高边坡路基防护工程锚索框格梁施工技术

左宁

（核工业华南建设工程集团公司，广东 广州 510800）

0 引言

公路高边坡路基对稳定性要求高，采取防护措施是保障高边坡路基稳定性的重要举措。在现阶段的高边坡路基防护技术中，锚索框格梁的广泛应用可有效提升高边坡路基的稳定性，以防止发生滑坡、塌方等事故。锚索框格梁施工的细节多、要求高，深入探讨此项施工技术的应用要点十分必要。

1 锚索框格梁的组成

在工程中，锚索框格梁的主要功能是加固公路边坡，它的构造可分为主梁和辅梁两部分。其中，预应力锚索对整体结构起到了很大的支撑作用，对框架梁、高稳定性边坡岩石等也起到了较大作用。该技术的应用，可为整个路面结构提供非常稳固的阻力，有效减缓外界力量对路面产生的影响，降低路面变形问题。锚索框格梁附属结构对整个道路主体也起着很大作用，包括植被防护系统和坡顶架设的顶梁，其主要作用并不体现在受力上，而是体现在对道路主体的辅助与维护作用，从而延长其使用寿命。

2 高边坡路基防护中锚索框格梁的优越性

就总体结构而言，锚索框格梁重量轻，占地面积小，能很好地与斜坡紧密结合，可有效减小对横向场地的占用，降低相关工程量和成本。

锚杆框格梁具有更好的受力性能，可利用边坡上的岩土来增强其本身强度。

相对于支撑结构，锚索框架框格梁具有更广泛的应用范围和更灵活的施工布置方式，在很多情况下不会受到地形的影响。

采用预应力锚索框架，不仅可以增加结构外形的美感，而且可以与灵活的植物保护系统结相合，提高斜坡岩石和土质的稳定性，达到全方位绿化，与周围环境协调一致的效果。

锚杆框格梁施工缩短了施工时间、降低了成本。

3 锚索框格梁施工流程要点

3.1 钻孔

钻孔所用的钻头直径应不小于孔径，使锚孔直径具有合理性。在设计深度的基础上增加0.5m或更多，作为实际钻孔深度。钻孔达到指定深度后，稳钻1min～2min，经过充分钻进后，确保孔底直径达到设计要求。钻孔后，用高压空气以0.2MPa～0.4MPa的风压清孔，将残留在孔内的水、岩粉及其他杂物清理干净，避免对水泥砂浆与孔壁黏结产生影响。锚孔中有承压水流出时，须在水量和水压均变小后开展锚索安装和注浆作业，出于对工程质量的考虑，必要时可于周边设排水孔。待钻孔、清孔各项工作完成后，用标准钻杆检验孔径和孔深，检验时钻头须平顺推进、无抖动、退钻顺畅。锚孔质量检验时，应由现场监理监督。若用高压风吹孔检验，须满足无明显尘碴飞溅的要求。在完成锚孔质量检查后，复查锚孔孔位和倾角，确保无误。

3.2 锚索的制作

3.2.1 钢绞线下料

根据钢绞线的设计尺寸，用砂轮切割机下料，得到长度合适、切口整齐且完整的钢绞线。钢绞线的下料长度除考虑各分段锚固长度、锚索工作段长度、自由段长度、框格梁厚度外，还须考虑截长误差（约为100mm），取其总和作为最终的下料长度。

3.2.2 编索制束

在工作平台上有序放置下料后的钢绞线、进浆管、回浆管，按设计内锚固段长度位置布设进、回浆管及止浆环。管道内部须畅通，具备耐压能力。全面检查管道后，若无误则临时封闭管口，挂牌编号。锚固段，用紧箍环和扩张环每间隔1m对钢绞线做一次固定处理；沿锚索长度方向，每隔2m布设一处隔离支架，梳理钢绞线使其与管路保持平行，再绑扎无锌铅丝，最后将导向帽套在锚索端头。按前述提及的方法操作后，要求锚索中各钢绞线平顺、有序分布，锚索整体完整、稳定，以便锚索安装顺利。锚索框格梁结构如图1所示。

图1 锚索框格梁结构示意图

3.3 锚索的安装

以机械和人工相配合的方式安装锚索。下索前，核对锚索编号和孔口编号，要求两者相对应；用探头检查钻孔，由工人将锚索运至孔口并送入孔内，若此项操作的难度较大，可用手动葫芦辅助作业；精细安装锚索，曲率半径不可小于3m，并确保安装全过程中锚索结构无损伤。穿索时，若锚索结构损坏，应尽快安排换新。

3.4 注浆

注浆材料采用水灰比为0.4～0.5的纯水泥浆，采用普通硅酸盐P.0 42.5水泥，掺入0.6%的高效早强减水剂和10%的UEA-Z型复合膨胀剂。浆液由灰浆搅拌机拌和而成，要求浆液具有均匀性，且在拌和完成后尽快投入使用，避免固结。注浆设备采用3SNS系列注浆泵，注浆压力为0.4MPa～0.8MPa，匀速注浆，随着浆液的注入而逐步抽拔注浆管，但必须确保注浆全过程中注浆管口始终在注浆液面以下，以此来提升浆液的密实性。当孔口溢出新鲜浆液后，即停止注浆。注浆期间，注浆压力、注浆量、持续时间等各项信息均要得到完整记录，并制作试块验证质量。

3.5 框格梁混凝土施工

全面清理坡面、孔口周边的碎石及其他不利于施工的杂物，绑扎钢筋、立模，配套定向筋、定位管及承压板；待各项准备工作完成后，分段浇筑框格梁混凝土，并根据混凝土浇筑情况适时采取振捣措施，保证混凝土的密实性。

3.6 锚索的张拉

在锚孔注浆体强度、框格梁混凝土强度均达标时开展。张拉前，标定张拉机，借助高精度的仪器精准张拉；计算千斤顶受力与油压的线性方程，并以此为准，准确控制张拉油压和张拉力；检查钢绞线穿入锚板的顺序，避免交叉缠绕。

以0.2P的张拉力做预张拉，随后开展后续各级的张拉作业。锚索张拉分6级完成，依次为20%、25%、50%、75%、100%和105%，每级持荷时间稳定在10min（超张拉时增加至25min），在持荷过程中观察锚索，判断是否存在失稳、受损等问题，若无异常随即锁定。张拉时，千斤顶的轴线应始终与锚索轴线保持一致，张拉装置保持干净，夹片、锚环、锚索体各部位均不可存在锈蚀、泥砂及其他杂物。

锚索张拉应采取“双控”的质量控制方法，以张拉油压为主要控制对象，用伸长值校核。若某项指标存在异常，应随即查明原因，尽快处理。

张拉完成后，处理锚板外的钢绞线，避免松散；安排2d～3d的观察期，判断是否存在预应力损失，若有损失，则须随即补张拉，直至实际预应力达到要求为止；每完成一次张拉后，对外锚头采取防护措施。

3.7 自由段封孔注浆及封锚

预应力张拉结束后，拌制不低于M35级的水泥净浆，经自由段注入，起到封孔的效果。注浆管从预留孔插入，管口到达锚固段顶面约50cm，经注浆后若浆液从孔口溢出，则开始缓慢提拉注浆管，其间持续注浆，保证浆液填充的密实性。注浆完成后，逐孔检查各锚索孔的注浆饱满程度，若局部注浆量不足，须安排复注，最终保证各锚索孔均被浆液饱满填充。封孔后，确定多余的钢绞线，用砂轮切割机切除；保留5cm的防滑段，用C30混凝土封闭。

4 工程应用

陕西省某公路工程，其合同段讫号为ZK27+395～ZK32+500、YK27+230～YK32+200，其工程建设左幅为5.105km、右幅为5.270km。其余指标按照《公路工程技术标准》执行。整个工程量为：路基挖方23.5万立方米，填方11.9万立方米，防护排水4万立方米，大中桥1342.7m/6座，涵洞1道/27.4m，秋山隧道1座（单洞7311m/2座），通风斜井744.92m/1处，被交线3处。

4.1 施工流程

锚索框格梁的施工工艺流程图，如图1所示：

图2 锚索框格梁的施工工艺流程图

4.2 孔位的测放与钻孔

按设计要求，在坡面准确测放锚孔位置。刷方坡面不平顺时，在获得设计及监理单位许可后，适度调整锚孔定位或放宽定位精度，但必须确保坡体和结构的稳定性。在满铺坡面搭设脚手架，确保连接扣件牢固，并由专员检查，保证架体始终维持稳定。为每台钻机配置操作平台，以孔位中心为准，调整钻头直至钻头中心与之对齐。工作平台的搭设，必须避免累计误差超过允许偏差，搭完平台后，应按规定校步距、纵距、横距、立杆的垂直度。横杆与立杆连接完成后，须检验合格，才能开始下一道工序。工作平台结构如图3所示。

图3 工作平台示意图（m）

综合考虑锚固地层的类别、现场施工条件、锚孔孔径及深度等因素，选择适应于实际工程环境的钻孔设备。钻孔方法以岩层特性为标准选择，对于整体性良好的岩层，以潜孔冲击成孔的方法为宜；对于松软饱水岩层或破碎岩层，考虑到钻孔期间易出现塌孔、埋钻等问题，应以跟管钻进的方式安全钻孔。钻孔须干钻，避免由于锚索施工而恶化边坡岩体的地质条件。

4.3 锚杆施工

物质基础：预应力锚杆的材质以钢筋为主，常用的是32mm和25mm的HRB355。除钢筋外，还须采用锚杆连接件，以及普通的水泥，这两种材料都要经过检才能正式使用。

配筋：在安放钢筋之前，必须先清除孔内污物，为钢筋做防腐处理。

灰浆的搅打与灌浆：在认真清理完洞口后，应马上浇注水泥，并严格控制灰浆和水泥的配比，使其达到1∶2。另外，混凝土中所加入的外加剂也要控制在0.5%～1%，以保证灌浆压力达到建筑设计要求。在混凝土浇注完毕后，待混凝土充分凝固后方可拆卸活动锚杆。

4.4 锚索施工

材料：在这一步的施工过程中，要根据具体的施工情况来选择材料，特别是混凝土材料。该工程选用P-042.5型普通硅酸盐水泥，以水为配比，确保原料品质。在工程过程中，塑料管道必须是完全不透水的，其他有关物质也必须是完全稳定的。

制作和安装预应力锚索：锚固件安装时，一定要保证1m距离，并要适时地将圆锥导头罩固定好。在安装时，必须先把铁皮除去，然后浇上牛油，再在外面包上一层工程胶带。

拌和灌浆：在搅拌和注浆过程中，现场工人要保证其施工特征与锚杆相同，且最好一次性完成，以免中途中断，直至孔口溢浆超过2min，才能停止。

锚杆的张拉：与上述工序比较，锚杆张拉比较复杂。加载张拉结束后，要仔细观察加载状态，持续时间约5min，直至测试结果合格，才能开始下一道工序的张拉。在张拉后2d内，也有可能发生预应力的丧失，应及时发现，及时补充。

锚固：张拉后，要锁紧钢缆，该过程要持续3d，以观察钢缆的位置是否改变。3d后，当锚索位置稳定时，再切割钢索，完成支撑模板的架设。切割钢索时，须留出10m的长度。在封锚时，要保证锚垫板和锚头的空隙都被填满并封闭，且要严格使用C30混凝土封锚，有效防止后续的质量安全问题。

5 结束语

综上所述，公路高边坡防护领域常采用锚索框格梁施工技术，通过此项技术的合理应用，可有效加固高边坡，提升高边坡的稳定性。本文着重介绍了锚索框格梁在高边坡路基防护过程中的应用，为其他的路基防护工程提供了经验。