边坡支护技术在矿山工程支护中的应用研究

2018-01-30 11:58熊海和
世界有色金属 2018年20期
关键词:岩土锚杆边坡

熊海和

(福建省闽武长城岩土工程有限公司,福建 福州 350013)

矿山工程在发展运作中,安全生产作为头等大事,需要得到更完备的预防,确保开采时不会因为技术问题造成安全事故。边坡会因为其软弱结构的存在导致滑动或是崩落。出现边坡安全问题可能是自然因素或是人工因素。前者主要是因为风化、水体的作用致使软弱结构的面强度降低,或是因为边坡上荷载的增加加大了抗滑力,从而降低了边坡的稳定安全系数;后者是因为开挖阶段破坏了矿山体内部的原始稳定状态。基于此,在矿山工程中行边坡支护技术是非常重要的,锚固技术作为其中非常重要的一种,能够在矿山工程支护中,对边坡支护起到较好的作用。锚固能够将岩土的能量更好的发挥出来,并将自身强度和自稳能力进行调节和提高,最终提高边坡的安全稳定系数,确保施工更安全、工程更稳定,有非常显著的经济效益和社会效益。本次研究笔者重点对其展开分析,探究边坡支护中锚固技术对矿山工程支护起到的重要保护作用。

1 边坡支护中锚固技术的特点、锚固力和实际意义

边坡支护中锚固技术在工程中有较高的实际意义,锚固能够将岩土体自身的条件进行充分利用,进而增加自身的稳定能力;能够在地层中广泛应用;作业时占用的空间较少能够节约较多的钢支撑材料;改善施工条件并增加预应力;施工噪声小,不会污染环境等优点。当然,另一方面锚固也有自身的不足之处:在拉杆长期受到拉力的作用下会出现蠕变,出现松弛,这些问题是不可忽略的。进行锚固技术时应重点把握:施工前的各项准备工作、锚固时钻孔、锚杆制作和安装、锚杆锚具的安装检测。其核心集中在将土体或是岩体的锚固力发挥出来进而维持坡体的稳定,避免出现矿山工程中的坍塌、滑移或其他地质灾害的发生,确保施工更加安全。锚固技术进一步分类,可分为土锚和岩锚,二者均是一端和工程结构或是挡土墙进行链接,另一端在地下进行锚固,锚固位置在地基的土层或的岩层之中,这样能够很好的承受结构物的上托力和抗拔力。正是因为这种岩锚、土锚技术有这类特点,在边坡防护工程中,锚固能够和岩土预应力进行制约,达到维持平衡的作用。当今的矿山工程支护,边坡支护技术中以锚固技术能够对边坡进行安全支护,环境进行保护,并且能够高效的节约施工成本,应用非常广泛。

详细分析边坡受到破坏的原因,最可能的有三:①平面破坏;②楔形破坏;③倾倒破坏。前两种作为常见的破坏方式,但倾倒破坏也是其中非常重要的一种破坏。除此之外还有其他包括侵蚀破坏、溃屈破坏和断裂破坏等。详细分析锚固力,国家标准对其的定义是锚杆对地层起到的约束力。当其作用于地面时会有径向力和切向力两种。前者包括了托锚力和粘锚力。托锚力一般是以托板对锚杆的孔口或是附近地层进行挤压受到的作用力,大小是根据锚杆加上的预应力以及杆的工作状态构成,最大托锚力自然就是最大拉拔力。粘锚力则是地层深部和浅部出现变形时造成的差异,锚杆在粘结剂的作用下对地层可施加的剪切作用力。其反作用力其实就是锚杆体内的轴力。切向力则是锚杆体在贯穿整个弱面后,对弱面有较好的力学性能改善,对地层弱面滑动形成的力有较好的限制作用,表现出较好的支护能力。

2 边坡支护中锚固技术在矿山工程支护中的应用

为了进一步满足工程实际的需求,矿山工程支护中,边坡支护应该得到较好的改造。

无论是自然边坡还是人工边坡,都应该将其尽可能的完善,对地质条件进行详细的研究,避免因为地质因素影响边坡变形使得矿山工程出现安全隐患。边坡的稳定系数低于安全值,没有达到规范要求时,应该对其进行边坡支护。在矿山工程支护中,边坡支护的关键技术就是锚固技术。矿山的边坡形成可能是因为土地内部原来能够承受的应力有所降低,因为受力的方向以及大小出现明显的改变,山体的岩土和碎石出现掉落。为了适应这种力的变化造成边坡会因为多重因素作用,出现变形或是受力破损,进而造成安全隐患。在这样的情况下,选择锚杆进行加护是非常重要的。国内诸多学者通过各项试验对锚杆在岩土中的应力情况进行探究,对轴应力的分布特点、剪应力的分布情况以及岩土在这个作用中出现的特点进行探究,最终获得结论是:锚固技术能够在岩体或土体中起到明显的加固作用。以锚固技术对矿山工程支护中边坡支护进行加固,是一种有效、经济的手段。在有效锚固技术的帮助下可充分保障边坡的稳定性以及安全性,为后续工程施工奠定有效基础。

详细了解发现,锚固技术在矿山工程支护中的边坡支护中有广泛的应用,从优点上分析,锚固技术能够节约土地使用量,能够从造价上节约成本,在绿化上不会受到影响,对整体的美观也不会有所影响,所以在实际工程案例中,其有相当广泛的适用性。以某矿山边坡为例分析:该处位于一水厂西南角,其边坡支护高度在10米~27米,对现场进行分析:缺乏放坡的空间。对其进行方案选比,确定选择格构式锚杆作为支护型式。该边坡最高约为27米,所以分三级对其进行支护。从上至下分别为7米、10米、10米,斜率分别为1∶0.4,1∶0.4和1∶0.2.平台宽度分别为1.5米和2米。对各级进行格构式的锚杆支护,横向间距为2.5米,竖向间2.5米,格构梁采用C30的钢筋混泥土,锚固体的直径为150厘米。根据当地有限的用地范围,锚固技术能够在边坡斜率较小的情况下,以经济、安全的理念完成本次边坡支护。

3 结语

矿山工程支护中,在边坡进行支护是非常重要的。选择锚固技术对其进行加固,相对其他加固方式具有较多的优点,锚固本身可根据实际的山体岩石的属性,结合地理条件和自然环境的条件,设计合适的工艺方案以完成设计。达到设计施工更加精准,节省人力和地理空间,资源浪费小,不存在不必要的浪费。除此之外,锚固技术本身的优点也决定了在各项生活生产中均可选择锚固应用于其他各项边坡支护之中,尤其是在矿山工程支护中应用有非常显著的优点,可在未来得到显著的发展,为生活提供便利,为安全增加保障。

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