預應(yīng)力錨索在礦山巖土邊坡工程治理中的實踐分析

王 磊

（中都工程設(shè)計有限公司，四川 成都 610000）

預應(yīng)力錨索技術(shù)以鉆孔方式將錨索固定在相對穩(wěn)定地層中，以自由張拉，對鋼絞線施加預應(yīng)力，如有不穩(wěn)定巖土，可對巖土層施壓，之后錨固[1]。預應(yīng)力錨索技術(shù)以預應(yīng)力作用，確保巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實，發(fā)揮巖土實際承受能力，調(diào)節(jié)其強度及穩(wěn)定性，減少支護自重，節(jié)約施工材料，提高經(jīng)濟效益。因此，預應(yīng)力錨索在礦山巖土邊坡工程治理中具有明顯應(yīng)用價值。

1 預應(yīng)力錨索在礦山巖土邊坡工程治理中的現(xiàn)狀

國家經(jīng)濟迅速發(fā)展，基建項目不斷完善，國家重視對礦產(chǎn)資源的有效開發(fā)。為適用當下工程需求，需對礦產(chǎn)開發(fā)場地改造，工程建設(shè)中有大量巖土邊坡，若未及時處理邊坡，以科學措施加固，則易導致安全事故發(fā)生，如滑坡、崩塌等，導致礦產(chǎn)開發(fā)受到嚴重影響，威脅人民生命安全[2]。

當下，巖土邊坡已經(jīng)成為國家重點關(guān)注內(nèi)容，礦產(chǎn)資源不斷開發(fā)，建設(shè)項目不斷深入，導致巖土邊坡不斷增加，傳統(tǒng)巖土邊坡固定方式無法滿足當下礦山開發(fā)需求[3]。而預應(yīng)力錨索在邊坡治理中應(yīng)用效果良好，安全性高、風險系數(shù)低，實際應(yīng)用經(jīng)濟效益突出，具有實際應(yīng)用優(yōu)勢。

2 預應(yīng)力錨索在礦山巖土邊坡治理工程中的應(yīng)用優(yōu)勢

預應(yīng)力錨索優(yōu)勢通過實際應(yīng)用效果呈現(xiàn)：采用預應(yīng)力錨索可主動控制巖土受力，對出現(xiàn)的變形及時調(diào)整巖土應(yīng)力，發(fā)揮巖土實際承受能力，減少結(jié)構(gòu)自重。錨索可對巖土有效支護，形成較大坡度，減少巖土開挖量及地表植被對巖土結(jié)構(gòu)的破壞，保護生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定。礦山巖土邊坡治理工程中，施工技術(shù)對質(zhì)量影響較大，但是施工技術(shù)性風險不高，施工難度小，可以較小的施工設(shè)備對邊坡改善，避免自然災(zāi)害發(fā)生[4]。預應(yīng)力錨索在礦山巖土邊坡治理工程中可對邊坡動態(tài)設(shè)計，針對開挖地質(zhì)實際情況調(diào)整不同參數(shù)，實現(xiàn)信息化的施工效果。

3 預應(yīng)力錨索施工技術(shù)在礦山巖土邊坡治理工程中的應(yīng)用

3.1 預應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)

錨固段、自由端及錨頭組成預應(yīng)力錨索，錨索材料包含錨具、鋼絞線及注漿材料。錨固段主要以錨索深入到巖土滑動面下，以此穩(wěn)定巖土內(nèi)部結(jié)構(gòu)。以錨固體對底層抗剪強度承受錨索傳遞拉力，錨固段通過灌漿操作確保錨索和孔壁連接，構(gòu)成整體，以孔周圍穩(wěn)固巖土及孔壁連接，形成承載預應(yīng)力重要載體[5]。自由端負責傳力，下端為錨固端，上部為錨頭。其中，鋼絞線可通過塑料套管更好保護，采用無粘結(jié)鋼絞線、灌漿等方式對護套及孔壁連結(jié)。但鋼絞線可在套管上自由伸縮，可將張拉段施加預應(yīng)力傳遞給錨固段，反饋給錨頭。錨頭是錨索固定在外錨結(jié)構(gòu)的鎖定位置，也是施加預應(yīng)力的重要張拉部件。

3.2 邊坡開挖整修

礦山巖土邊坡治理工程實際施工中，需按照圖紙設(shè)計施工，針對開挖邊線實地勘測，采用對應(yīng)機械針對邊坡劃線施工，形成統(tǒng)一坡面，以人工修整方式調(diào)整坡面，維護邊坡平順，避免邊坡凹凸不平，易出現(xiàn)滑坡、塌陷等自然災(zāi)害。在維護修整過程中，要及時清理松動的巖土體，以礦山開采安全為最終目標[6]。

3.3 坡面噴射混凝土

對坡面噴射混凝土是提高巖土坡面穩(wěn)定性的重要措施，修整過程中，可以在邊坡面鋪設(shè)鍍鋅鐵絲網(wǎng)，對鋪設(shè)完成的鍍鋅鐵絲網(wǎng)噴射混凝土，維護邊坡穩(wěn)定。鐵絲網(wǎng)布置控制長度和間距為2m，2×2m鐵絲網(wǎng)固定，在上面噴射0.1m厚的C20混凝土，噴射完成要保證坡面平順，針對實際情況完善混凝土噴射[7]。

3.4 錨孔清理及檢查

鉆孔是預應(yīng)力錨孔落實的基礎(chǔ)，若達到一定深度，要即可停止鉆孔，穩(wěn)鉆1min～2min，防止停止鉆孔后實際錨孔達不到理想效果。若在孔壁附近發(fā)現(xiàn)存在水體粘滯及沉渣，應(yīng)及時清理。鉆孔完成后，可通過高壓空氣槍及時清除孔內(nèi)水體及巖粉，再經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理人員現(xiàn)場全面檢查，對設(shè)備復檢后，保證錨孔施工各項工作都檢查合格后，判斷錨孔是否合格。

3.5 錨索長久觀測

錨索施工完成后，為真正了解錨桿發(fā)生的位移變化及預應(yīng)力的損失，應(yīng)對錨桿進行長久觀測分析。錨索張拉鎖定之后約30d后，要每天進行對應(yīng)觀測。之后2個月～3個月也要每周進行一次觀測，4個月～6個月后每個月進行三次觀測，之后按照季度逐漸增加觀測次數(shù)，記錄觀測結(jié)果，發(fā)現(xiàn)錨索出現(xiàn)問題后及時處理，并做好后續(xù)跟蹤觀測。

4 工程概況

以某礦山巖土邊坡治理工程為例進行分析，該礦山周圍有四段邊坡，邊坡高度均為七級高邊坡，坡頂和礦山開采區(qū)域距離為60m。且經(jīng)過礦山長久開采以來，高邊坡地質(zhì)變化明顯的，設(shè)計變更未及時落實，一些土石方邊坡施工沒有積極開展，一側(cè)邊坡受雨水沖刷，石塊松動甚至松動，坡面土石夾層有石方溜坡、土方坍塌等現(xiàn)象，存在諸多安全隱患，急需治理。

5 邊坡預應(yīng)力錨索施工分析

5.1 樁身開挖

井口開挖，需結(jié)合樁身井口土質(zhì)情況，開挖約2m，需灌注首節(jié)護壁混凝土，灌注厚度需達到0.3m。為防止護壁沉降，增大側(cè)壁摩擦力，要在井口設(shè)置鎖口盤。為避免施工地面存在掉渣，要保證盤內(nèi)緣高出盤面0.2m，做好截排地表水科學防護。

5.2 灌注樁混凝土

對樁身灌注混凝土，需對斷面檢查并清潔完畢，護壁鑿毛處理。以鋪底施工，避免鋼筋、鋼軌出現(xiàn)腐蝕，也確保樁身鋼筋及鋼軌位置的位置準確。選擇對接焊，后，加魚尾板邊焊方式，對鋼軌焊接接長。總截面中，要控制樁身界面焊接接頭數(shù)量占比在25%以下。接頭切勿設(shè)置在最大彎矩位置及滑動面附近，以吊車、搖頭扒桿吊放鋼軌，將鋼筋放入井內(nèi)，定位固定并綁扎。

5.3 錨索孔導管預埋處理

錨索孔位設(shè)計要以的錨索傾角用風鎬鑿穿護壁，以PVC管連接鑿穿孔，用砂漿對接口密封處理。鋼筋籠則以扎絲PVC管綁扎并固定，避免灌注樁身的混凝土出現(xiàn)位移。井口周圍混凝土施工中，以串筒向井下運輸，搗固。施工中，應(yīng)保證樁身混凝土連續(xù)灌注，每層搗固厚度控制50cm左右，重復灌注步驟，確保施工質(zhì)量符合對應(yīng)設(shè)計。

5.4 注漿

將液態(tài)水泥試壓注入孔內(nèi)稱為注漿，施工要注重注漿及拔出作業(yè)，保證注漿管埋在注漿液中，以排氣法進行施工。注漿施工中，要伴隨錨索體排氣管向孔最低端輸送液態(tài)水泥，孔口徹底封閉后從低到高注漿，若發(fā)現(xiàn)排氣管堵塞，要及時停止注漿，疏通排氣管。

5.5 錨索張拉鎖定

錨索張拉鎖定施工，首先，要安裝錨索測力，計安裝完成后要安裝工作錨板及夾片，安裝限位板、千斤頂、工作錨。要求工具錨板上孔和前端工作錨孔保持一致，要避免鋼絞線在千斤頂穿心孔中出現(xiàn)交叉。再者，錨索整體張拉施工準備階段，要以單孔千斤頂對鋼絞線對稱循環(huán)張拉順序預緊操作，預緊之后以千斤頂按照分級張拉鎖定。錨索張拉每級加荷后測量實際伸長值。錨索張拉中前三級要求荷載穩(wěn)壓5min，最后一級的持續(xù)荷穩(wěn)壓要30min后次啊能鎖定。實際張拉過程中，要控制單位加載速度在設(shè)計應(yīng)力的10%以下，對應(yīng)的卸載速度也要保證在設(shè)計應(yīng)力的20%以下。最后，要保證錨索張拉鎖定之后，對夾片錯牙和預應(yīng)力的鋼絞線實際滑移量測量記錄。

6 結(jié)語

在該礦山巖土邊坡治理工程之前，經(jīng)常有土體滑坡及部分坍塌現(xiàn)象出現(xiàn)，導致礦產(chǎn)開發(fā)受到的嚴重威脅，開采人員生命安全得不到有效保障。經(jīng)過礦山巖土邊坡治理工程施工之后，對應(yīng)安全問題得到解決，對巖土邊坡實現(xiàn)有效加固，也有效提高了設(shè)計效果。預應(yīng)力錨索施工是巖土邊坡治理當中的重要手段，在各項巖土邊坡治理中有廣泛應(yīng)用價值，可以為巖石邊坡自身穩(wěn)定性提高奠定堅實基礎(chǔ)。