锚索格梁在整治路基高边坡地质病害中的应用解析

刘月震

（中铁十六局集团第四工程有限公司，北京101400）

1 引言

在实施铁路路基工程建设时，在地质不良区域常常会遇到高边坡，需要展开妥善处理，以防对路基工程完整性形成影响。由于在实施路基工程开挖以及边坡填筑等施工操作时，高边坡稳定性会受到不同程度影响，所以，为了保证边坡稳定程度，做好路基建设，对边坡处理，尤其是地质病害治理方式展开研究显得极为必要。锚索格梁是现代较为常用的高边坡地质灾害处理手段，具有美化环境、可隐埋于土中等方面优势，在山区高边坡处理中应用较为广泛。

2 工程概况

肖家洼煤矿铁路专用线工程位于山西省吕梁市兴县境内，处在黄土高原的黄土丘陵及低山区，是吕梁山地向黄河峡谷的延伸部分，地势总体由东向西倾斜。上部覆盖厚层黄土，由于长期水流侵蚀和切割作用，形成黄土丘陵地貌。微地貌以黄土梁峁和深切冲沟为主，基岩以条带状或零星出露于沟谷底部。沿线主要出露新生界、中生界、上古生界地层。新生界为第四系全新统人工堆积层填筑土；坡积层新黄土；冲洪积新黄土、粉质黏土；上更新统风积层新黄土；第三系上新统（N2）黏土、粉质黏土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂、细圆砾土，粗圆砾土、砾岩。中生界为三叠系下统和尚沟组砂岩、泥岩。上古生界为二叠系上统上石千峰组砂岩、泥岩。

此工程路基施工位于黄土高原低山丘陵地区，线路以半堑半堤通过，左侧路堑坡高70m左右，坡度为1∶1，并没有设置防护措施。在夏天雨季，因为受到恶劣自然天气影响，路堑出现溜坍，坍体总量在1 000m3左右，且含有大量倒树以及杂草。坍体对线路形成了覆盖，在经过抢救后才恢复正常通车【1】。

经过勘察发现，本次工程路堑边坡体岩层主要由含碎块石粉质黏土、强风化砂岩、弱风化砂岩等组成，而边坡病害诱发原因，是黄土地质具硫酸盐侵蚀性，易被雨水冲刷。因为雨水流量受季节影响变化大，具有典型的雨洪特征，流量、水位与降水量成正比，动态极不稳定，旱季流量很小甚至干涸，雨季流量大，甚至引起山洪爆发。加之边坡坡度较陡、连续降水冲刷，所以造成了岩土饱和状况，致使土体抗剪强度出现明显下降趋势，岩土交界面发生溜坍问题。在问题出现时，需要及时对其展开处理，如果处理不当，会因为溜坍而造成上部边坡坡脚失稳问题，直接加剧边坡被破坏程度，形成更大规模的破坏。

因为本次工程路堑边坡较高，坡度较陡，且在山顶建有较多基础性设施，所以直接运用土钉墙或挡墙等结构实施边坡加固，可能会出现边坡失稳问题处理不彻底的状况，无法达到预期病害处理效果。鉴于此，为保证基础设施安全，做好病害处理，决定运用锚索框架梁结构实施边坡处理。在不对既有边坡坡率实施改变的基础上，出于施工便利性以及经济性考量，决定运用间距为5m锚索框架梁展开高边坡加固。

3 锚索格梁

预应力锚索桩主要包括锚固桩、锚索2部分内容。在桩上实施预应力锚索安装，可实现对桩变形的有效约束，能够达到有效改善悬臂桩受力情况的效果，可切实减小埋置深度以及桩截面。一般预应力锚索常用于地质较为复杂且滑坡体角度较大的高边坡，可实现对边坡的有效防护与加固【2】。

锚索格梁施工主要包括地梁、锚索以及锚杆3部分施工。各部分施工具体顺序如下：

1）地梁施工：放线→脚手架工作平台建设→地梁钢筋绑扎→格梁立模→格梁混凝土浇筑。

2）锚索施工：放孔位→成孔→锚筋制作与安放→注浆→张拉锁定→锚头封堵。

3）锚杆施工：锚杆施工与锚索施工顺序基本相同，在此不再赘述。

4 锚索格梁的具体运用

4.1 钻孔施工

按照锚索格梁施工基本特点以及工程具体条件，在对病害展开充分分析之后，施工团队先展开了钻孔施工。本次钻孔采用冲击回转钻机，在进行钻孔时，施工人员认真对各岩层含水状态以及岩性展开了详细记录，并按照岩层厚度，对锚孔长度做出了调整，达到了将锚索深固于岩体中的良好效果【3】。

在进行钻孔施工时，为保证施工精准度，需要在钻具上安装导正器，保证钻孔角度误差可以被控制在1°以内，同时，需要运用高压风实施清孔处理。需要注意的是，在达到设计孔深之后，才可展开超钻施工。

4.2 锚索制作

实施锚索制作时，需要做好以下几点：（1）运用机械切割机实施钢绞线切割；（2）在厂棚或加工车间内，运用特殊支架对切割好后钢绞线进行整平、除锈清污处理；（3）对完成除锈处理的钢绞线实施强力防腐涂料涂刷，并在自由段展开防护油涂抹，展开聚乙烯塑料管套装；（4）在锚固段、自由段分界处运用止水材料实施缠封；（5）运用特制紧箍环、扩张环等，根据设计图将已经完成处理的钢绞线组合在一起，展开锚索制作。通常会在锚索上方设置1根通到底部的灌浆管，而扩张环制作主要以聚乙烯材料模塑运用为主【4】。

4.3 锚索安装

正式展开安装之前，需要先对钻孔编号、对锚索展开检查，确认各项条件是否与设计要求相符，在确认无误之后，便可逐步展开安装操作。同时，为保证安装质量，需要在安装前展开高压清孔，并做好锚索安装速度控制，确保其可以保持顺直状态，且要做好注浆管安装。同时，需要做好水平或上倾锚索的限浆环、止浆环检查，确定其位置是否准确，以便及时对其位置展开调整，对不合格产品展开更换，且要做好排水管畅通性以及位置检查。

4.4 注浆施工

按照施工需要，本次注浆使用普通硅酸盐水泥，浆体强度在40MPa以上，运用纯水泥浆、水灰比在0.4～0.5。在进行制浆时，会运用高速搅拌机实施制浆，并采用集中供浆模式。而在进行灌浆时，需要保证灌浆密实程度，应保证保护层完整性。同时，需要将隔离架间距控制在2m以下，且保证隔离架外露高度不会超过5mm。如果岩层相对较为理想，可从孔底起，按照从下到上原则进行灌注，直至浆液到达锚固端为止。在对煤系地层、块石或软质岩中锚索进行处理时，需要运用二次劈裂注浆技术、高压注浆技术展开注浆操作，保证施工后承载力，做好浆体渗透、扩散，以便对锚固段展开有效防护【5】。

4.5 施工格梁

在进行地梁施工时，需要将地梁镶嵌到坡面20cm处。若在施工时发现，梁底存在空洞，则要运用浆砌片石展开回填施工，并运用砂浆实施找平处理，要保证梁底平顺度可以达到相应标准要求。同时要对地梁钢筋受力均匀性以及平顺性进行检查，且要做好混凝土捣固密实处理，以便达到预期施工要求。

4.6 标定张拉设备

为保证张拉施工效果，张拉施工需要在格梁、注浆混凝土达到设计强度80%之后展开，并要严格按照中、上、下的顺序进行二次张拉，且每次张拉需要按照相应级别来展开。按照本次工程具体情况，锚索需要运用6根钢绞线。为降低千斤顶换位次数，保证工作开展效率，可分5级完成整体张拉施工。在具体操作时，要分别按照张拉25%、50%、75%、115%的要求来展开张拉操作，并对张拉时钢绞线伸长量进行记录。因为地面徐变以及钢绞线松弛等，均可能会造成预应力损失，所以，在预应力损失停止后，需要对锚索展开补偿张拉，直至锚索预应力恢复到相应设计值为止。按照以往经验，预应力损失通常在3～5d内恢复到90%左右的状态，所以在完成张拉施工后，需要在6～10d内展开补偿张拉，并进行锁定【6】。

4.7 外部保护与封口注浆

完成补偿张拉之后，需要迅速展开注浆封口。应从注浆口预留孔展开注浆管插入操作，并保证管口和锚固面可以保持50cm的距离。当注浆到孔口并流出浆液之后，需要将注浆管拉出。在此过程中，要按照边拉边注浆原则实施操作，以防在拔管时形成孔隙，影响后续施工质量。若施工采用水平或上倾锚索，则要运用预留注浆管展开注浆操作，而孔中空气会经由定位止浆环排气管排出到外。在完成注浆封口之后，需要从锚具处开始，预留出30mm钢绞线，并除去多余部分。在锁定锚索之后，需要运用混凝土展开锚头封闭处理。

4.8 施工注意事项

施工时需要注意的几项有：（1）在山区实施路基建设时，需要做好地质勘查，应及时发现地质灾害以及潜在隐患，以便提前做出应对；（2）做好施工监理，保证每一环节施工操作规范性以及合规性，及时纠正错误操作；（3）格梁处理技术施工成本相对较高，在使用时，需要按照边坡具体病害情况来确定施工方案。

5 结语

鉴于锚索格梁所具备的各项优势，各单位需要加大对此种处理技术的研究力度，应按照铁路路基边坡处理具体需要，结合病害勘察与分析结果，科学展开技术运用，确保锚索制作、安装等操作均能达到相应标准要求，进而实现理想化锚索格梁运用模式，确保高边坡病害可以得到妥善处理，从而达到预期边坡加固效果，实现最佳路基施工模式，为铁路交通运行提供可靠保障。