摘要：文章以哈大铁路客运专线DK72+050 ~ DK73+150段路堑坡面防护工程为例，论述了路堑高边坡预应力深层锚索施工技术。重点讨论无粘结预应力、预应力张拉施工、锚索试验要点，为类似工程施工提供借鉴意义。
关键词：边坡 预应力锚索 张拉 锚索试验
一、工程概况
哈大铁路客运专线DK72+050 ~ DK73+150段线路以挖方通过缓丘及地势起伏路段。路堑中心最大挖深14.51m，最大边坡高约29.1m，形成二至三级坡面。
根据设计图纸地质情况说明：边坡坡面岩体主要由褐黄色硬塑粉质黏土、细角砾土及全～强风化泥岩组成。坡体位于滑坡面上，岩体破碎，呈角砾状，且受构造活动作用影响，岩体完整性差，风化强烈，节理裂隙发育，开挖后形成的坡面多见放炮震动、挖掘后形成的楔形体痕迹。
为避免在施工过程中及通车后出现滑坡现象，设计要求对本施工段的路基进行锚索框架格梁防护施工。
二、预应力锚索施工工艺
主要施工工艺流程：场地清理→测量放线→机架就位→调整钻进方向、角度后造孔→锚索制作、安装→锚孔注浆（含锚固段和自由段）→框架梁施工→预应力张拉、封锚
2.1施工准备
施工前应完成试验（包括锚索原材料试验、砂浆及砼的配比强度试验）、材料准备、机具准备及搭设脚手架等。
2.2施工放样
由专业测量人员进行施工前放样，确定孔位和方向线后，用红色油漆在施工现场做好明显标记，并向现场技术员做号交底工作。
2.3造孔
锚索孔采用Atlas A66-CB岩土钻机、XY-2B及XZ-30型潜孔钻机风动冲击回转钻进工艺造孔。根据设计要求角度及放样孔位准确安装固定钻机。钻孔完成后，应将孔内残留的废渣和积水冲洗干净。
2.4 锚索的制作与安装
锚索的预应力钢绞线均采用符合设计要求的?15.24mm高强度低松弛无粘结钢绞线。在锚索编制过程中，用型材切割机下料，并彻底清洗钢绞线。沿锚索长度方向应安设隔离架，隔离架间距为1～1.5m；编束时，每根钢绞线均必须平顺，不得发生扭曲、交叉和钢绞线污染或锈蚀现象。
2.5注浆
锚索安装到位后，即进行全孔一次性注浆。注浆采用M40砂浆，水泥采用PO.42.5R普通硅酸盐水泥，水灰比为0. 4～0.45，浆液中掺入一定数量的微膨胀和早强掺剂，注浆压力不小于0.6 ～ 0.8MPa。
2.6框架梁施工
在锚索下锚孔注浆后，即进行结构框架的施工。混凝土灌注前，必须将锚具中的螺旋钢筋、波纹管和锚垫板按设计要求固定在横梁与竖肋交点处的钢筋上。
2.7锚索张拉
待锚固体及格梁强度达到设计强度的70%后，方可进行锚索张拉锁定。根据不同的锚固荷载，分别采用YCW-250型和YCW-400B型千斤顶 配合ZB4-500型高压电动油泵整体张拉。张拉时，采用单根预紧再分级整体张拉的施工工艺。张拉后，即进行混凝土封锚防护。
三、无粘结预应力锚索的优势
无粘结预应力锚索利用无粘结钢绞线与周围混凝土不粘结的特点，特别适用于造孔深度较大，孔径小的情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与传统的外套波纹管钢绞线相比，在穿索时不易破坏套管，确保自由段钢绞线能自由伸长。将锚固段的PE护套剥除后，去除油脂，端头实施冷加压套筒锚固即可制作锚索，方便快捷。
四、质量控制要点
4.1造孔
测量工程师放样孔位后，用红油漆在现场施工部位标明锚索开孔位置，孔位偏差不得大于规范要求；搭建钻机平台要求稳固牢靠，钻机倾角及方位角要进行严格校验。在钻孔施工过程中要求加强钻机的导向作用，及时检测孔斜误差，合理采用纠偏措施，并做好施工班报记录。
4.2锚索制作
锚索索体在专用的施工场地进行编制，每批钢绞线进场后，按规范要求抽检进行破断力试验。每根钢绞线下料长度可按以下公式进行控制：钢绞线下料长度=锚固端＋自由张拉端＋结构竖肋厚度+千斤顶长度+限位板厚度及张拉操作所需长度的总和。剥除锚固段塑料套管后钢绞线上的油脂、污渍必须用棉纱擦洗干净，要求表面乌亮， 手感滑腻无涩滞感。沿锚索长度方向均安设隔离架，隔离架间距1～1.5m，相邻两隔离架之间安设束线环（绑扎丝）对锚索进行绑扎固定。隔离架应能使锚索入孔后周围有足够的保护层，钢绞线彼此平行伸直不扭曲。锚索编制完成后要编号，分类存放在专用场地并加以保护。
4.3注浆
锚索注浆是为了形成锚固段和为锚索提供防腐蚀保护层。另外，一定压力的注浆可以使注浆体渗入地层的裂隙和缝隙中，从而起到固结地层、提高地层承载力的作用。锚固段注浆按规范要求进行，采用M40水泥砂浆进行纯压式注浆，进浆管伸至孔底。在注浆过程中不得产生滑移和串浆现象。注浆浆液应根据设计要求配比，并做好详细的注浆记录。锚索入孔前重新对钻孔进行检查，对孔内集渣清理干净。锚索入孔时用力要均匀一致，不得转动锚索体，随时检查隔离架及绑扎丝，发现有移动、损坏、脱落等要及时处理，必要时要更换重新编制，并应确保将锚索体推送至预定深度后排气管和注浆管畅通。锚孔采用全孔一次性灌注水泥砂浆，砂浆拌和时间不少于3min，拌和后的砂浆要及时使用，拌和后1h未使用的砂浆作为弃浆处理。
4.4锚索张拉
（1）在砂浆未完全固化以前不得拉拔和移动锚索，待锚固体及格梁强度达到设计强度的70%以后开始张拉锚索。
（2）锚索张拉采用单根预紧后再分级整体张拉的施工方法。为确保钢绞线理顺并受力均匀，张拉前应按设计荷载的10%进行单根钢绞线预紧。锚索正式张拉分五级进行，每级荷载分别为设计拉力的25％，50％，75％，100％和110％，除最后一级需要稳定10～20分钟外，其余每级需要稳定5分钟，并分别记录每一级钢绞线或螺纹钢的伸长量。在每一级稳定时间内必须测读锚头位移三次。锚索张拉除考虑预张拉外尚应采取对称张拉，以免产生过大的次应力；非对称张拉时，可以采用每次张拉设计拉力的50%为一循环张拉程序，以保证各孔锚索受力均匀，张拉后若发现有明显的预应力损失，应及时进行补张拉。
（3）预应力张拉采用“双控法”控制。张拉过程中，油泵的加压速率不能过快，要求平稳，速率一般取0.1MPa/s。注意观察千斤顶活塞的运行状态，确保张拉安全进行。同时将实际伸长值与理论计算值进行比较，两者相差值在规定范围内时，说明张拉锁定效果良好。
（4）当张拉到最后一级荷载且变形稳定后，卸荷至锁定荷载锁定锚索。锚索锁定后，按要求切除多余钢绞线，须用机械切割余露锚筋，严禁电弧烧割，锚头及锚孔在格梁的锚孔部位补浆完成后，用C30混凝土及时封闭锚头，要求整齐、美观。
五、锚索试验
5.1为了确定锚索的锚固力，验证锚索的各种安全系数、锚固性能，以及设计参数等，根据预应力锚索设计与施工规范，在施工前必须进行锚索现场拉拔试验，根据试验结果验证设计锚固段长度是否满足要求，并根据现场试验结果对设计加以修正。根据实际情况共做了基本试验、工艺试验和验收试验三种。
5.2基本试验是为确定锚索极限承载力和获得有关设计参数而进行的试验；验收试验是为检验锚索施工质量和承载力是否满足设计要求而进行的试验。
5.3根据设计要求，对该边坡作一组3孔基本（拉拔）试验，试验选在与边坡加固段相同的地层，试验孔间距应大于4m，该试验必须为破坏试验，以验证锚固质量的可靠性，其最大试验荷载不超过钢绞线强度标准的0.8倍。工艺试验结合基本试验一起进行。
5.4试验注意事项
（1）加载方法
张拉试验应逐级加载连续进行，每级加载为循环荷载。即开始对锚索施加一个初始荷载，并记录锚头位移初始读数。加载到第一级荷载时记录锚头位移值，然后卸荷到初始荷载并记录位移值，接着依次按照加荷等级加载-卸载-加载，每加一级荷载均要稳定一段时间，该段时间内测读锚索位移量不少于三次。最大试验荷载不应大于锚索体材料强度标准值的80％。
（2）加载稳定条件
采用如下稳定标准
① 锚索在某一等级的荷载作用下，10分钟的相对位移量小于或等于0.01mm，则视为稳定；否则继续观测直到位移量小于0.01mm。
② 锚索相对位移曲线是收敛的。
（3）终止试验标准
本试验为破坏性试验，达到下列情况之一者可终止试验。
① 锚索位移长时间不稳定，或者不收敛。
② 后一级荷载产生的锚头位移量是前一级荷载位移量的2倍，即拉拔力～位移曲线出现明显拐点。
③ 加荷量已超过设计拉力值的三倍。
结语：预应力锚索框架梁是常用的边坡支护方法，采用无粘结预应力钢绞线能够确保预应力施工质量，达到设计加固效果。施工前认真做好钢束的锚固试验，核对设计参数，施工过程中采用张拉力与伸长量双控后，锚索框架梁的施工质量可以进一步提高。
论文作者:宋海棠
论文发表刊物:《防护工程》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/18
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