刘 鹏
(长沙有色冶金设计研究院有限公司,湖南 长沙 410019)
当今时代,矿产的社会需要及其发展开采是全社会乃至全世界高度关注的问题,而对于矿山工程的发展运作安全生产则是头号要解决的问题。山体边坡发生变形而遭到破坏产生山体滑坡的事件经常发生,锚固技术的诞生对于矿山边坡的加固作用是极其关键的。锚固技术在对抗矿山山体滑坡等自然灾害中是能够起来良好的保护作用,对于工程、工业的安全发展都是尤为重要的[1]。
锚固技术[2]被利用到过很多的工程施工当中,因为锚固技术具有充分利用岩土体自身条件,增加自稳能力、锚固地层范围广、作业空间占用少、节约钢支撑等大量材料,改善施工条件、施加预应力、施工时噪音小、对环境无污染等优点被充分利用,但是“金无足赤”,锚固技术在拉杆长期受力下的蠕变、产生松弛问题也是不可忽略的。锚固技术的要点在于:施工前的准备工作、锚固打孔、锚杆的制作安装以及对于锚杆和其它必须工具的安装检测安全等。锚固技术是岩土等工程施工中非常重要的一项技术,锚固技术的核心在于利用土体或岩体的锚固力维持地下结构的稳定,防止地下工程施工中如坍塌、滑移、等灾害性出现,保证施工安全。湖南有色新田岭钨业有限公司新建选厂工程位于湖南省郴州市北湖区,箕斗井与矿仓中间设置一条窄轨铁路,窄轨距离矿仓7.0m(不含基础位置),竖向高差为15.00m~21.50m,高差较大且用地极其紧张。为保证边坡的稳定同时节约造价,本工程采用格构式锚杆挡墙分两级放坡进行支护,放坡坡比均为1:0.2,平台宽度1.0m~2.0m,锚索间距2.0×2.0m,格构材料采用C30钢筋混凝土,锚固体直径150mm。该项目于2017年初建成投入使用,经历夏季特大暴雨检验,安全可靠。通过锚固技术的使用,在保证安全的情况下本工程大幅度节约了边坡用地,同时也节省了大量的工程费用。
锚固技术分为土锚和岩锚两种形式,特点都是一端与工程结构物或挡土墙链接,另一端锚固在地基的土层或岩层中,以承受结构物的上托力和抗拔力。岩锚技术及土锚技术因为它能与岩土的预应力产生制约作用多被用于边坡工程中。当今工程的发展来看,锚固技术凭借它对于环境保护以及高效施工节约成本而被广泛应用。
图1 锚固技术的特点
图1当中具体说明了锚固技术的特点,针对其主要影响因素进行有效合理的利用锚固技术。
为满足工程的需要对自然边坡和人工边坡进行改造,这一施工过程就是边坡工程。边坡工程中地质条件是边坡稳定性的基础和影响边坡变形破坏的重要因素。
边坡稳定安全系数低于规范要求时,对于边坡的支护和治理是相当必要的,而在矿山边坡的治理当中锚固技术就是“带头兵”。矿山边坡的形成过程中土地内部原来能承受的力度状态有了变化,这就引起山体岩土和碎石的受力方向和受力大小不同。
为了能够适应得了这种力度大小的变化,边坡就会产生很多形式的变形情况和受力破损的现象,在边坡工程当中采用锚固技术有很多学者通过各种实验等探讨了锚杆在岩土当中的受力状况,比方说锚杆的轴应力分布特征、剪应力分布特征还有锚杆与岩土的共同作用等,探讨了锚固技术在岩、土体的加固方面起到的作用。得出锚固技术是矿山山体边坡的加固的重要手段[3]。
锚固技术在现如今的矿山边坡工程中用到的相当多,这种技术的很多优点,诸如节约用地、节约造价、便于绿化、美观等,使得其在工程中具有相当多的应用实例。永顺县富平水厂边坡位于湘西自治州永顺县富坪村,新建水厂西南角,边坡支护高度10.0m~27.0m。现场缺乏放坡空间,经初步设计审查,最终确定采用格构式锚杆挡墙,采用锚固技术对边坡进行支护。
边坡最高处支护高度为27.0m,此处分三个台阶进行支护,高度从上到下分别为7.0m、10.0m、10.0m,边坡坡率分别为1:0.4 、1:0.4 、1:0.2,中间设置安全平台,平台宽度分别为1.5m、2.0m。各台阶采用格构锚杆进行支护,横向间距2.5m,竖向间距2.5m,格构材料采用C30钢筋混凝土,锚固体直径150mm。在用地范围有限的情况下,锚固技术能在边坡坡比较陡的前提下既保证安全又节约造价。
根据矿山边坡中坡体地质差异性以及在施工中遇到的施工工艺的问题,很多因素是不确定的,因此锚固技术在矿山工程中应根据不同的地质情况与其他影响因素(现场施工条件等)采用不同的技术方案来对矿山边坡坡体进行支护,从而更好的为工程的下一步施工做好准备。锚固技术当中有一项技术是对于山体起到支档保护作用的[4],被称之为支挡工程。支挡工程是指用一些耐力较强的工程用具来对山体边坡的岩石进行阻挡。
矿山工程边坡治理中锚固技术是起到最关键作用的技术之一,和其他加固方式相比锚固技术的优点不尽其数,因为锚固技术可以利用山体岩石自身的属性,根据地质条件,良好的利用自然环境条件来进行施工,既节省人力也节约了用地空间,避免对资源进行不必要的浪费,锚固技术的优点决定了它在生产生活中可以利用到其他需要进行边坡支护的各类项目中,并能得到优秀的发展。为生活提供便利[5]。
[1]邵佳申,常恒瑞,郑占乐,等.地基处理新技术[J].中国组织工程研究,2017、21(23):3767-3772.
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[3]高继平,马峥,潘云涛,等.参考文献中中国专利引文不规范分析及解决建议[J].中国科技期刊研究,2017,28(8):716-720.
[4]侯修洲,黄延红.露天矿边坡稳定分析与控制[J].编辑学报,2017,29(1):70-72.
[5]林卫星.基础工程施工技术[J].矿业研究与开发,2017,12(12):117-121.