预应力锚索技术在某公路高边坡施工中的应用浅析

预应力锚索技术在某公路高边坡施工中的应用浅析

【摘要】预应力锚索技术作为土建工程常见的结构部分，主要由高强度的内头、钢绞线以及外锚头等部件构成，被广泛应用于大坝、桥梁以及厂房建设中。近年来，由于地震、洪水等自然灾害影响，预应力锚索技术逐渐被相关部门以及建设单位重视。本文结合我国预应力锚索技术在某高速公路高边坡的施工应用，对预应力锚索设计、施工选择以及预应力锚索施工工艺进行了简要的探究和分析。

【关键词】预应力锚索技术；高边坡施工；锚索设计；施工工艺

近年来，随着科学技术以及施工材料的快速发展，传统高边坡防护中的防护墙、挡土墙、护坡等硬性结构物越来越不能满足施工要求。针对路基工程开挖数量大、边坡高、地质环境较差的高速公路或者山区公路一般采用预应力锚索的方式，并且取得了良好的成就。由于预应力锚索施工相对复杂，为了保障通车安全，必须让拥有专业技术的人员，根据公路不同的地质情况，使用相应的施工工艺，对其进行有针对性的施工。如：当某公路边坡出现风化的凝灰岩时，由于岩石极易出现断裂现象，必须根据实际情况，对普通分化凝灰岩的挂网喷浆进行改善；通过挂网喷砼措施，从根本上保障公路边坡运行安全以及稳定。

一、预应力锚索施工准备

（一）主要施工设备选择

1.成孔设备选择

在高速公路施工中，由于需要加固的边坡具有高度大、陡峭等特点，为了保障施工质量，必须选用适应性很强的轻型设施。在实际应用中，QZ-120K潜孔钻机，可以任意调整机械设备倾角和方位，从设计层面来看，它很容易满足施工要求。由于该钻机具有很轻的质量，1.5到2t的气动绞车，就能实现整个设备提升。QZ-120K型钻机不仅能进行人工搬迁，还具有结构简单的特征。钻机动力采用的是作业简单、移动方便、动力形式单一的全风动形式，动力一般隐藏在整个钻机的孔底，具有钻孔速度快、效率高，方便高边坡钻孔施工的特征。为了保障施工质量，在钻孔设计时，必须杜绝用水，使用无水钻进工艺的同时，降低施工成本，简化配套设施，进而不断提高施工工艺。

2.动力设备、张拉设备

在动力机设备选择中，空压机作为钻机最主要的动力设备，对钻机成孔质量以及钻孔深度具有重要影响。根据实际施工要求，钻机耗风量一般在9到12立方米左右，通过2台12立方米的移动式空压机，协助2台钻机施工。在张拉设备以及灌浆施工中，由于整个工程单孔式灌浆量较少，通常使用砂浆灌注的方式进行施工。张拉设备一般选用YCD-1500的配套式高压油泵以及千斤顶。

（二）预应力锚索设计

某工程根据施工需求，在预应力体系中，使用OVM15—4夹片型锚具、低松弛高强钢线以及胶结式的锚固段构成对应的群锚体系，也就是OVM锚固状态。在锚索参数设置中，预应力根据施工要求，使用对应的低松弛高强钢绞线，超张拉应力为整个吨位设计的105%，每根锚索吨位设计为400KN；同时，每根锚索分别由4根钢绞线构成，钢绞线对应的砍断强度达到1860MPa。

二、预应力锚索施工工艺

在高速公路锚索施工中，预应力锚索施工步骤主要包括：安装锚索、钻孔、注浆、封锚以及张拉预应力构成（如图一、所示）。

（一）预应力锚索钻孔

在高速公路预应力锚索施工中，钻孔作为整个高速公路建设的基础部分，钻孔质量直接影响整个工程质量以及使用效益。在某工程建设中，锚索孔俯角为15度，锚索孔直径达到120毫米；钻孔仰角为5度，泄水孔直径达到100毫米；工程锚索横向间距为3.5米，纵向间距为3米。受地质环境因素影响，为了施工质量，该工程采用回转冲击的方法进行干钻，具体的钻孔施工根据施工流程进行。

为了保障钻孔定位始终满足施工要求，在钻孔前，必须事先确定好钻孔的孔向角度以及钻孔区域。在脚手架搭建过程中，根据施工要求，在脚手架上安装对应的专用钢管，并且固定，最后再将钻孔机安装在事先确定好的专用钢管上面。当整个钻孔机安装好后，根据罗盘使用特征，调整好整个钻孔机方向，让钻孔孔径方向始终满足施工要求，再对钻孔位置、倾角以及预留长度进行精细的检查和固定。当整个钻头方向以及钻孔机牢固度满足施工要求后，再进行对应的钻孔施工。

在钻进过程中，钻杆通常由钻机尺寸而定，通过综合分析工程设计，根据锚索长度得到对应的钻杆数目。在钻杆安排好后，再利用钻杆钻进，从根本上保障钻杆利用完后，始终满足钻孔深度要求。另外，在钻进中，为了保障施工质量，还必须随时注意施工进程，让工作风压始终在0.6MPa上，当整个工程钻进遇到软弱或者破碎区域时，为了降低或者避免坍孔造成的不良影响，必须及时调整钻进速率。

（二）下索以及编索

在编索前，为了保障工程施工质量，必须在用量计算好后，再对锚索进行下料。该工程根据水工预应力锚固施工规范相关要求进行计算，从而得到编索需要的钢绞线预应力长度（L）。L=Ls+Lf+Lm+Ld+a。在这个公式中，Ls表示包含毛骨梁厚度的锚索深度，Lm表示锚具厚度，Ld表示设备张拉位移，Lf表示测力厚度，a主要是对张拉设备以外长度的调节作用，在计算过程中，必须根据实际

情况进行施工。

在下索中，本工程利用4根钢绞线进行锚索，通过切割机对切割好的钢绞线进行检查；有效避免施工过程出现锈蚀、松散以及钢绞线磨损的状况，钢绞线组成的锚索始终满足施工材质要求，对于已经发现的钢绞线问题，必须立即对其更换，从锚索一端，对锚固长度进行标记。

（三）灌浆、预应力张拉、封锚

在高速公路高边坡施工中，灌浆分成两个步骤，一是锚固段灌浆，另一个则是自由段灌浆。它是整个锚索技术的重要步骤，灌浆质量直接影响锚索技术稳定程度。水泥浆作为主要的灌浆材料，具有膨胀性小、强度高、易灌注等特点，并且没有任何腐蚀作用。为了保障上述要求，该工程使用M30纯水泥浆和425号水泥，通过早强剂，对水泥浆能动性具有很大作用。在整个工程灌浆后的28天，水浆浆强度就为41.5MPa。

张拉施工一般在灌浆的一周后，为了获得防护工程的抗拔力参数，在张拉试验前，必须对抗拉力进行严格的试验。在张拉施工中，必须按照施工规范以及载荷吨位进行。在张拉施工完毕后，为了保障预应力锚索施工质量，必须立即进行封锚施工，让岩体内部应力满足施工要求。在预留钢管灌浆中，为了保障工程后期使用效益，注浆压力必须控制在0.1到0.2MPa中；当整个浆体凝固后，再利用对应的砂浆进行封锚，同时，锚头外面必须涂抹润滑油。

三、结束语

在高速公路高边坡施工中，锚索工程根据锚索范围的阻力，对陡峭的公路进行加固，让受力始终平衡，进而满足岩体稳固的要求。因此，在实际施工中，必须根据施工环境、施工准备相关工作，不断完善施工艺，让锚索技术得到更广泛的应用。

参考文献：

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