摘要：随着社会经济的进步，促进了水利工程建设发展，同时其在建设过程中存在的问题也不断增多，而预应力锚索施工技术在水利高边坡工程中的合理应用不仅能加强边坡结构的稳固性，还能使边坡的整体稳定性得到增强，基于此，本文概述了预应力锚索，阐述了影响水利高边坡工程稳定的主要因素，对预应力锚索在水利高边坡工程中应用存在的主要问题及其策略进行了探讨分析，以供借鉴参考。
关键词：预应力锚索；水利高边坡工程；影响因素；应用；问题；策略
一、预应力锚索的概述
预应力锚索是指由钻孔穿过软弱岩层或滑动面，把一端（锚杆）锚固在坚硬的岩层中（称内锚头），然后在另一个自由端（称外锚头）进行张拉，从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固，这种方法称预应力锚索，简称锚索。在水利水电工程高边坡治理上及闸墩混凝土上应用较多，如老挝南欧江六级水电站溢洪道边坡、厂房边坡以及泄洪闸闸墩混凝土均采用了此种锚索。预应力锚索的作用机理主要表现为：第一、自承拱作用。锚索安设锁紧后，锚索集中应力以45°压力分布线传递至支护结构物上，在预应力作用下，围岩产生压缩，可使松散围岩在锚索的弹性压缩下形成“自承拱”，提高了围岩的整体性和在抗力，增加其强度。第二、组合梁作用。组合梁作用就是锚索穿过层状岩层，使岩层层面和层理之间的摩擦力增大，增强围岩的整体性，阻止岩层间的分离、位移，提高岩层的抗弯强度。第三、悬吊作用。悬吊作用就是锚索把不稳定岩块吊挂在稳定岩体上，限制不稳定岩块的位移，防止其冒落。
二、影响水利高边坡工程稳定的主要因素
水利高边坡工程稳定的主要影响因素分析：水利水电工程由于位于山区狭长河谷中，在施工中不可避免会遇到高边坡、松散体和地质裂隙。由于地质条件的复杂，覆盖层比较厚，表层多为松散的堆积体，深部多断层交叉，因此在工程建设过程中，存在高边坡工程不稳定的现象，主要有以下因素：（1）地层岩性。岩石软弱，风化深度大，构造破碎严重，当切坡高度、陡度达到一定值时会发生失稳现象。（2）地质构造。受构造的影响，如高边坡体上节理裂隙发育，岩体破碎，将严重影响高边坡的稳定性。（3）边坡岩体的风化程度。岩体风化破坏了岩体的完整性，使岩石物质成份发生变化，导致岩石物理力学性质的改变，直接影响岩体的强度及构造特性，进而影响边坡的稳定。（4）水文地质条件。水是造成边坡失稳的重要因素，水软化岩（土）体，降低其强度，增大容重而增大了下滑力，产生静、动水压力，导致边坡的失稳。
三、预应力锚索在水利高边坡工程中应用存在的问题及其策略
1、预应力锚索在水利高边坡工程中应用存在的问题主要包括：（1）预应力锚索工艺问题。锚索在张拉时钢铰线的实际伸长值小于（或大于）理论计算值；张拉锚索通过压力表反映的张拉力与应力计反应的张拉力出入较大；张拉过程中或张拉后锚索框架、锚墩混凝土出现被压裂、下陷；锚索框架、锚墩、抗滑桩钢筋锈蚀、混凝土配合比不当、计量不准确、模板制作和安装质量差、振捣和养护不规范等。（2）管理问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆施工组织设计无针对性，施工方案不合理或不落实；质量责任不明确、落实不到位；试验检测及管理工作不规范；未作试验孔，或试验孔不规范；施工现场管理较乱等。（3）施工后的问题。混凝土强度离散性大；保护层厚度偏差大；蜂窝麻面及露筋；锚索框架悬空，亏坡严重；封锚开裂，外观粗糙等；锁定张拉力损失较快或者不能达到设计张拉力等。
2、加强预应力锚索在水利高边坡工程中应用的策略。（1）科学确定锚索主要参数。在水利高边坡工程中，考虑到岩性和施工等影响因素及安全系数，锚固段长度为：可根据前期地质勘测情况，按照岩性特点，一般为5-8m。（2）锚索开孔、钻孔及验孔的控制。预应力锚索在下索前需要对成孔孔径、孔位、孔向、角度进行复核，对索体编制质量进行检查，使之满足设计要求。钻孔时，正常钻进后，每5～10m利用钻孔测斜仪或地质罗盘对钻孔方位及倾角进行一次测量。当造孔达到设计要求后，连续不断的用高压风彻底冲洗钻孔，直至孔口返出之风手感无尘屑，延续5min，孔内沉渣不大于20cm，做好孔口堵塞保护。（3）注重钢绞线编束以及锚索张拉控制。第一、钢绞线编束控制。先对钢绞线进行挤压锚头处理，处理后的钢绞线根据设计结构编制成束，锚固段采用隔离架集束，隔离架间距1.0-1.5m。岩锚内锚固段进浆管按照设计编入索体，外与张拉端平齐，整条锚束用铅丝每隔1-2m捆扎，为了保证钢绞线与锚固材料更好结合，锚根段比自由张拉段捆扎密一些。第二、锚索张拉控制。锚墩及砂浆达到70%强度后，可进行预紧张拉。张拉前先进行试验锚索的张拉。预紧结束时，量测千斤顶初始伸长值，之后分级张拉，逐级增加至设计荷载，张拉至每一级别时经稳压后持荷5～10min，张拉吨位控制以千斤顶对应的油压表表压读数为主，伸长值为辅。张拉至设计工作荷载后，在此基础上继续施加荷载至超张拉荷载值，持荷30min。（4）地质状况差的部位，严格锚孔围岩固壁灌浆施工。水利高边坡工程中的锚孔固壁灌浆要求采用膏状浓砂浆液，并掺速凝剂，以迅速封闭锚孔周边列隙，水灰比初拟为0.35：1～0.4：1，水泥标号可采用P.O42.5级，具体浆液配比由实验经过比对获取。锚孔围岩灌浆必须采用单钻单灌，逐个灌浆，并严格控制灌浆压力，以防产生拉裂和倾倒破坏。固壁灌浆结束1～3天后，扫孔至设计孔深，扫孔时不得破坏缝内充填好的水泥结石；扫孔结束后用风对锚孔进行清孔，使孔内不留残碴、岩芯等，然后将孔口封堵，以免杂物进入，并在孔口标明孔号、孔深，便于确认和安装锚索。（5）强化外锚头的防护，防止锚索索体受外界环境影响导致锈蚀。锚索张拉结束后要对自由张拉段封孔灌浆。之前为张拉锚索需要而在工作锚板外预留的钢绞线，在锚索锚固张拉结束后应当切割去多余部分，切割后的钢绞线露出锚板10cm。对外锚具以及钢绞线端头用混凝土浇筑以达到封闭保护的作用，混凝土保护 层的厚度不小于10cm。
结束语
实践证明，在水利工程中的高边坡施工，尤其是滑坡治理具有施工简便、速度快，治理效果明显的特点。通过采取格构梁+预应力锚索的形式，有效保证了锚索结构体均匀受理，确保了边坡的稳定，且该工艺简单，操作灵活、施工快，在高边坡治理中得到越来越多的应用。
参考文献：
[1]董海利.水利水电工程预应力锚索施工技术研究[J].居业，2016（8）
[2]颜杜.预应力锚索在高边坡加固工程中的应用[J].建筑建材装饰，2017（08）
[3]水电水利工程预应力锚索施工规范（DL/T 5083-2010）
论文作者:周岩
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/22
标签：预应力论文; 水利论文; 锚固论文; 岩层论文; 围岩论文; 工程论文; 钻孔论文; 《基层建设》2018年第6期论文;