB 50086－2001，錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］CECS22:90，土層錨桿設(shè)計與施工規(guī)范［S］.

［5］樊躍先.700米級高陡邊坡及堆積體開挖與錨固施工技術(shù)［M］.北京:中國電力出版社，2007.

［6］王泰恒，等.預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)基本理論與實踐［M］.北京:中國水利水電出版社，2007.

［7］徐建軍，王建光.邊坡支護施工過程中錨固失效事故分析［J］.探礦工程(巖土鉆掘工程)，2010，37(1):63－66.

Discussion on Anchor Cable Anticorrosion and Grouting Technology for Slope Accumulation

TANG Xu1，HUANG Hai1，HUANG Shi-xiong2(1.Guangxi Guilin Institute of Hydrogeology and Engineering Geology Prospecting，Guilin Guangxi 541002，China;2.Hainan Haishun Development Co.，Ltd，Changjiang Hainan 572700，China)

The construction method of anticorrosion and grouting technology for accumulation body pre-stressed anchor cable was discussed based on the field case of a geological disaster treatment in the side slope of Shilu iron mine in Hainan.

side slope treatment;accumulation body;pre-stressed anchor cable;grouting;slurry blocking package of earth work cloth

TD854.6

A

1672－7428(2011)11－0080－03

2011－04－22;

2011－09－30

唐旭(1971－)，男(漢族)，廣西人，廣西桂林水文工程地質(zhì)勘察院，巖土工程專業(yè)，從事巖土工程技術(shù)工作，廣西桂林市鐵西一里8號，gkytx@163.com。