復(fù)雜地質(zhì)高陡邊坡錨索施工實(shí)踐及若干技術(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)的探討

郭小軍

摘 要：在工程施工中各部位施工難度都不小，尤其是復(fù)雜地質(zhì)下高陡邊坡錨索施工，存在較多施工難點(diǎn)問(wèn)題。此次研究主要是聯(lián)合實(shí)際工程案例，探討分析復(fù)雜地質(zhì)高陡邊坡錨索施工實(shí)踐及若干技術(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價(jià)值。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)；高陡邊坡；錨索施工；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

在復(fù)雜地質(zhì)條件下施工必須注重高邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題，錨索施工技術(shù)現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用到地質(zhì)工程建設(shè)中。通過(guò)錨索和錨桿施工技術(shù)可以起到錨固效果，對(duì)軟弱破碎巖石起到加固作用，加強(qiáng)巖體承載力和穩(wěn)定性，確保工程穩(wěn)定效果，提升高陡邊坡穩(wěn)定性。

1、工程概況

飛來(lái)峽樞紐二、三線船閘工程位于已建飛來(lái)峽樞紐右岸，工程規(guī)模按1000t級(jí)（Ⅲ級(jí)船閘）新建飛來(lái)峽二、三線雙線船閘，主要建筑物由上（下）游引航道、上（下）閘首及閘室等組成，有效尺度為220m×34m×4.5m。飛來(lái)峽二、三線船閘主要地層為燕山四期（γ53-（1））牛欄嶺花崗巖體及第四系地層。工程區(qū)地下水按含水層埋藏條件可分為第四系孔隙水和基巖裂隙水。基巖裂隙水主要埋藏于花崗巖中，地表水及地下水對(duì)鋼筋腐蝕性均為微腐蝕性。

2、復(fù)雜地質(zhì)高陡邊坡錨索施工實(shí)踐

2.1導(dǎo)管設(shè)計(jì)

施工錨索鉆具：采用B19六角鋼釬桿，直徑為28mm的鉆頭。導(dǎo)管選擇一寸鋼管，其余配件不變。設(shè)計(jì)如圖1導(dǎo)管。倒角能夠降低導(dǎo)過(guò)破碎帶阻力。采用固定拆卸裝置不僅能夠固定導(dǎo)管，還能夠便于拆卸。

2.2成孔施工

在錨索成孔施工過(guò)程中，需要應(yīng)用開(kāi)挖面錨索施工技術(shù)和全液壓鉆機(jī)施工技術(shù)。鉆機(jī)需要安放在腳手架上，按照坡面測(cè)量和放線，確保鉆桿頭中心與坡面孔位中心對(duì)齊，使用羅盤儀設(shè)計(jì)鉆孔角度之后，需要通過(guò)腳手架橫桿對(duì)鉆機(jī)高度進(jìn)行調(diào)整。

在錨孔鉆進(jìn)過(guò)程中需要應(yīng)用無(wú)水干鉆工藝，使錨固施工不會(huì)對(duì)邊坡巖土以及孔壁粘結(jié)性能造成影響。在確定錨孔鉆造深度時(shí)，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)大于設(shè)計(jì)值。在鉆進(jìn)期間遇到軟巖層時(shí)，機(jī)械適當(dāng)加壓，加快鉆進(jìn)速度。若遇到堅(jiān)硬巖層，則適當(dāng)減壓，防止鉆孔出現(xiàn)偏斜問(wèn)題，不滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。如果鉆進(jìn)期間遇到嚴(yán)重破碎巖層時(shí)，且地下水含量較多，導(dǎo)致塌孔和埋鉆問(wèn)題出現(xiàn)，此時(shí)需要對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行清潔處理，以此滿足成孔效果。若采用清孔處理措施無(wú)法成孔，則需要應(yīng)用固結(jié)灌漿法進(jìn)行處理。將漿液注射在未成形的孔內(nèi)，之后再實(shí)施鉆孔處理。如果破碎帶比較厚，無(wú)法應(yīng)用固結(jié)灌漿施工技術(shù)，則需要應(yīng)用偏心錘鉆進(jìn)技術(shù)，以此達(dá)到成孔效果。

通過(guò)錨索鉆孔試驗(yàn)和長(zhǎng)期施工經(jīng)驗(yàn)，該工程高邊坡復(fù)雜地質(zhì)條件下錨索工藝如圖2所示。

圖2 錨索成孔施工工藝

2.3制作和安裝邊坡錨索

首先，制作預(yù)應(yīng)力錨索。按施工圖紙對(duì)每根錨索鋼鉸線下料長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，下料采用電動(dòng)砂輪切割機(jī)切割，下料誤差應(yīng)當(dāng)控制在5cm以內(nèi)。按照設(shè)計(jì)圖紙編制索體，確保導(dǎo)向帽、隔離支架符合設(shè)計(jì)要求。鋼絲或鋼絞線兩端與錨頭嵌固端應(yīng)牢固聯(lián)結(jié)，兩嵌固端之間的每根鋼絲或鋼絞線長(zhǎng)度應(yīng)一致。錨索制作完畢后標(biāo)注錨索編號(hào)與長(zhǎng)度。錨索索體入孔前檢查注漿管、回漿管是否暢通，止?jié){環(huán)是否完好。

其次，安裝錨索。在安裝錨索時(shí)，由于其屬于后續(xù)張拉施工的基礎(chǔ)，因此必須做好過(guò)程控制。在安裝錨索時(shí)不能多次移動(dòng)拉扯錨索。由于錨索為拉伸件，在受力之后會(huì)影響強(qiáng)度。在將錨索送入孔內(nèi)時(shí)必須控制力度，防止造成錨索結(jié)構(gòu)損壞。在此期間，如果應(yīng)用到鋼墊板和鋼套筒，都必須在工廠進(jìn)行加工處理。在錨索推送過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)確保穩(wěn)定性。在將錨索推送至預(yù)設(shè)深度之后，需要檢查注漿效果，必要時(shí)可以將錨索拔出，重新安裝。

2.4錨索孔注漿與張拉施工

注漿施工需要選擇M40錨固水泥，所選水泥的水灰配合比為0.35：1。張拉水泥的水灰配合比為0.45：1。以此滿足抗壓應(yīng)力需求。在混凝土攪拌時(shí)需要用到攪拌機(jī)，并且選擇注漿機(jī)進(jìn)行澆筑施工。在注漿施工過(guò)程中需要分析大坡度問(wèn)題，可以按照坡勢(shì)對(duì)模板進(jìn)行調(diào)整。

2.5張拉施工和錨索封錨施工

第一，此次工程建設(shè)的地質(zhì)比較復(fù)雜，并且位于大坡度地區(qū)，因此無(wú)法使用機(jī)械安裝錨具，需要借助人力完成。在錨具選擇時(shí)應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，并且確保磨具選型滿足地質(zhì)要求。預(yù)應(yīng)力錨索注漿凝固時(shí)間超過(guò)15d之后，并且混凝土強(qiáng)度大于20MPa，滿足上述條件之后才能夠進(jìn)行張拉鎖定施工。在實(shí)際施工之前，需要對(duì)設(shè)備儀器性能進(jìn)行檢查和校正，確保千斤頂，錨墊板和錨具處于同一水平線上。為了使鋼絞線均勻受力，需要使用千斤頂張拉所有鋼絞線，之后通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行張拉鎖定。在張拉施工期間，可以適當(dāng)選擇油泵、油頂以及壓力表等方式，并且確保以上設(shè)備在張拉前能夠穩(wěn)定運(yùn)行。張拉施工需要分為兩部分，其一，按照設(shè)計(jì)值90%進(jìn)行首次張拉施工；其二，在半個(gè)月后按照設(shè)計(jì)值100%進(jìn)行二次張拉。按照錨索監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析張拉效果，在滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之后實(shí)施封閉保護(hù)。

第二，封錨施工。在完成張拉施工之后，需要及時(shí)開(kāi)展封孔注漿操作，在注漿之后需要從錨具內(nèi)預(yù)留鋼絞線，長(zhǎng)度約為30mm。之后根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸使用混凝土實(shí)施錨頭封錨，完成坡面整治之后，需要將油漆涂刷在錨頭，并且編號(hào)處理。

2.6錨索加固效果分析

為了對(duì)此次工程預(yù)應(yīng)力錨索加固效果進(jìn)行分析，在高陡邊坡中間埋設(shè)若干個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，預(yù)應(yīng)力錨索監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1：

通過(guò)上述結(jié)果能夠看出，該高陡邊坡施工中應(yīng)用錨索施工技術(shù)的效果良好，應(yīng)力變化波動(dòng)比較小，能夠確保高邊坡穩(wěn)定性。

3、錨索施工技術(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)

3.1孔斜偏差控制

鉆孔孔斜偏差必須控制在10cm以內(nèi)，且孔斜誤差應(yīng)當(dāng)小于孔深2%。鉆孔入口傾斜度和方位角誤差應(yīng)當(dāng)控制在1°以內(nèi)。對(duì)于存在特殊的要求的鉆孔來(lái)說(shuō)，偏斜誤差應(yīng)當(dāng)小于1%。鉆孔滿足設(shè)計(jì)深度之后，應(yīng)當(dāng)徹底清除孔內(nèi)雜物，并且保證預(yù)留物小于10cm。在測(cè)量定位錨索孔之后，需要采用策略儀器固定鉆機(jī)，確保錨索孔中心線與鉆桿中心線重合，這樣能夠使錨索孔斜滿足相關(guān)要求。為了確保孔斜滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，必須時(shí)刻檢測(cè)錨索孔孔斜問(wèn)題，并且對(duì)鉆孔參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和校對(duì)，做好鉆孔糾偏處理。

3.2錨索張拉工藝與伸長(zhǎng)值控制

工程施工必須按照預(yù)應(yīng)力錨索施工要求進(jìn)行，在張拉預(yù)應(yīng)力巖錨時(shí)，會(huì)導(dǎo)致錨索鋼絞線彈性變形伸長(zhǎng)值范圍有所偏差。經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐分析能夠看出，在復(fù)雜地質(zhì)條件下，必須考慮長(zhǎng)錨索鋼絞線變形伸長(zhǎng)值，并且通過(guò)試驗(yàn)方法確定具體的變形伸長(zhǎng)值。

3.3錨索抽檢與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

按照此次工程色設(shè)計(jì)要求，需要對(duì)錨索質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保其滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。在檢查時(shí)應(yīng)當(dāng)將應(yīng)力控制作為標(biāo)準(zhǔn)，且實(shí)際檢測(cè)值應(yīng)當(dāng)小于設(shè)計(jì)值。在完工之后，需要同時(shí)進(jìn)行抽樣檢查和驗(yàn)收試驗(yàn)。此次工程所應(yīng)用的預(yù)應(yīng)力錨索能夠自由調(diào)節(jié)，因此邊坡巖層性質(zhì)變化會(huì)極大影響錨索應(yīng)力。因此錨索鎖定值應(yīng)當(dāng)控制為設(shè)計(jì)值的90%以上，若錨索預(yù)應(yīng)力值比較高，將會(huì)對(duì)其運(yùn)行效果造成影響。

3.4錨索性能試驗(yàn)

按照施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求來(lái)看，不同工程對(duì)于錨索性能和利用系數(shù)的要求也不同，所以在復(fù)雜地質(zhì)工程中，需要對(duì)錨固施工效果進(jìn)行試驗(yàn)分析，有效評(píng)估錨索鋼絞線的安全性能。

4、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在復(fù)雜地質(zhì)下開(kāi)展工程項(xiàng)目時(shí)，必須考慮到施工可行性問(wèn)題。此次工程建設(shè)規(guī)模比較大，因此涉及到大量錨索錨固施工內(nèi)容，導(dǎo)致整個(gè)項(xiàng)目技術(shù)難度加大。因此要求施工人員能夠深入分析高陡邊坡錨索施工技術(shù)，能夠?qū)⑵浜侠響?yīng)用到工程建設(shè)中，這樣不僅保證高邊坡施工技術(shù)的合理應(yīng)用，還能夠加強(qiáng)錨索錨固效果，從而提升整個(gè)工程項(xiàng)目的安全和質(zhì)量，。

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