新型扩散装置的扩体预应力锚索施工技术应用

新型扩散装置的扩体预应力锚索施工技术应用

李学荣 ① 赖国杰 ① 赵少东 ② 周锡武 ③

①广东中邺山河建筑工程有限公司， 佛山市禅城区， 528000

②湖南湘江建设工程有限公司

③佛山科学技术学院

摘 要：地质灾害的防治与群众居民的生命安全和财产安全息息相关，预应力锚索是一种常用的锚固工程，在国内应用较多且技术也较为成熟。而现研制出一种新型预应力锚索施工技术，比原有的普通预应力锚索持有更优秀的工作性能。运用分段扩孔钢绞丝扩散锚索施工应用能很好的加固边坡滑坡和治理地质灾害，能有效地维护人民的安全以及财产。

关键词：地质灾害；防治；扩体预应力锚索；

Abstract

The prevention and control of geological disasters is closely related to the life safety and property safety of people,It is widely used in China and the technology is relatively mature.Now a new construction technology of prestressed anchor cable is developed.A new construction technology of prestressed anchor cable has been developed,It has better working performance than the original prestressed anchor cable.The application of piecewise reaming steel wire diffused anchor cable can be used to reinforce slope and landslide and control geological disaster, and can effectively maintain people's safety and property.

Keyword：Geological disaster；Prevention and cure；Expanded prestressed anchor cable;

1引言

钢绞丝扩散预应力锚索是一种新型的施工应用，有着能大大提高锚索的锚固力和抗拔力，更进一步地发挥地层岩体的自承力，有效地提高和调节边坡和滑坡的自身强度和稳定性能。而扩体锚索施工技术也是一种能够优化锚索工作性能的锚索工艺^[1]。现有工程实例将两者结合形成一种工作性能更佳，施工效应更好的新型锚索结构即为分段扩孔钢绞丝扩散锚索。通过两端扩孔段进行钢绞丝的扩散张拉，不仅能够提高锚固体的整体性，还能提高钢绞丝与水泥砂浆的摩擦力，从而提高锚索的抗拔力和锚固力^[2]。本文将对该施工应用进行简要的阐述。

2工程概况

佛山市南海区里水镇展旗岗及周边区域地质灾害点位于佛山市南海区里水镇里水大道展旗岗南侧，该地灾区域地处珠江三角洲腹地，总体地势中间高两侧低，属低矮丘陵地貌。

本工程试验所处区域场地土按层分布可分为人工填土层、坡积层、风化残积层和白垩系泥质粉砂岩层，其揭露的土体分别有素填土、粉质黏土和泥质粉砂岩。根据施工钻孔位置以及高度判断，锚索试验区段主要强风化泥质粉砂岩层为强风化泥质粉砂岩。

3工艺流程

3.1施工准备

施工前对施工地区的土层进行勘察与勘测，分析其岩层和土层的分布情况和物理性质以及水位情况，为锚索的布置和钻孔的定位提供重要理论依据。确保施工图纸齐全无误，编制锚索施工组织的设计，确定施工工序和施工进度计划。在锚索支护的土层位置应该排除地下水以便于施工，避免土体处于饱和状态并降低土层上的静水压力。制定现场测试监控方案，并确定各种方位测量点。技术准备完成后可开始进行锚索施工。锚索施工前应进行是试成孔，到达岩层深度的时候使用岩芯管抽取样品来验证岩性情况。

3.2钻机就位

采用MG-90型钻机进行钻孔，将钻机直接移动至作业平台，调整钻杆，设置好脚手架将钻机就位，按照测量放样点位置调整完善钻机角度，待稳固机脚和检查电路后，可开始钻进施工。

3.3钻进扩孔成孔

调整好钻机的方向和角度后，用测量仪器检查钻杆是否有偏斜，若发现有偏斜要及时酒正，保证锚索孔道符合设计规范要求。在钻孔过程中加入适量水使钻渣搅拌形成泥浆并同时排出，以避免发生塌孔，同时为了防止塌孔涌水，采用全长跟套管钻进，并在整个钻孔过程中做好施工记录。当钻孔钻进至第一段扩孔起点时，将钻杆按节取出并将钻进钻头置换成扩孔钻头，随后按节加钻杆将扩孔钻头抵入第一段扩孔起点处，开启钻机并施加压力，使扩孔钻头的两翼张开旋转并带动前端锥形钻头旋转向前钻进，从而形成扩孔效果。当扩孔深度达到设计要求时便可停止钻进。再将钻杆按揭取出并将扩孔钻头置换成钻进钻头，随后同样按节加钻杆将钻进钻头抵入第一段扩孔底部，开始钻进直至钻头抵入了第二段扩孔起点处，重复第一次扩孔的步骤，两段扩孔锚索孔道完成。在钻孔过程中可适量加入水，防治泥渣过硬而卡钻。锚索成空深度原则上应达到设计规范的要求。

3.4清孔

完成所有钻孔作业后，采用空气压缩机向孔内加入压缩空气，将孔内的碎块泥渣清除干净，再注水清理孔道，加入压缩空气排出泥浆，重复该过程两到三次直到端部大部分水泥浆清除干净，以避免灌浆过程中与水泥浆混合后降低其强度。

3.5锚索安装

锚索安装应在钻孔验收合格后立即进行，安装时应采用人工通过架体送入孔中完成，注浆管随锚索绑在一起同时放入孔内，在每一段扩孔方位对应的锚索位置上安装钢绞丝扩散装置，放置时要求操作人员均匀用力并按设计的倾角和方位角平顺推进，严禁抖动、扭转和串动防止中途散束和卡阻。在锚索推进预定深度后，检查注浆管是否畅通。

3.6驱动扩散装置

锚索安置完成后，使用施工扭转仪器固定中心位钢绞丝，随后驱动扭转仪器，使中心钢绞丝旋转与钢绞丝扩散装置形成相对运动，装置上活动螺母轴向移动使得钢绞丝随着扩散组件的活动而呈弧形张开，形成扩散效果。扭转时在孔道外尽量控制另外三条扩散位钢绞丝保持静止，从而为相对运动提供所需阻力。在扭转过程中，当扩散位钢绞丝难以保持静止，说明装置上的活动螺母已到达螺纹段尽头（不一定要扭到尽头），可关闭扭转机，钢绞丝扩散完成。

3.7灌浆

锚索安装好后半小时内应进行一次常压注浆，从孔底向上直至孔口溢浆为止，待浆面下降至一定位置后进行补浆，以保证注浆饱满；二次高压注浆在一次常压注浆强度达到5.0Mpa后进行，且二次注浆浆液冒出孔口方可停止注浆。

3.8预应力张拉锁定及封锚

完成注浆后，自然养护七天以上，当锚固体的强度达到设计强度的80%后，判定为可对锚索进行预应力张拉。张拉锚索时，采用YDC-1500千斤顶进行张拉，并按锚索标准值1.4倍进行预张拉，锁定时因考虑到预应力的损失，按张拉值的1.1倍进行锁定。锚索张拉完成后可观察3天，若此期间没有发生异常情况，则可以对其进行封锚，保护外锚头防止产生锈蚀而失效。

4技术应用效果及结论

本工程地质灾害防治采取了分段扩孔钢绞丝扩散锚索支护技术，和普通锚索、普通扩孔锚索、混凝土支撑以及钢管支撑等支护体系相比，其能够本着节约施工材料，减少支护结构和不加大施工难度的原则上优化支护体系的工作性能，大大降低边坡滑坡安全事故的发生。

在分段扩孔钢绞丝扩散锚索施工过程中，只要严格按照施工规范和设计规范的要求进行把控，控制各个施工工序的施工质量，保证每一个监测数据值在允许范围之内，则可发挥出该锚索在地质灾害防止上的预期效果。

参考文献

1. 徐年丰，牟春霞，王利.预应力岩锚内锚固段作用机理与计算方法探讨[J].长江科学院院报，2002,19(3):45～61

2. 郑颖人.边坡与滑坡工程治理[M].人民交通出版社，2007

3. 预应力锚索在高陡边坡支护中的应用[J].刘心灵，山西建筑，2007(18)