压力分散型锚索施工技术

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摘要：压力分散型锚索是一种新型的锚固措施，它可以有效调用地层强度，显著提高锚索的承载力，对于滑坡治理具有较好的效果。本文首先对压力分散型锚索与普通型锚索进行了比较，分析了压力分散型锚索相对于普通型锚索的优点，进而提出了压力分散型锚索的施工要点。

关键词：压力分散型锚索、边坡防护、锚孔、注浆、张拉

中图分类号：TU74文献标识码： A

一、前言

压力分散型锚索是在同一钻孔中安装几个单元的锚索，每单元两根为一束，每束长度不同，每个单元锚索都有各自的锚索体、自由长度和锚固长度，而且锚固段钢质承载体承受的荷载也可通过预张拉、各单元差异张拉、整体张拉时的千斤顶施加，最终使各单元锚索承受相同的荷载。该锚固法能有效地将荷载分散传递给钻孔内若干处于不同位置的固定段，不会发生严重的应力集中，可以避免粘结效应逐步弱化或脱开的现象，因而能有效地调用天然的地层强度，其锚固能力远大于普通的拉力型预应力锚索。

二、压力分散型锚索与普通型锚索比较

普通型锚索指传统的拉力型锚索和压力型锚索。普通型锚索在锚索受荷时，不能将荷载均匀地分布于锚固段上，会产生严重的应力集中现象。压力分散型锚索又称单元复合锚固体系，是在同一钻孔中安装几个单元锚索，而每个单元锚索有自己独立的索体自由段和锚固段，而且承受的荷载也是分别施加的，并通过预先的补偿张拉使所有单元锚索始终承受相同荷载。这种锚固体系可将集中荷载分散为几个较小的荷载作用于锚固段的不同部位，使粘结应力峰值大大降低。最大限度地利用了锚固段长度范围内的地层强度。与普通型锚索相比，承载力可提高30%～80%。

三、压力分散型锚索施工要点

高边坡压力分散型锚索主要施工工序有：测量放线、钻孔、锚索安装与运输、锚索安装与运输、注浆、张拉、封锚。

1、测量放样

根据施工设计图要求，将锚孔位置准确测设在坡面上，孔位在坡面上的横纵误差控制在±50mm范围内（或规范要求）。

2、钻孔

(1)应按照设计要求测定孔位，孔位坐标误差不得大于10cm，如遇障碍物需移位，应征得监理工程师同意，并取得书面变更通知后方能实施。

(2)开孔时应严格控制钻具的倾角及方位角，当钻进20cm~30cm后应校核角度，在钻进中及时测量孔斜及时纠偏，终孔孔轴偏差不得大于孔深的2%。方位角偏差不得大于3°。如设计有特殊要求时，应按其要求执行。

(3)终孔孔深宜大于设计孔深30cm，终孔孔径不得小于设计孔径10mm。

(4)钻孔过程中做好施工地质记录工作，使锚固段置于设计要求的岩层内。

(5)锚孔经验收合格后，应及时安装锚索。

(6)为确保钻孔效率和保证钻孔质量，采用风动式潜孔钻机。钻机钻孔时，按锚索设计长度将钻孔所需钻杆摆放整齐，钻杆用完，孔深也恰好到位。

3、锚索制作

(1)钢绞线的下料

①钢绞线下料前先将钢绞线卷放在自制的放线架中，再将铁皮剪断，然后人抓住钢绞线一端，将钢绞线缓缓拉开（注意不使钢绞线产生有害变形，对有害变形的部分必须除掉），钢绞线必须采用切割机下料，严禁使用电弧或乙块焰切割。

②钢绞线下料长度既要满足使用要求，又要防止下料过长造成浪费。每根钢绞线的长度按下式确定：

L=L0+L1+L2+L3+L4

式中： L―钢绞线下料长度；

L0―孔道净长；

L1―工作锚厚度；

L2―千斤顶长度；

L3―工具锚厚度；

L4―工具锚端外露长度，取30cm。

③将下好的钢绞线放在工作台上，在将每根钢绞线一端留40cm不作处理，其余部分涂刷黄油并套波纹管作为防护套管，。

④将钢绞线预留40cm的端头穿过各级钢质承载体的对应孔位。

图1 钢绞线的下料

（2）内锚具安装

①挤压机和油泵用油管可靠连接保证挤压机能正常运行。在每次安装内锚具挤压恒力套和固定挤压套前使挤压机运行3~5个行程。挤压前认真清理挤压模模孔中的污泥、铁锈以及合金弹簧的碎钢屑。

②查看清除掉油脂端钢绞线的端口是否能顺利穿过恒力套挤压簧、传力套及合金弹簧，如达不到上述要求，需对该端钢绞线的端口进行打磨。

③将恒力套挤压簧套在的钢绞线预留40cm位置。

④把带有恒力套挤压簧的钢绞线穿过模孔，套上恒力套插入顶压头孔内，挤压簧的全长需位于恒力套的中心孔内。

⑤恒力套外表面均匀涂抹一层薄薄的减压挤压脂，涂抹时严禁将减压挤压脂带入恒力套的中心孔内，然后将恒力套带倒角的端部送进挤压模的导向孔内。

⑥启动挤压机油泵，将第一个恒力套从挤压模徐徐挤出，正常情况下油泵的进油表最大油压不会超过35MPa。

⑦在的钢绞线上套上传力套，重复3.2.3~3.2.6进行第二个恒力套的挤压。第一、第二个恒力套与传力套之间不得留有缝隙，以保证两个恒力套形成一个整体共同承受荷载。

⑧在的钢绞线上套上定位管（5cm长，PPR材料），重复3.2.3~3.2.6进行固定挤压套的挤压，在进行固定挤压套的挤压时需时时提防合金弹簧的碎钢屑损坏挤压模。固定挤压套挤压完毕后，挤压端余下钢绞线的长度不宜大于3cm，以免下锚时擦刮锚孔孔壁导致下锚困难。

⑨完成各级钢绞线上挤压套的挤压后，在恒力套、传力套及固定挤压套表面涂上防腐油脂，从挤压套安装端给每根钢绞线依次套上安全型压力分散锚索专用密封罩。

图2 安装锚索专用密封罩

⑩然后给该级锚索安装好尼龙紧固板并对称安装紧固螺杆。最后拧紧紧固螺杆的螺母，实现对恒力套和固定挤压套的密封，重复以上所有步骤进行其余各级钢绞线的安装，并在第一级（钢绞线最长的那级）紧固板上安装导向帽。

4、锚索安装与运输

（1）将各级钢绞线组装成一束安全型压力分散锚索，并间隔1~2m安装一个隔离架。

（2）水平运输中索体的各支点间距不宜大于2.0m，弯曲半径不宜小于3.0m，不应使锚索结构受到损伤。

（3）垂直运输时，应根据索体在吊运中的状态合理设置吊点，其间距不宜大于3.0m，入孔前除主吊点外，其余吊点能快速、安全脱钩。

（4）无粘结钢绞线制作的锚索在搬运和装卸时应谨慎操作，严防与硬物质体摩擦，以免损伤波纹管。若波纹管管破损，必须修复合格后方能安装。

（5）锚索应一次放索到位，避免在安装过程中反复拖动索体。

5、注浆

（1）将输浆管与锚索注浆管连接常压注浆。

（2）注浆浆液应搅拌均匀，随拌随用，并在初凝前用完。严防石块、杂物混入浆液。

（3）当孔口溢出的浆液浓度与注入孔内的浆液浓度相当或排气管停止排气时，可停止注浆，为保证注浆质量，最好在孔口溢出浆液后并浆3~5min。

（4）浆体强度检验用的试块每30束锚索不少于一组，不足30束也应取一组试块，每组为6个试块。

6、张拉

（1）当注浆体强度达到设计强度的90%后方可进行张拉，张拉端的钢绞线必须清洁无油脂，确保锚具夹片与钢绞线在设计荷载作用下不松脱。

（2）应清除张拉施工区内与张拉作业无关的材料、设备及其它障碍物。

（3）检查或搭设张拉作业所需的工作平台、脚手架，并固定牢靠，设置安全防护设施，挂警示牌。

（4）张拉用千斤顶、压力表、测力计必须配套标定。

（5）张拉机具就位后，先进行空载试运转，检查其运行状态及可靠性。

（6）张拉机具操作人员应定人定位持证挂牌上岗，非作业人员不得进入张拉作业区，千斤顶出力方向严禁站人。

（7）由于安全型压力分散锚索每个锚固单元的自由段长度不同，张拉时先张拉单元锚索，消除在相同荷载作用下因自由段长度不同而引起的弹性伸长差，再同时张拉各单元锚索至设计的锁定荷载并锁定。也可对各单元锚索从远端开始顺序进行张拉并锁定。

7、封锚

待锚索补充注浆结束之后方可封锚，并且必须用混凝土把锚头封闭，以防止风化侵蚀，禁止出现不封锚导致锚头、钢绞线锈蚀的现象。

四、结束语

将压力分散型锚索应用于铁路工程高边坡防护施工是近几年出现的新技术，它有效地避免了普通预应力锚索锚固段应力过于集中的现象，大大增强了锚索的锚固效果，对复杂及软弱地层适应性强，锚固效果好，使用寿命高。随着国家铁路建设的快速发展，必将在山区的边坡防护工程中发挥重要的作用。

参考文献：

[1] 姚卓英：《2000kN压力分散型锚索在高边坡加固工程中的应用》，《铁道标准设计》，2009 年03期

[2] 袁波 吴国华 周富荣：《边坡工程中压力分散型锚索施工技术》，《探矿工程(岩土钻掘工 程)》，2011年10期

[3] 刘玉柳：《高边坡压力分散型锚索的应用及张拉试验分析》，《公路交通科技(应用技术 版)》，2010年08期

[4] 李江旭：《压力分散型预应力锚索施工技术》，《科技创新导报》，2008年22期