试述高边坡锚杆（索）防护施工

试述高边坡锚杆（索）防护施工

林炳超

林炳超（身份证号码：441721196901210030）

摘要：边坡影响着公路的使用效益和寿命。根据不同的分类依据边坡可以分为不同的种类，边坡的破坏形式有滑坡、崩塌、剥落；现结合大庆至广州高速公路湖北省黄石至通山段项目一期土建工程DGNLJ-10合同段K234+278.9~K234+431.5深路堑的施工实践，介绍其施工工艺和施工注意事项。

关键词：高边坡；锚杆（索）；防护；施工

1公路边坡稳定的基本概念及重要性

1.1公路边坡稳定的基本概念

公路边坡的防护与治理是公路工程中一个非常普遍的技术问题，由于以往公路等级低，车速慢，这个问题在工程中未得到充分认识和注意。随着我国经济的飞速发展，公路建设步伐的加快，公路等级的不断提高，对边坡的防护与治理的要求也就越来越高。由于坡表面倾斜，在坡体本身重力及其他外力作用下，整个坡体有从高出向低处滑动的趋势，同时，由于坡体土（岩）自身具有一定的强度和人为的工程措施，他会产生阻止坡体下滑的抵抗力。一般来说，如果边坡土（岩）体内部某一个面上的滑动力超过了土（岩）体抵抗滑动的能力，边坡将产生滑动，即失去稳定；如果滑动力小于抵抗力，则认为边坡是稳定的，为此在进行该类项目的施工应进行监测，这为进一步分析高边坡变形特点，掌握治理工程在实施过程中受诸如降雨、开挖等的影响程度，保证施工安全和施工质量，确保公路营运期间高边坡的稳定，验证治理工程的效果，进行必要的边坡监测工作显得十分重要。

1.2公路边坡稳定的重要性

在评价边坡稳定性时，首先要考察边坡的地质条件，水文地质条件，地形地貌和新构造运动等，因为这些因素是边坡稳定性的决定因素，一般来说，这些因素比人类的工程活动对边坡稳定性的影响更大。以前，由于公路等级低，线形差，路基不宽，开挖不深，边坡稳定性对公路的影响不显著，人们对边坡稳定性没有引起足够的重视。但是随着国民经济建设的发展，公路交通事业日新月异，公路等级越来越高，高填深挖已经不可避免。目前，公路边坡失稳的事例很多，边坡失稳不仅影响行车安全，甚至掩埋公路，中断交通，迫使放弃已成公路的使用，造成不可估量的经济损失。因此，研究公路边坡的稳定性和边坡防护方法是非常必要的。

2边坡支护方案设计的原则和方法

2.1安全性原则

所谓安全性原则，即是设计的边坡满足其抗滑稳定性，抗倾覆稳定性，变形稳定性及抗风化剥蚀能力等要求，这是边坡支护设计的基本要求。方案设计时要达到这一要求，主要通过边坡稳定系数或安全级别来描述。

2.2经济性原则

显然，作为一个好的设计方案，必须是在保证安全性的前提下，具有最好的经济性，或者说是达到最好的经济效益。

2.3工程环境许可性原则

工程条件的许可，这里包含两个含义：一层含义是环境条件不会对工程安全造成不利影响；另一层的含义是工程不会对环境造成的不利影响。

3锚杆（索）加固边坡施工

3.1施工前的准备工作

施工前的准备工作包括施工前的调查和施工组织设计两部分。施工前的调查是为施工组织设计提供必要资料，其内容有：

（1）锚固工程计划、设计图、边坡岩土性状等资料是否齐全；（2）施工场地调查，施工对交通的影响情况；（3）施工用水、用电条件调查；（4）边坡工程周边可能对施工造成影响的各种状态调查；（5）该工程紧靠湖北阳新县龙港镇龙港河，防止未净化的工程用水直接排入河中；

在施工前，通过调查该工程K234+278.9~K234+431.5深路堑左边坡高度大于90m，边坡岩体为软质岩，节理裂隙发育，边坡开挖后，岩体松弛，裂隙张开，大气降水入渗，构造面间强度降低，边坡可能沿潜在的滑动面产生整体滑动。本边坡结构面复杂，根据岩体结构面摄赤平投影图分析J1结构面倾向临空面，视倾角36°，为不利结构面：J1结构面和岩层面切割岩体的契形体倾向开挖面，且被J2陡倾结构面切割，岩体较破碎，易残神楔形体破坏。岩层走向与路线走向近乎垂直，交角84°。本身碎裂结构岩质边坡亦可能发生圆弧滑动，故根据以上三种可能的破坏模式进行分析计算。计算采用铁四院路基计算软件和加拿大Geo-slope/w软件：

在作调查、并掌握详细资料后，制定了施工组织设计，确定施工方法、施工程序、使用机械、工程进度、质量管理和安全管理等事项，在施工组织设计中包括了工程目的、工程概要、设计锚杆规格和锚固力要求、工程进度、沉降观测、组织编制表、使用机械、临时设施、使用材料、作业程序及人员配备、施工管理与质量控制计划、安全管理计划、应交付工程验收的各种技术资料、施工管理程序图表等14个方面的内容。

3.2施工工艺

3.2.1钻孔。

准确放出各锚杆（索）孔的位置，搭设脚手架，架装潜孔钻机并稳固。用仪器测定钻机导向架的倾角，在钻进过程中随时检查倾斜度，钻孔端部的斜偏尺寸不应大于锚杆长度的2%。为确保锚杆施工不至于使边坡地质条件恶化，采用无水干钻。钻进过程中如遇到严重塌孔，应立即停止钻进，进行注浆固壁处理，注浆36小时后重新扫孔钻进。相邻锚杆施工方位调整平行，严格定向定位，钻机安装牢固，钻孔口径为Φ100mm。钻孔采用回转钻进方式，钻孔达到设计深度后，继续超钻20~50cm。钻孔完毕后，用高压风清除孔内残留物。

3.2.2锚杆（索）制作与安装。

（1）锚杆钢筋应每隔2m设置对中托架，以保证钢筋由足够的保护层。

（2）锚索材料选用高强度、低松弛预应力钢绞线，锚索、锚具必须符合现行行业标准。

（3）锚索编束要确保每一束钢绞线始终均匀、平整、不扭不叉。

（4）锚索应平直，锚索自由段要求涂强力防腐涂料，并套￠20~22mm的PVC管，套管两端10~20cm长度范围内用黄油填充，外绕工程脚步，避免孔内压浆时，水泥浆灌入自由段钢绞线。

3.2.3注浆施工。

锚固的注浆是锚杆（索）施工过程中的一个重要环节，注浆质量的好坏将直接影响锚杆（索）的承载能力。锚孔一般采用水泥浆或水泥沙浆灌注，浆液的拌合成分、质量和关注方式在很大程度上决定了锚杆（索）的粘结强度和防腐效果。一般要求有：

（1）按设计规定选择水泥浆体材料。选用水泥标号选用425#的普通硅酸盐水泥，对进场水泥应复查力学性能。搅拌浆液所用水中不含有影响水泥正常凝结、硬化的有害物质。选用砂料的含泥量按重量计不得大于3%，砂中有害物质含量应低于1%~2%，砂的粒径以中砂（平均粒径0.3~0.5mm）较好,但要求含水量不应大于3%。外加剂的品种与用量由试验确定，一般情况下加速浆体凝固的水玻璃掺量为0.5%~3%；提高浆液扩散能力和可泵性的表面活性剂。

（2）注浆作业应连续紧凑，中途不得中断，使注浆工作在初始注入的浆液仍具塑性的时间内完成；在注浆过程中，边灌边提注浆管，保证注浆管管头插入浆液液面下50～80cm，严禁将导管拔出浆液面，以免出现断杆事故。

（3）二次高压注浆形成连续球型锚杆（索）的注浆还应注意：一次常压注浆作业应从孔底开始，直至孔口溢出浆液；对锚固体的二次高压注浆应在一次注浆形成的水泥结石体强度达到5.0MPa时进行，注浆压力和注浆时间可根据锚固体的体积确定，并分段依次由下至上进行。

（4））锚索采用两次注浆，第一次为锚固段注浆，第二次为张拉段注浆，补充注浆应在补张拉之后进行。

4边坡锚索施工注意事项

4.1预应力锚索格子梁工程施工是一项地质条件变化复杂、关键工程隐蔽和施工技术难度较大的特殊施工作业，要安排一支受过专业训练、具有丰富施工经验的专业施工队伍进行施工。

4.2对边坡稳定性较差的路段，必须采取随挖随支护的施工方法，应开挖一级，支护一级，然后再开挖下一级。同时也要避免开挖暴露时间过长，使边坡松弛范围变大，造成新病害。边坡开挖施工要保证坡面平整顺直，以利支挡及防护工程的施工。

4.3锚索体组装前钢筋应平直和防锈，杆体应按防腐要求进行防腐处理。杆体放入钻孔前，应检查杆的质量，防止杆体弯曲，连同注浆管一同放入钻孔，杆体放入角度，应与钻孔角度一致。

4.4注浆浆液应搅拌均匀，随搅随用，浆液应在初凝之前用完，并防止石块、杂物等混入浆液。注浆作业开始和中途停止时间较长，在作业时，宜用水或稀水泥浆润滑注浆泵及注浆管路，孔口溢出浆液或排气管停止排气时，可停止注浆。

4.5预应力锚索钢筋混凝土格子梁纵、横向的钢筋骨架绑扎过程中，应注意与锚杆头的对位与衔接，并一起现浇而成。

4.6进行沉降观测，对边坡的不稳定范围、移动方向和速度以及地下水、爆破振动等取得定量数据，供数据分析，验证边坡锚固系统是否达到预期作用，并施工过程中指导施工。沉降观测地表监测、地下位移监测、地下水位监测及监测时间及频度等。

4.6.1地表监测项目、方法及目的。

4.6.2地下位移监测项目、方法及目的。

4.6.3地下水位监测项目、方法及目的

4.6.4边坡监测工作时间主要为施工期和公路营运初期，总的监测时间应为边坡开挖至公路建成营运不少于一年。

监测频度应与施工和降雨量相适应，在雨季、边坡开挖（放炮）期间和已出现变形破坏时应加密观测。连续3日降雨量大于50mm/日时，应连续观测3次，间隔时间不大于2天。竣工后监测次数可减少。

5结论

公路交通条件变的越来越重要，公路边坡的稳定与否决定着公路的使用效益和寿命，因此，要做好公路边坡的防护和加固。大庆至广州高速公路湖北省黄石至通山段项目一期土建工程DGNLJ-10合同段K234+278.9~K234+431.5高边坡采用锚杆（索）防护施工经过近10个月的监控观察,边坡稳定，达到原设计效果。公路边坡防护与加固方法的选择要从实际出发，充分利用当地的有利资源。要对边坡的性质进行分析，采取既经济又安全的防护措施。