巖土錨固工程的長(zhǎng)期性性能分析與安全評(píng)價(jià)

盧 遙 姜海峰

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 第五地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450001）

0 前言

巖土錨固是指通過將苗桿埋藏在地層中，使之聯(lián)接地層和結(jié)構(gòu)物來加強(qiáng)巖土體的強(qiáng)度，改善巖土體的受力狀況。巖土錨固技術(shù)在我國(guó)水利工程、土木工程、隧道工程中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，是一道提高工程安全性能的有效措施。巖土錨固工程的長(zhǎng)期性能和安全評(píng)價(jià)是當(dāng)前巖土工程界的一個(gè)熱點(diǎn)問題，也是影響相關(guān)工程安全性的一個(gè)關(guān)鍵問題。本文簡(jiǎn)要闡述了巖土錨固的概念及其發(fā)展?fàn)顩r，并就如何提高巖土錨固技術(shù)的長(zhǎng)期性和安全評(píng)價(jià)給出了自己的見解，供大家參考。

1 巖土錨固技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 苗桿和巖土錨固技術(shù)的概念

苗桿是一種桿件類的物體，用來固定在地基和邊坡的巖土層中，另一端與工程物相連，主要用來支撐水、土壓力加載在工程物上的推力。錨固技術(shù)是巖土工程中一個(gè)重要的分支，在近年來的工程項(xiàng)目中應(yīng)用十分廣泛。它能有效減少工程上滑坡、坍塌、巖土崩裂等地質(zhì)災(zāi)害。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料相比，苗桿有著自身特有的性質(zhì)：主動(dòng)控制性能比較強(qiáng)，比傳統(tǒng)材料更加先進(jìn)，可以利用一些高科技材料來加強(qiáng)苗桿自身的穩(wěn)定性。

1.2 巖土錨固技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展

錨桿起源于美國(guó)，一開始作為支護(hù)頂板用于礦產(chǎn)開采的隧道中。發(fā)展至今，國(guó)內(nèi)外各種類型的錨桿已經(jīng)達(dá)到六百多種。我國(guó)從上個(gè)世紀(jì)五十年代才開始使用巖土錨固技術(shù)，技術(shù)水平和國(guó)外相比，相對(duì)落后，尤其是對(duì)巖土錨固長(zhǎng)期性能研究不足，國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)巖土錨固工程長(zhǎng)期性能與安全評(píng)價(jià)的規(guī)定也不夠完善。許多永久性巖土錨固工程的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)力度還不足，部分巖土錨固工程潛伏著大量安全隱患，一旦出現(xiàn)失穩(wěn)或破壞，后果不堪設(shè)想。

1.3 錨桿安全性問題分析

錨桿的安全問題是錨固技術(shù)的核心問題，導(dǎo)致錨桿安全性問題的原因有：第一，錨桿的安全系數(shù)。錨桿的安全系數(shù)由抗拔安全系數(shù)和抗拉安全系數(shù)組成。要選擇合理的安全系數(shù)，才能保證整個(gè)工程的安全性能。第二，腐蝕問題。造成腐蝕的原因有外部自然因素和自身內(nèi)部構(gòu)造。錨桿工作環(huán)境惡劣，長(zhǎng)期受到空氣或雨水中酸性物質(zhì)的腐蝕作用，容易出現(xiàn)腐蝕破壞。

2 提高巖土錨固長(zhǎng)期性能的策略分析

2.1 提高錨桿設(shè)計(jì)的安全系數(shù)

當(dāng)錨桿受力不均勻時(shí)，容易導(dǎo)致鋼絞線斷裂，提高錨桿設(shè)計(jì)的安全系數(shù)是解決此問題的有效手段。在對(duì)預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮錨桿的工作載荷和自由張拉段長(zhǎng)度。通常情況下，錨桿的抗拔安全系數(shù)要大于2，抗拉安全系數(shù)要大于1.8。

2.2 完善錨桿驗(yàn)收機(jī)制和防護(hù)體系

錨桿是整個(gè)錨固技術(shù)的核心，完善的錨桿驗(yàn)收機(jī)制和防護(hù)體系是保證工程質(zhì)量的有效手段。在實(shí)際施工工程中，會(huì)經(jīng)常遇到一些試驗(yàn)不合格或內(nèi)部腐蝕的錨桿，只有制定完善的驗(yàn)收機(jī)制，才能有效杜絕不合格混入工程施工中。防護(hù)體系主要為了防止環(huán)境因素對(duì)錨桿造成腐蝕。我們應(yīng)該對(duì)錨固工程建立長(zhǎng)效維護(hù)管理機(jī)制，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有腐蝕的錨桿，我們應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行鍍膜處理或采取更換部件等措施。

2.3 加大科研投入，開發(fā)新型錨桿

為了提高巖土錨固工程的長(zhǎng)期性能和安全性，實(shí)現(xiàn)其不斷發(fā)展，加大科研投入是很有必要的。我們改用新型材料，讓錨桿配套錨固機(jī)具更加高效、便捷和耐用。其次，要大力開發(fā)新式錨桿，如自鉆式錨桿和讓壓錨桿、高壓灌漿式錨桿和可拆式組合錨桿等等。只有采取這樣的措施，才會(huì)促使我國(guó)巖土錨固技術(shù)更加成熟。

3 如何對(duì)巖土錨固工程進(jìn)行有效的安全評(píng)價(jià)

隨著錨固工程在我國(guó)的廣泛應(yīng)用，對(duì)錨固工程的安全性能評(píng)價(jià)也越來越受到大家關(guān)注。一般情況下，錨桿的使用環(huán)境都比較惡劣，隨時(shí)可能出現(xiàn)失穩(wěn)、破壞等不利情況，影響錨桿失效的各種因素長(zhǎng)期存在，因此，如何對(duì)巖土錨固工程進(jìn)行有效的安全評(píng)價(jià)顯得迫在眉睫。

總的來說，對(duì)巖土錨固工程的安全評(píng)價(jià)模式應(yīng)該包含兩個(gè)方面：巖土錨固危險(xiǎn)源識(shí)別和危險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)。對(duì)錨固危險(xiǎn)源識(shí)別時(shí)，先要對(duì)影響錨固長(zhǎng)期性能的一般危險(xiǎn)源進(jìn)行仔細(xì)周密的檢查。檢查事項(xiàng)有：工程排水設(shè)施是否正常工作，有無局部損傷或破壞；工程范圍內(nèi)是否存在電流環(huán)境或腐蝕介質(zhì)；雨水滲入坡邊引起錨桿腐蝕程度；錨桿錨頭及傳力裝置是否發(fā)生變形跡象等等。關(guān)于錨固危險(xiǎn)等級(jí)的評(píng)價(jià)，首先要設(shè)置安全臨界技術(shù)指標(biāo)，根據(jù)國(guó)內(nèi)外錨桿的技術(shù)參數(shù)，及對(duì)一些出現(xiàn)惡化和破壞的巖土錨固工程的研究分析，設(shè)置安全臨界技術(shù)指標(biāo)值，作為確定工程是否要進(jìn)行處治補(bǔ)強(qiáng)的判斷依據(jù)，具體步驟，有待在工程實(shí)踐中細(xì)化和修正。

4 結(jié)束語

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，原有的巖土錨固技術(shù)已不能滿足當(dāng)前工程實(shí)踐項(xiàng)目的安全需求。所以，我們必須加強(qiáng)科研投入，注重巖土錨固技術(shù)的理論研究，將新材料、新技術(shù)、新工藝融入到原有的技術(shù)中去。只有這樣，我們才能實(shí)現(xiàn)巖土錨固技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展，保證它能更好的為工程項(xiàng)目服務(wù)。

[1]徐湘濤.巖土錨固技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].路基工程.2009(02)

[2]李英勇.巖土預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)服役壽命研究[J].巖土力學(xué).2012(12)