许 欣,唐传雄
(湖北省地质局第八地质大队,湖北 襄阳 441100)
近年来,预应力锚索施工技术在工程领域得到了广泛应用,该项技术不仅安全性高、时效性强、而且造价投入低,作为一种高效的边坡加固技术,近年来在地质灾害治理工程当中应用越来越广泛。特别是一些破碎地带是主要的治理对象,而在预应力锚索施工过程实际,依然存在一些技术难点,破碎地层以及岩溶裂隙锚孔成孔,有着非常大的施工难度,而且工作效率较低,在材料方面的消耗也非常大。
预应力是预应力锚索施工技术的核心所在,通过力学层面进行分析,预应力锚索为主动受力结构,所以在治理地质灾害过程当中作用非常好,通常而言,应当保证滑坡地区受力指数的均匀性,对桩体承受的剪力以及温度距离应当适应,在对施工方法进行选择时,锚杆、锚索设计时,在桩顶进行设置为最佳,相比其他技术,预应力锚索施工技术操作更为简单,可以转化地下复杂的作业为地面作业,确保施工效率与质量,而且预应力锚索施工过程当中,可以将混凝土桩身具有的优势充分发挥出来,控制配筋数量与桩面尺寸,还能使施工成本得到大幅节约与控制,减少成本投入,保证施工质量与效益[1]。
在对地质灾害治理过程当中,应用预应力锚索施工技术,首先应当对锚索造孔设备精心选择,在相关标准要求下,运用MD50型锚杆钻机以及MZ120Ⅲ型潜孔钻机有着较高的应用效果,通过工作原理进行分析,在锚索造孔过程当中上述设备非常类似,优势非常明显。前者要比后者动力更高,同时还留有回转余地。而搬运过程当中,MZ120Ⅲ型潜孔钻机更为简单,可以使工序有效简化,减少电力资源消耗。再将锚索造孔设备选择好之后[2]。工作人员应当充分考虑具体实际,对钻杆科学选择,首先对钻杆强度进行检查,看钻杆是否能够适应软硬结构土层要求。对钻杆组成结构进行检查,了解其是否能够满足土层施工要求。并对钻杆返渣功能进行检查,提高施工效率和质量。
对施工参数进行计算与控制,应当对钻孔可钻性和稳定性充分考虑,结合地层结构实际情况,对参数进行选择来科学确定模式。倘若遇到破碎结构地层,就不应当选择高等于中等压力以及大风量,应当运用慢速压力以及中风量,并对成孔工艺参数科学确定。地层有着较好的结构,就不应当对轻压以及低风量进行选择,应当首选大风量。同时遭遇坚硬地层,则应当运用低转数、中风量、高压力,如此才能保证锚索施工安全性与稳定性。
将锚孔注浆工作充分做好,必须要将以下几个流程充分落到实处:首先对最佳的注浆体进行选择,在具体施工时,注浆可以固定锚索并起到防腐作用,注浆体的质量高低,对于锚固的应用效果以及寿命有着至关重要的影响。所以应当对高质量的注浆体进行选择。同时要将预注浆相关工作处理好,实施锚孔注浆时,时常会遭遇破碎地层,施工实际要对这些问题认真分析,构建相应的对策进行预防,倘若注浆量大于标准数之后,没有发生返浆情况,便提示有锚孔漏失情况出现,这就需要对于这些问题采取有效措施进行应对。第三,要认真检查钻孔是否存在漏水情况,并及时查找原因,通过有效措施进行应对。第四,注浆过程当中添加剂必须要足量,确保浆液质量,现在水玻璃是质量最好的添加剂,在对注浆液配置时,越是低浓度的水玻璃,注浆液浓度反而会更高,降低凝胶期,相反如果水玻璃有很高浓度,那么就会降低注浆浓度,延长凝胶期,在对注浆液配制时,应当充分分析具体实际,对相应的方案科学选择。
只有预应力得到精准锁定,才能使预应力锚索施工质量得到大幅提升,并在此基础上对张拉程序进行控制,同时根据0.1Nt合理控制预应力,之后不断对不均匀受力情况慢慢消除,对应力所定值科学设计。
在地质灾害当中,滑坡灾害是最为常见的灾害类型,其造成的破坏性十分巨大,所以应当在治理滑坡灾害时,将预应力锚索施工技术不用优势充分发挥出来,来提高抗滑性有效治理滑坡灾害,保证滑坡灾害整体稳定性[3]。
某滑坡灾害主要包括湿陷性黄土、泥岩、页岩等地层类型,具有非常高的风化程度,滑动面存在于不同地层之间,砂岩是滑床的重要组成,质地上虽然比较坚硬,然而也有裂缝存在,滑坡约有149m长,124.5m宽,达到2.2×105m3体积大小,针对该滑坡灾害,通过详细分析各相关因素,选择预应力锚索抗滑桩来治理该滑坡灾害,具体如下。
在路堑地质勘查过程当中,软弱夹层以及边坡岩体主要运用物理力学性质指标,获取的参数参见表1。该路堑稳定性上整体上符合平面滑动相关条件,面对这种情况,可以基于有关理论,全面分析其整体稳定性,在对滑体规模进行建立之前,不用分析滑体侧向上具有的抗滑作用,并依照裂隙率,来判断其稳定性,如果滑动面达不到安全系数要求,应当通过一些措施进行加固,提高路堑边坡稳定性[4]。
表1 岩体及结构面物理力学性质指标
锚索施工过程当中应当注意以下几个要点:①首先保证选材的科学性,此项工程选择200GPa弹性模量、140mm2截面积预应力锚索钢绞线,达到1875MPa强度要求。②编锚,依照设计图纸于有关规范要求,架线环以及紧箍环设计为3m左右的自由间隔,锚固段设计为1.2m的间隔,锚索锚固段处于8m~10m之间,为使钢绞线保持顺直,应当将紧箍环绑扎在两个架线环之间。③钻造锚孔施工工作开展之前,科学合理的搭设脚手架,创建操作平台,确保其稳固性,符合稳固要求和承载力要求,平台达到3m左右的宽度。然后依照设计图纸,利用全站仪,坡面上精准测放锚孔孔位,从11M顺序合理编号。因边坡存在破碎松散的土质,运用裸钻很容易引发掉块、卡转或者塌孔等情况,结合具体实际和相关设计要求,过去施工经验前提下,转进工艺运用全孔跟管钻进,通过锚杆钻机进行冲击回转挤密成孔,套管利用液压拔管器下入,提高护壁效果,更好地应对以上问题。依照坡面测放孔位,对钻机合理安装并有效固定,调整机位,确保更加准确的锚孔钻进,确保钻孔方向以及倾角于设计要求相符合,倾角偏差应当在设计值2%以上。不可利用水钻进行锚索成孔,这样才能避免施工过程当中对边坡工程地质条件造成不良影响。④穿索施工过程当中,首先清理孔口,确保浆管路良好的通畅性,保证锚索编号对应孔号。有效核对锚索钻孔深度是否符合要求,只有保证合格,才可开展穿索施工。具体施工实际,还应当确保锚索更加平顺,能够在孔内顺利穿入,安装索体后,保护好外露段。⑤拔管施工,通过专业的液压千斤顶开展拔管施工,根据300kN控制拉拔力。⑥注浆施工过程当中运用注浆管为24PVC,根据0.40控制水灰比。注浆施工前,注浆机孔道通过清水保证其湿润度,祝将工作开展过程当中,运用反压注浆形式从孔底注入到孔口,专人负责注浆压力与速度。⑦浇筑混凝土过程中,锚索张拉力主要是张拉墩构件,其发挥的非常重要的作用,具体浇筑时,必须要确保钢垫板与孔口管保持垂直,孔口管安装过程中,要将转孔同心工作充分做好,避免钢绞线和孔壁发生摩擦,影响应力作用,引发钢绞线出现断裂情况。⑧锚固张拉,单根锚索通过YCW100B千斤顶开展预拉工作,之后再进行整体张拉利用YCM100B型与YCW250B千斤顶来完成,根据六个等级设计张拉荷载,结束张拉之后,检查锚索有无粘结存在,倘若不存在这种情况,则开展二次张拉。如果有粘结问题,在张拉段直接进行注浆施工,保护锚头。
①为了对预应力锚索设计进行验证,分析施工工艺,在实施锚索抗拔试验后进行施工,完成施工再次开展试验进行验收。②对锚索抗拔力最大值进行测定,在孔位设计之外,制作锚索三根,开展基本抗拔试验,两根按照30%起对抗拔力进行设计,级数每级以20%,5min~10min的稳荷,并不断施加,达到抗拔力的极限值。剩下的一根运用循环分级加荷,在设计的3根锚索上开展抗拔验收试验,试验结果符合要求,滑坡灾害。
加强地质灾害治理中预应力锚索施工技术研究,可以进一步提高灾害治理效果,但在工作实际还有很多方面亟待完善,然后工作实际还应当进一步加强研究,探寻到更加有效的治理方法,保证地质灾害治理整体成效。