[摘 要] 三峽庫區(qū)滑坡治理工程" target="_blank">工程預(yù)應(yīng)力錨索施工質(zhì)量，直接影響到三峽庫區(qū)蓄水后滑坡體的穩(wěn)定，就控制預(yù)應(yīng)力錨索的施工質(zhì)量為題，主要介紹超深預(yù)應(yīng)力錨索施工方法、錨索成孔技術(shù)、灌漿施工及張拉施工。
[關(guān)鍵詞] 預(yù)應(yīng)力錨索 成孔技術(shù) 灌漿及張拉
1工程" target="_blank">工程概況
三峽庫區(qū)某滑坡治理工程" target="_blank">工程由Ⅰ號、Ⅱ號兩個滑坡體組成，Ⅰ號滑坡體面積約6.31萬m2，厚度29.05～38.70m，體積約219.27萬m3；Ⅱ號滑坡體面積約8.27萬m2，厚度約18.02～47.80m，體積約308.31萬m3。兩滑坡體主體為巖石滑坡，在滑坡體前緣以碎裂巖石為主，后緣則以崩滑堆積的塊石土為主，所以又具有巖土混合型特征。該工程" target="_blank">工程主要在已施工完畢的每根抗滑樁頂部（設(shè)有預(yù)埋管），沿垂直坡面方向設(shè)計施工預(yù)應(yīng)力錨索，增強滑移帶的法向應(yīng)力，使抗滑樁更好的發(fā)揮作用，保持滑坡體的穩(wěn)定性。
該預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計孔徑φ150mm，索體采用9根直徑為15.2mm高強低松弛7絲鋼絞線編制而成。Ⅰ號滑坡體錨索總長50.0m，其中錨固段長度15.0m，自由段長度34.0m，張拉段長度1m；Ⅱ號滑坡體錨索總長45.0m，其中錨固段長度15.0m，自由段長度29m，張拉段長度1m。錨索與水平面成30°角，錨固體材料采用M30水泥砂漿。設(shè)計承拉力1000KN，鎖定力800KN。
2 錨索施工技術(shù)
2.1施工設(shè)備" target="_blank">設(shè)備選擇及鉆機安裝" target="_blank">安裝
根據(jù)施工特點，本工程" target="_blank">工程采用MD50型風(fēng)動潛孔錘沖擊回轉(zhuǎn)錨索鉆機、IR750型空壓機（能力為21m3/min）、普通砂漿攪拌機。
由于施工是在山坡進行，山陡地滑，沒有平坦的施工面，所以首先在抗滑樁樁頂（預(yù)埋管）下50cm處，采用腳手架、木板或竹排搭設(shè)工作平臺，平臺必須穩(wěn)固、牢靠，其空間必須滿足施工要求。鉆機安裝" target="_blank">安裝在施工平臺上，接通各種油管、風(fēng)管、水管及電路，將錨索鉆機對準(zhǔn)孔位，調(diào)至與水平面呈30度角，固定至平臺。
2.2鉆進成孔
2.2.1鉆進工藝及參數(shù)
⑴鉆進工藝：在崩積層和崩積坡積層以及裂隙較為發(fā)育基巖鉆進，采用風(fēng)動潛孔錘沖擊跟管鉆進；在裂隙不發(fā)育基巖層采用風(fēng)動潛孔錘沖擊鉆進。
⑵鉆進工藝參數(shù)：
①鉆進壓力：開孔時，沖擊器緊貼巖面，低壓力沖擊，平穩(wěn)緩慢推進，鉆進過程中P=2～4Kn;
②轉(zhuǎn)速：開鉆轉(zhuǎn)速:n=0,鉆進轉(zhuǎn)速：n≯50r/min;
③風(fēng)量：Q風(fēng)=10～21m3/min,P風(fēng)=0.8～1.5MPa。
2.2.2鉆進成孔
正式鉆孔前，先開動鉆機鉆進20cm左右，必須檢查鉆機是否移位，確認(rèn)鉆機穩(wěn)固后方可繼續(xù)鉆進。在鉆進過程中應(yīng)隨時檢查鉆機的穩(wěn)定性，必須保證鉆機穩(wěn)固鉆進。由于本滑坡體具有巖土混合型特征，正式鉆進時根據(jù)地層變化情況，靈活采用鉆進方法。遇堅硬、完整巖石時，采用空壓機結(jié)合潛孔錘進行干作業(yè)施工法成孔；遇塌孔、縮徑、巖石破碎等情況時，采用局部注漿或跟套管鉆進的特殊作業(yè)方法，以保證成孔質(zhì)量。終孔或每節(jié)鉆桿鉆畢重新加桿前，將鉆具提離孔底300～500mm，加大風(fēng)量反復(fù)沖洗孔內(nèi)粉塵，保證孔內(nèi)干凈無雜物。
2.2.3掃孔、清孔、測孔
⑴掃孔：鉆孔鉆到設(shè)計孔深后，用同級釬頭掃孔，保證終孔直徑；
⑵清孔：終孔后的清孔，采用＞0.8MPa壓縮空氣沖孔排渣，保證孔底殘存巖渣低于沉渣段頂端；
⑶測孔：綜合測定鉆孔孔深、孔徑、巖渣厚度等各項技術(shù)指標(biāo)，必須符合設(shè)計規(guī)范要求。
2.2.4不良地質(zhì)" target="_blank">地質(zhì)條件的對策
⑴深厚覆蓋層
在抗滑樁錨索施工區(qū)覆蓋層較厚，松散破碎嚴(yán)重，加大了造孔困難，而現(xiàn)有設(shè)備" target="_blank">設(shè)備跟管鉆進深度有限，遂采用了異徑跟管、一次性跟管鉆具等施工工藝，確保了成孔質(zhì)量，取得良好的效果。
⑵破碎地層段
在于破碎地層段時鉆具發(fā)生劇烈的跳動現(xiàn)象，鉆進負(fù)荷加大，甚至塌孔、埋鉆、卡鉆，給正常鉆進施工帶來一定的影響，為此，必須采取有效的措施，以保證正常的鉆進施工：
①崩坡積層采用跟管鉆進工藝，待錨索鋼絞線和壓漿管送入孔底后，然后邊注漿邊拔起套管。
②在基巖接觸面巖層較破碎,尤其是采用偏心跟管時,易出現(xiàn)卡管,掉鉆等孔內(nèi)事故,因此,必要時采用注漿固結(jié)孔壁的措施,待凝固后,繼續(xù)掃孔鉆進。
通過以上處理措施，都能夠順利通過破碎地層，在起拔套管時也能順利拔出套管，加快了鉆進速度，取得了良好的技術(shù)效果。
⑶地下水和承壓水
在鉆遇地下水，承壓水時，跟管鉆進的排渣，排粉效果較差，可加入一定的泡沫劑，同時曾大風(fēng)量強行吹孔，如果仍不能解決正常鉆進，可提鉆具，下栓塞，通過鉆桿注漿處理該地層，待凝后繼續(xù)掃孔鉆進。
⑷黃粘土層及其他軟弱夾層
當(dāng)鉆進中遇到嚴(yán)重風(fēng)化的巖層和軟弱夾層時，采取快速通過的方式鉆進，從而避免擴大孔徑而引起的孔斜；當(dāng)鉆進中遇裂隙發(fā)育、斷層破碎帶時，往往會發(fā)生跑風(fēng)、塌孔、卡鉆或無法鉆進的情況，塌孔的主要標(biāo)志是從孔中吹出黃色巖粉，夾雜一些原狀的碎石塊，這時不管鉆進深度如何，都要立即停止鉆進，拔出鉆具，進行固壁注漿。注漿壓力采用0.4MPa，漿液為水泥砂漿和水玻璃的混合液，待終凝后繼續(xù)鉆進。
2.3錨索制作與安放
2.3.1錨索制作
首先在后方車間統(tǒng)一加工好：索頭、擴張環(huán)、緊縮環(huán)、墊墩、鋼墊板和錨具等錨索編束附件。然后按設(shè)計要求長度，采用切割機切斷下料，嚴(yán)禁電焊或氧焊切割，以防鋼絞線強度損失，凡有損傷的鋼絞線均應(yīng)剔除。錨索鋼材采用9根高強低松弛鋼絞線。單根鋼絞線直徑15.2mm，屈服荷載220KN。錨索的錨固段采用一系列的緊縮環(huán)和擴張環(huán)，使之成為波紋狀，注漿后形成糖葫蘆狀。自由段每隔2.0～2.5m設(shè)置一個定位支座，定位支座直徑為130mm。自由段涂上防腐油脂，然后套上φ160～180PVC軟管，在軟管與錨固段銜接處必須箍緊，防止水泥漿體滲入軟管。沿錨索中央設(shè)兩道注漿管，注漿管選能承受一定壓力的PVC塑料管。第一道注漿管出漿口設(shè)在錨固段頭部擴張環(huán)處，第二道注漿管出漿口設(shè)在錨固段尾部擴張環(huán)處，出漿口管頭牢固可靠。
2.3.2錨索入孔
入索前，必須校對錨索編號與孔號是否一致，確認(rèn)孔深和錨索長度無誤后，用導(dǎo)向探頭探孔，無阻時可進行錨索入孔。入索采用機器平拉，人力輔助推進的方法，入索時應(yīng)保持索體平順、均勻推進，索體后部抬起應(yīng)與鉆孔傾角相一致。
2.4注漿
注漿前，應(yīng)清水沖洗孔壁，將孔中的碎渣巖粉清除干凈，保持孔壁干凈粗糙。然后在孔口40cm范圍內(nèi)，用1：3水泥砂漿堵塞，孔口留出排氣孔。
注漿材料為水泥砂漿，水泥標(biāo)號PO 42.5，水灰比為1:0.45，灰砂比3:1，砂漿強度等級為M30。砂漿采用攪拌機攪拌均勻，隨拌隨用，并在初凝前用完。注漿方式采用孔底返壓注漿法。注漿分二次完成，一次注漿壓力0.2～0.6MPa，邊注漿邊緩慢抽拔注漿管，并保證注漿管口在漿液下面，漿體溢出孔口時停止注漿，注漿過程要作好現(xiàn)場記錄，并按要求制作砂漿試塊。二次注漿，在錨索張拉鎖定后進行，主要填補一次注漿砂漿的沉縮、滲漏形成的空洞，使錨孔密實飽滿，保證錨固力，當(dāng)砂漿達外錨墩時可停止注漿。
2.5張拉錨固
一次注漿７天后，漿體達到了一定強度，按設(shè)計要求進行預(yù)應(yīng)力張拉。張拉作業(yè)前，必須對張拉機具進行標(biāo)定，標(biāo)定有效期為6個月；錨索張拉可根據(jù)實際情況分級進行，觀測時間除最后一級穩(wěn)定10分鐘外，其余每級穩(wěn)定2分鐘，并分別記錄每級鋼絞線的伸張量，在壓力機上用千斤頂主動出力的方向反復(fù)三次，取平均值，繪出千斤頂出力與壓力表指示壓強曲線，作為錨索張拉的依據(jù)。標(biāo)定時，千斤頂?shù)淖畲蟪隽?yīng)高于錨索張拉時的值。錨索整體張拉前應(yīng)對錨索單根鋼絞線進行1～2次預(yù)張拉，預(yù)拉荷載為設(shè)計荷載的10%即100KN，預(yù)拉以每根鋼絞線兩次張拉伸長值不超過3mm為限。
張拉時采用應(yīng)力控制及伸長值校核的操作方法，及時準(zhǔn)確的記錄油壓表讀數(shù)、千斤頂伸長值、夾片外長度等。當(dāng)實際伸長值大于計算伸長值的10%或小于5%時，要停止張拉，待查明原因并采取措施予以調(diào)整之后繼續(xù)張拉。
預(yù)應(yīng)力錨索張拉理論伸長值計算公式：
2.6外錨頭保護
錨索張拉達到設(shè)計值后，預(yù)應(yīng)力沒有明顯衰減，可鎖定錨索。錨索預(yù)應(yīng)力鎖定后，從錨具起，留100mm的鋼絞線，將多余段截除，然后用C30混凝土進行封閉保護。鎖定后若發(fā)現(xiàn)有明顯應(yīng)力損失，應(yīng)進行補拉。
3錨索驗收試驗
為驗證預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計，檢驗其施工工藝，驗證錨索錨固段的抗拔力是否滿足設(shè)計要求。抽取26束錨索中的3束進行120%的超張拉試驗。
設(shè)計錨索驗收試驗的３束錨索的基本參數(shù)：
錨索編號
錨索總長(m)
錨固段長度(m)
設(shè)計承拉力(KN)
鎖定力值(KN)
TKZ-M試1
50
15
1000
800
TKZ-M試2
45
15
1000
800
TKZ-M試3
45
15
1000
800
錨索的驗收試驗檢測方法：采用分級循環(huán)加、卸荷載法。在每級加載或卸載觀察時間內(nèi)，讀取位移量不少于３次，求出平均值。
本次驗收試驗情況如下：試驗錨索的錨固長度滿足設(shè)計要求的抗拔力；錨索最大檢驗荷載下張拉伸長率偏差為-3.89%～7.87%,符合《三峽庫區(qū)地質(zhì)" target="_blank">地質(zhì)災(zāi)害治理工程" target="_blank">工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》。
本次驗收試驗情況如下：試驗錨索的錨固長度滿足設(shè)計要求的抗拔力；錨索最大檢驗荷載下張拉伸長率偏差為-3.89%～7.87%,符合《三峽庫區(qū)地質(zhì)" target="_blank">地質(zhì)災(zāi)害治理工程" target="_blank">工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》。
4結(jié)束語
⑴本工程" target="_blank">工程在施工技術(shù)方面進行了大膽的探索和實踐，攻克了在風(fēng)化成度不一、節(jié)理裂隙發(fā)育且有深厚松散覆蓋層、破碎帶、軟弱夾層的巖石中鉆進的難關(guān)，為超深預(yù)應(yīng)力錨索成孔施工提供了可靠的技術(shù)經(jīng)驗。
⑵三峽大壩已畜水三個水文年，該滑坡治理工程" target="_blank">工程經(jīng)受住了洶涌長江水的考驗。事實證明錨索對滑坡體的加固治理起到了很好的效果，在類似大型地質(zhì)" target="_blank">地質(zhì)災(zāi)害治理工程" target="_blank">工程中，此方法值得推廣應(yīng)用。
參考文獻：
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