摘要：在高边坡施工过程中，由于地质、施工等各种原因可能会出现不同程度的裂缝，甚至是塌方。当高边坡施工过程中出现裂缝后，应立即停工，结合边坡稳定性分析形成裂缝的原因。同时应该加强边坡观测，通过预应力锚索的施工工艺对边坡进行加固处理，从而有效降低高边坡塌方的风险，确保工程施工安全。
关键词：高边坡；预应力锚索；施工
在水利工程中，高边坡开挖的质量及出现问题后处理结果的好坏，不仅会直接影响到工程的施工质量，还涉及到了工程的施工安全和进度。本研究以英德市宏发水电站工程项目的高边坡处理案例，对预应力锚索施工技术及相关问题进行简单阐述和相关探讨。
一、工程概况及施工中出现高边坡开挖问题简介
宏发水电站工程位于位于广东省英德市境内，座落于滃江下游与北江汇合口9km处，工程发电厂房布置在大坝下游340m右岸山体冲沟处，采用岸边式地面厂房的型式，平面尺寸（长×宽）为38.5m×23.0m，发电厂房开挖基础高程为▽3.2m，外江最低水位为▽22.89m，基础开挖施工首先修建施工围堰，然后进行深基坑开挖。发电厂房为岸边式地面厂房，地面高程为▽45m，需对靠厂房山体进行高边坡开挖处理。厂房后边坡地形较陡，覆盖层薄，局部基岩裸露，节理裂隙发育，有少量不稳定岩块，对厂房基坑开挖有一定的安全隐患。
发电厂房基础开挖到约▽16m高程时，引水隧洞出口段已开挖贯通，并用钢拱架进行临时支护，施工单位施工过程中发现厂房后边坡已开挖喷锚支护部分表面出现裂缝，下部引水隧洞出口洞脸位置临时支护钢拱架出现弯曲现象（见附图1、2），为了消除发生塌方的风险，经设计单位现场勘查论证，并召开四方会议讨论，决定采用强支护打预应力锚索的施工方案对后边坡进行加固处理，确保工程施工安全。
附图1：厂房后边坡出现裂缝 附图2：支护工字钢出现变形
二、预应力锚索加固施工方案
结合现场施工条件，厂房后边坡加固采用800KN预应力锚索方案，单根长25m，布置4排（高程分别为▽29.5m、▽34.0m、▽38.5m、▽43.0m），每排6根，共计24根，各锚索之间用工字钢进行横竖连接，最后浇筑混凝土进行填充。
三、预应力锚索施工
（一）预应力锚索施工顺序：
（1）施工脚手架及操作平台搭设；
（2）锚索钻孔；
（3）锚索体制作与安装；
（4）锚索注浆；
（5）锚索张拉与锁定。
（二）施工脚手架及操作平台搭设
厂房后边坡锚索施工平台为承重脚手架平台，承重能力不小于3t/㎡，采用Φ48mm、壁厚为3.5mm的双排落地式钢管贴坡搭设。平台搭设高程从现有开挖面▽15.68m～▽45.0m，立杆横距为2.0m、纵距为3.0m，层距为2.0m，外设剪刀撑防护拦杆。在预应力锚索高程▽29.5m、▽34.0m、▽38.5m、▽43.0m，操作平台采用加密钢管三角支撑，立杆横距0.6m、纵距为1.0m，横杆间距0.3m。施工脚手架及操作平台按要求搭设后，完成现场验收后投入使用。
（三）锚索钻孔
（1）开钻前准备工作：
①确认各部位螺丝、接头丝扣紧固、机身平稳；
②将各操纵手把放在不同位置，油压调到最大限度检查油路系统是否正常，并按规定对各部位加注润滑油脂；
③确认传动机构正常，转向正确，防护设施齐备牢固；
④确认动力系统正常，线路绝缘良好。
（2）钻孔成孔
锚索钻孔主要内容有：施工放线、钻机就位、钻进、扫孔和终孔验收等，采用地质钻机跟管钻进方式成孔，合金钻头冲水钻进，孔径为Ф150mm。按锚索设计布置图进行钻孔，钻孔深度确保达到25.5m（超出锚索设计长度0.5m左右）。
钻孔达到要求深度后，立即将钻杆和钻具依次取出。用高压风对钻孔进行吹洗，然后用一根塑料管复核孔深，确保孔深不少于后续施工要求的深度（25.5m）时，即可进行临时用棉布塞好孔口，进行下一个钻孔的施工。
（四）锚索体制作与安装
（1）锚索制作过程中应满足以下技术要求：
①制作锚索用的钢丝必须经过严格质量检验、校直、除油和除锈；
②锚索杆体材料为钢绞线，严禁有接头，严禁使用焊枪断料；
③杆体自由段应涂润滑油和套塑料管，并应扎牢；
④锚束中各钢丝要求平顺，不能相互交叠，以防止张拉过程中受力不均匀，应力集中产生钢丝拉断破坏；
（2）锚索制作及安装
本工程锚索施工采用的是型号为7φ5-φ15.2mm-1860MPa的钢绞线，多束预应力钢绞线锚索采用5束钢绞线组合而成，其轴向拉力设计值为800KN，相应预拉力为500KN。
首先用高压风清洗钻孔，清洗完成后，开始锚索下束，下束时尽量避免锚索杆体与孔壁摩擦，防止损坏钢绞线和PVC管，如下索中被卡主，需拔出索体，重新清孔后再下束。依次进行24根预应力锚索的下束，下束完毕后报监理验收。
（五）锚索注浆
锚索安装验收合格后方可进行注浆，注浆采用42.5R普通硅酸盐水泥浆。浆液应搅拌均匀，随搅随用，并应在初凝前用完。注浆泵的工作压力应符合设计要求，宜控制在0.5～1.5MPa内，注浆速度控制在100L/min左右。注浆过程中，若发现注浆量大大减少或注浆管爆裂时，应将杆体和注浆管取出，更换注浆管后，再放下杆体，重新进行注浆。保持注浆压力待浆液从孔口溢浆后即可停止注浆并封孔，然后进入下一个孔进行注浆施工，依次对所有的锚索进行注浆施工。
（六）锚索张拉与锁定
注浆完毕后，即可进行双拼槽钢腰梁的制作安装，之后在锚索出口位置焊接锚头承压板、斜铁盖板及锚具等。
张拉前对张拉设备进行标定，待锚固体和台座混凝土强度均大于设计强度的90%后，方可进行张拉，张拉前确保锚索头承压平台台面平整，并与锚索的轴线方向垂直。锚索正式张拉前，应进行于预拉试验，预拉试验拉力值可以根据不同工程现场情况选取。张拉荷载分级逐步施加，并进行观测，观测10～15min，无异常后继续施加压力。最后一次张拉将荷载增加到设计荷载，观测10～15min，如果锚索变形无变化，其他无异常，压力表指针稳定，即可进行锁定施工，依次对所有的锚索进行张拉和锁定。
四、高边坡预应力锚索施工后评价
宏发水电站工程发电厂房后边坡经过预应力锚索施工后，连续检测锚索张拉力未发现异常，边坡经过日常的安全观测，也未发现异常位移，经设计单位重新复核，发电厂房后边坡已基本稳定，预应力锚索施工达到预期的效果。由此可见，当高边坡在施工过程中出现不稳定问题时，预应力锚索施工技术对防止高边坡塌方有显著的效果，是目前处理此类施工问题有效的工程措施。
参考文献：
[1]《水电水利工程预应力锚索施工规范[DL/T5083-2010]》
[2]招群锋.《高边坡治理中预应力锚索施工研究》
[3]刘蔚.《预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用分析》
论文作者:曾雨
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/20
标签：预应力论文; 钻孔论文; 厂房论文; 注浆论文; 高程论文; 工程论文; 裂缝论文; 《基层建设》2017年第22期论文;