高边坡无粘结预应力锚索施工技术分析

高腾飞  ,刘飞翔  ,刘晓寒  ,谌超宇   ,宫连峰

中国建筑第二工程局有限公司  

摘要：本文从事无粘结预应力锚索施工技术在高边坡施工中的应用。首先，分析无粘结预应力锚索的工艺特点。其次，对高边坡施工特点进行分析。最后，分析应用于高边坡的无粘结预应力锚索施工技术，基于工程案例的分析，深度研究无粘结预应力锚索施工技术要点，仅以本文共我国建筑工程施工单位加以借鉴，引用，夯实面对高边坡施工水平。

关键词：无粘结预应力锚索；施工技术；工艺特点

经济飞速发展背景下，农村城镇化建设速度不断加快，而大量路桥工程也从城市区域面向乡村区域延伸。目前，我国路桥工程建设单位，在修建山区公路、乡镇公路阶段，经常需要开展高边坡施工，故需要长期面对高边坡岩土失稳问题。因此，从事高边坡无粘结预应力锚索施工技术研究，是促进路桥工程建设水平提升，增加高边坡岩土稳定性的关键研究举措。
一、无粘结预应力锚索工艺特点

无粘结预应力锚索，其原理是基于无粘结钢绞线，同周围水泥浆不会产生黏结的特点，确保其在锚固锁定之后自由端仍旧可实现自由拉伸，载水泥浆体内锚固锚索的锚固段，孔壁同水泥浆体连接，基于外锚头张拉锁定来实现面向加固体的预应力锚固效应。

无粘结预应力锚索有着永久性的持力结构，应力会沿着锚索的受拉段在全长度下均匀传递、保存。当被加固体变形，自由段可沿着全长实现应变的调整，且随着被加固物体位置变化，预应力亦可实现自由调整。在被加固物体边坡由上向下开挖阶段，下步开挖卸荷带来的影响，将导致上部出现不同程度变位，应用无粘结预应力锚索背景下，锚索在一次张拉期间锁定小于设计吨位，可有效适应施工阶段被加固物体变形要求。

二、高边坡施工特点

在建筑工程、路桥工程施工阶段，高边坡是较为常见的施工内容。作为一种人为工程设施，高边坡的稳定性，其决定性因素在于地质条件、自然坡体稳定情况以及边坡人为改造程度，故高边坡往往具有诸多稳定性影响因素。其中自然破体稳定情况，取决于不同地层的风化程度、岩性，因不同区域工程的坡体、地质结构以及水文条件有所差异，故自然应力之下会形成各种斜坡，且不同斜坡的稳定性亦存在巨大差异，对于施工单位而言隶属较为棘手问题之一。

三、高边坡施工中无粘结预应力锚索施工技术研究

为实现高边坡施工中无粘结预应力锚固施工技术的研究，本文以某山区高速公路工程项目为例，分析无粘结预应力施工技术在项目中的应用。

（一）工程概况

某高速公路合同段内无粘结预应力锚索，分布于K15+940——K23+520段高边坡，该施工段在边坡自然坡率较陡、边坡高度大，挖方量大且地址十分复杂，坡体多数部分集中于全-强风化砂岩，坡面岩体具潜在滑移面。为有效防止表层出现滑塌，施工单位对中下部位坡体采用无粘结语音里锚索格梁对边坡进行加固，以提升路基高边坡的稳定性[1]。

（二）无粘结阶预应力锚索施工方案

1.设备选取

施工单位以设计要求为依据，每一束锚索包含19根钢绞线，锚索孔径160mm，以进度要求为依据，从事25天钻孔作业，170m/d钻孔施工强度。钻孔设备，结合实际需求，采用MD-50型锚杆钻机，共计配置5台钻机设备，一台钻机钻孔能力为60m/d。表1为MD-50锚杆钻机性能参数：

表1 MD-50锚杆钻机性能参数

参数项	参数数据	参数项	参数数据
孔径	110-180mm	转速	正反：20;40;56;60; 110;167r/min
孔深	50m	给进进程	1700mm
钻孔角度	-1.0~90（正反）（*）	额定给劲力	170kN
钻杆规格	89*1500	额定提升力	25kN

2确认工艺方法

作业程序方面，将买锚索在5个高程分布，每20m设置一段钻孔作业。劳动力组织方面，以项目进度要求为依据共计安排80名施工人员，划分为钻孔小组、锚索制作小组、注浆小组、综合施工小组，采取3班施工作业形式。

（三）施工技术研究

1.工艺流程

本项目无粘结预应力锚索施工工艺流程为①施工排架设置，坡面清理——②钻机就位，确认钻孔位置、方位角、倾角以及高程——③钻孔、清孔作业，检查锚索——④安装锚索、锚索注浆作业——⑤检查支墩模板、螺旋筋以及钢垫板安装情况——⑥浇筑支墩混凝土作业——⑦张拉锚索，封锚。

2.搭设施工排架

高边坡无粘结预应力锚索施工阶段，搭设可承受5台钻机、50名工人同时施工的排架，采用悬挂式48*32mm钢管排架，设计间距为1.2*1.3m以及3.0m排架宽度，外侧严格设置封闭安全网，竹踏板紧密设置于网、层之间，下部设置密封网，确保极可能上层、下层施工阶段安全性。同时，每间隔3.0m设置钻插筋孔进行焊拉筋作业实现排架的加固。

3.锚索施工造孔

使用5台MD-50液压钻进，设置1.2MPa配合冲击器进行回旋钻进，160mm锚索孔径，15°俯角，28~40m孔深。钻孔作业前回用全站仪进行孔位、后点位置放出，对钻杆轴线与空轴线仔细调整确保其严密重合。冲击器方面，钻杆长度9.0m，配合

146mm岩心管进行导向。同时，为避免钻孔水针对岩层的裂隙作用，施工阶段使用干钻除尘模式，钻进到达设计深度，以高压风吹起孔底沉渣，随后进行孔深核实。对于流沙、夹泥情况严重的区域，钻孔完成后及时开展钻孔回填作业[2]。

4.制作、安装锚索

施工单位采用1*7-15.20-1860钢绞线制作锚索，材料直径15.24mm，139.0mm2横截面积。锚具方面以预应力吨位为依据进行选择，锚索体结构方面，于锚固段进行钢绞线剥皮作业，使用专用金属清洁剂进行情绪，于锚固段每隔1m设置一个隔离架。锚索制作阶段，下料以孔深Wie依据进行钢绞线截取，随后以锚固段长度为依据使用电工刀进行钢绞线剥皮，按照19根乙组进行锚索编制。隔离架方面使用12号镀锌铁铁丝同锚索绑扎，以14号镀锌铁丝绑扎整束锚索，将130mm导向头安装于锚固段。

锚索安装阶段，于孔口外预留1,5m，采取吊机人工配合形式下锚施工，工人利用滑架麻绳帮吊锚索。

5.注浆与混凝土浇筑

按水:水泥:铝粉:氯化钙=0.45:1:0.15‰:3.0%配置浆液，孔口反浆比重达到1.92期间，继续灌注10min后结束灌浆，对每一批灌浆去3组浆液试块进行抗压试验。支墩混凝土浇筑阶段采用C40混凝土，安装支墩模板，确保模板同钢绞线呈垂直状态。

6.锚索张拉

锚索张拉作业阶段，首先进行千斤顶、压力表以及张拉油泵设备检查，正时张拉前单根进行预紧，设置20kN张拉力，确保钢绞线受力具有一致性、用力分布一致。其次，将锚索以3个循环逐渐加荷张拉作业，每达到一级吨位，稳压后才可进行后续张拉作业，最后一级张拉稳定后进行锁定。最后，张拉阶段，荷速每分钟度不得超过设计应力1/5，同时严格检查每一循环下钢绞线伸长值误差是否处5%——10%理论计算值之内[3]。

结语：

本文基于案例项目，就无粘结预应力锚索在高边坡中的应用开展研究，对施工方案与施工技术下的各施工环节进行详细描述，除掌握本文提出的施工技术外，施工单位将无粘结预应力锚固应用于高边坡施工期间，还应注意环保性的控制，即合理处置注浆产生的废弃浆液等，最大化降低对周边植被的破坏。

参考文献

[1]王宝伟.浅谈高边坡加固中预应力锚索的控制要点及措施[J].河南建材,2019(02):306-308.

[2]肖美,肖玉成.全粘结预应力锚索在老挝南康3水电站厂房高边坡支护中的应用[J].四川水力发电,2018,37(03):68-70.

[3]刘杰. 预应力锚索框架梁在路基高边坡防护中的应用[J]. 价值工程,2022,41(3):108-111.