边坡防护边坡防护:锚索与锚杆框架格梁

在岩土工程领域,边坡失稳往往会引发滑坡、坍塌等地质灾害,对工程安全构成严重威胁。据统计,全球每年因边坡失稳造成的经济损失超过百亿美元,仅在我国,每年因滑坡等地质灾害导致的人员伤亡和财产损失就十分惨重。锚索与锚杆框架格梁作为主动加固技术,通过 “ 柔性锚固 + 刚性骨架 ” 的组合,将边坡表层岩土体与深部稳定地层紧密连接,形成整体性强、抗力均衡的防护体系。这种技术尤其适用于岩质边坡、高陡边坡及地质条件复杂的区域,既能控制边坡变形,又能兼顾生态绿化需求。本文将系统解析两种框架格梁的结构设计、施工工艺及质量控制要点,揭示其如何实现边坡的长期稳定。

一、锚索框架格梁:高强度锚固的刚性骨架

锚索框架格梁通过高强度钢绞线将格梁与深部稳定岩体连接,形成 “表层约束 + 深层锚固” 的双重防护,适用于高度≥10m、坡比≤1:0.5 的高陡边坡。其核心在于锚索的预张拉应力传递与框架梁的整体性承载,在实际工程中,这种结构能够有效抵抗边坡的下滑力,将潜在的滑坡风险降至最低。

1. 结构组成与材料特性

框架格梁体系:

横梁与纵梁呈正交布置,间距均为 300cm,形成方形网格结构。这种网格布局能够均匀分散边坡所承受的荷载,使每一部分结构都能充分发挥作用。横梁每隔 6m 设置一道宽 2cm 的伸缩缝,采用沥青麻絮填塞(深度 10cm),以释放温度应力。在昼夜温差较大或季节更替时,混凝土结构会因热胀冷缩产生应力,伸缩缝的设置能够有效避免这种应力对框架格梁造成破坏,确保结构的稳定性和耐久性。

截面尺寸根据锚索束数确定: 四束锚索采用 40cm×40cm(宽 × 高),C25 混凝土浇筑,梁体入土深度 30cm;五、六束锚索采用 50cm×50cm,入土深度 40cm(土质 / 软岩)或 35cm(硬质岩)。不同的截面尺寸和入土深度是根据锚索所承受的拉力以及边坡的地质条件来设计的。在土质或软岩地区,由于岩土体的承载能力相对较弱,需要更深的入土深度来保证框架格梁的稳定性;而在硬质岩地区,岩土体本身较为坚固,入土深度可以适当减少。

C25 混凝土是框架格梁常用的材料,其 28 天抗压强度标准值为 25MPa,具有较好的强度和耐久性,能够满足框架格梁在各种环境下的使用要求。在混凝土浇筑过程中,需要严格控制配合比、坍落度等参数,确保混凝土的质量。同时,为了提高混凝土的抗裂性能,还可以在混凝土中掺入适量的粉煤灰、矿渣等掺合料。

锚索核心参数:

采用 φ15.2mm 高强度低松弛钢绞线(强度 1860MPa),四束锚索配套 OVM15-4 型锚具,钢套管直径 φ76mm。φ15.2mm 的钢绞线具有较高的强度和韧性,1860MPa 的强度能够保证锚索在承受巨大拉力时不会发生断裂。低松弛性能则可以减少锚索在长期使用过程中的应力损失,确保锚固效果的持久性。

锚索长度 = 设计长度 + 1.5m(张拉段),锚固段设置扩张环(间距 0.5m)与定位环(间距 1.5m),确保钢绞线均匀受力。张拉段的设置是为了便于锚索的张拉作业,通过张拉设备对锚索施加预应力,使锚索产生弹性变形,从而将拉力传递到深部稳定岩体。扩张环和定位环的作用是将钢绞线均匀分布在锚固段内,避免钢绞线之间相互挤压、摩擦,确保每根钢绞线都能均匀受力。扩张环可以增加锚索与注浆体之间的接触面积,提高锚固力;定位环则可以保证钢绞线在锚固段内的位置准确,防止钢绞线发生偏移。

自由段钢绞线采用 φ25~φ22 塑料软管防护,管端用胶布密封,内部填充防锈脂;锚固段钢绞线需除锈处理,增强与注浆体的粘结力。自由段钢绞线处于边坡的潜在滑动面以上,需要进行防护以避免受到外界环境的侵蚀。塑料软管具有良好的耐腐蚀性和绝缘性,能够保护钢绞线不受地下水、土壤等因素的影响。防锈脂则可以进一步提高钢绞线的防锈能力,延长其使用寿命。锚固段钢绞线与注浆体之间的粘结力是保证锚索锚固效果的关键,除锈处理可以去除钢绞线表面的铁锈、油污等杂质,使钢绞线与注浆体能够紧密结合,提高锚固力。

OVM15-4 型锚具是一种常用的锚索锚具,由锚板、夹片等部件组成。锚板上设有 4 个锥形孔,与钢绞线的直径相匹配。夹片采用高强度合金材料制成,具有良好的夹持性能,能够将钢绞线牢固地锚固在锚板上。在锚索张拉过程中,夹片会随着钢绞线的拉伸而自动咬紧钢绞线,防止钢绞线滑移。钢套管的作用是保护锚索在钻孔内的部分,避免受到钻孔壁的摩擦和挤压,同时也可以防止注浆体泄漏。

2. 关键施工工艺与技术控制

锚索制作与安装:

钢绞线下料采用机械切割(严禁电焊 / 气焊), 下料长度公式为:L=Ls(孔深)+Lm(锚具厚度)+Ld(张拉工作长度)+a(调节长度) 。机械切割能够保证钢绞线的切口平整,避免电焊 / 气焊切割时产生的高温对钢绞线的性能造成影响。钢绞线的力学性能对温度较为敏感,高温会导致其强度降低、韧性下降,从而影响锚索的整体性能。在计算下料长度时,需要准确测量孔深、锚具厚度、张拉工作长度等参数,确保钢绞线的长度符合设计要求。调节长度 a 的设置是为了应对施工过程中的各种误差,保证锚索能够顺利安装和张拉。

编束时确保钢绞线平直不扭结,锚固段包裹 1.5×1.5cm 钢丝网(伸入自由段 50cm),前端安装锥形导向帽(与钢绞线焊接固定)。钢绞线在编束过程中如果出现扭结,会导致其受力不均匀,在张拉时容易发生断裂。因此,编束时需要将钢绞线理顺,保持平直。锚固段包裹钢丝网可以增加锚索与注浆体之间的粘结面积,提高锚固力。钢丝网的网格尺寸为 1.5×1.5cm,能够有效防止注浆体在凝固过程中出现收缩裂缝,同时也可以增强锚固段的整体性。锥形导向帽的作用是便于锚索在安装过程中顺利进入钻孔,减少与钻孔壁的摩擦和碰撞。导向帽与钢绞线之间的焊接需要牢固,避免在安装过程中脱落。

安装采用人工推送或穿束支架辅助,入孔过程避免弯曲、碰撞,若遇坍孔需重新清孔后再安装,确保锚索到位深度符合设计。人工推送适用于较短的锚索,对于较长的锚索则需要采用穿束支架辅助。在安装过程中,需要缓慢推送锚索,避免锚索发生弯曲、碰撞,以免损坏钢绞线和防护层。如果遇到坍孔现象,需要立即停止安装,采用高压风或清水将钻孔内的坍渣清除干净后再继续安装。锚索到位深度是保证锚固效果的关键,必须严格按照设计要求进行控制,通常要求锚索的锚固段全部进入稳定地层。

在锚索制作与安装过程中,需要对每一道工序进行严格的质量检查。例如,钢绞线的切割长度、编束质量、导向帽的焊接质量等都需要进行检查,确保符合设计和规范要求。同时,还需要做好施工记录,详细记录锚索的制作和安装情况,为后续的质量追溯提供依据。

分级注浆工艺:

一般地层采用一次注浆:锚固段与自由段同步灌注 M30 水泥浆(水灰比 0.45~0.5),孔底返浆法施工,压力 0.5~1.0MPa,注浆后需补浆至孔口饱满。M30 水泥浆是一种高强度的注浆材料,其 28 天抗压强度标准值为 30MPa,能够为锚索提供足够的锚固力。水灰比是影响水泥浆性能的重要参数,0.45~0.5 的水灰比能够使水泥浆具有较好的流动性和强度。孔底返浆法是一种常用的注浆方法,其原理是将注浆管插入钻孔底部,通过注浆泵将水泥浆从孔底向上灌注,当水泥浆从孔口溢出时,表明钻孔已经灌满。这种方法能够确保水泥浆充满钻孔,避免出现空洞。注浆压力是保证注浆质量的关键,0.5~1.0MPa 的注浆压力能够使水泥浆充分渗透到岩土体的孔隙中,提高岩土体的强度和整体性。注浆后补浆至孔口饱满是为了弥补水泥浆在凝固过程中的体积收缩,确保钻孔内充满水泥浆。

复杂地层(炭质页岩、断层破碎带等)采用二次注浆:第一次注浆 1~2 小时后,通过 φ25 镀锌钢管(锚固段钻 5mm 注浆孔,间距 30cm 梅花形布置)进行高压劈裂注浆,压力 1.5~2.0MPa,强化岩体锚固力。炭质页岩、断层破碎带等复杂地层的岩土体结构松散、孔隙率大,一次注浆往往难以达到理想的锚固效果。二次注浆是在第一次注浆的基础上,通过高压劈裂的方式将水泥浆注入岩土体的深层孔隙中,进一步提高岩土体的强度和整体性。φ25 镀锌钢管具有较好的强度和耐腐蚀性,能够承受高压注浆压力。锚固段的注浆孔采用梅花形布置,能够使水泥浆均匀地分布在锚固段周围的岩土体中。1.5~2.0MPa 的高压注浆压力能够使水泥浆劈裂岩土体,形成新的注浆通道,从而提高锚固效果。

在注浆过程中,需要严格控制注浆材料的质量、配合比、注浆压力和注浆量等参数。同时,还需要对注浆过程进行实时监测,观察注浆压力、注浆量的变化情况,以及孔口是否有返浆现象。如果发现异常情况,需要及时采取措施进行处理。注浆完成后,需要对注浆效果进行检查,常用的检查方法有压水试验、钻芯取样等。

分级张拉与锁定:

张拉时机: 注浆体龄期 15~20 天、框架梁混凝土强度达 80% 以上。注浆体需要一定的时间才能达到设计强度,15~20 天的龄期能够保证注浆体具有足够的强度来承受锚索的张拉应力。框架梁混凝土强度达 80% 以上是为了确保框架梁能够承受锚索张拉时产生的反力,避免框架梁在张拉过程中发生变形或破坏。

张拉设备: 采用智能张拉系统(千斤顶与油泵配套标定),按 “25%→50%→75%→100%→110%” 五级进行,除最后一级稳定 20~30 分钟外,其余每级稳定 2~5 分钟,记录锚头位移、油表读数等数据。智能张拉系统是一种自动化的张拉设备,能够精确控制张拉应力和张拉速度,提高张拉质量。千斤顶与油泵配套标定是为了确保张拉设备的精度,标定周期通常为 3 个月或张拉次数达到规定值。分级张拉能够使锚索均匀受力,避免因张拉应力过大而导致锚索断裂或岩土体破坏。每级张拉稳定一段时间是为了让锚索和岩土体有足够的时间进行变形协调,确保张拉应力能够稳定传递。记录锚头位移、油表读数等数据可以用于分析锚索的受力情况和变形规律,为后续的锁定提供依据。

预张拉控制: 先单根张拉钢绞线(小千斤顶)确保平顺,再以 0.1~0.2 倍设计力预张拉 1~2 次,最后按设计吨位锁定,引伸量误差控制在 ±6% 以内。单根张拉钢绞线能够确保每根钢绞线的受力均匀,避免因钢绞线之间的受力不均而导致部分钢绞线过载。预张拉的目的是消除钢绞线的松弛现象,使锚索的受力更加稳定。引伸量是锚索张拉过程中的重要参数,其误差控制在 ±6% 以内能够保证张拉应力的准确性。如果引伸量误差过大,需要分析原因并采取相应的措施进行处理,如调整张拉应力、检查锚索的制作和安装质量等。

在锚索张拉与锁定过程中,需要严格遵守操作规程,确保施工安全。张拉设备的操作人员需要经过专业培训,熟悉设备的性能和操作方法。同时,还需要在张拉区域设置警示标志,禁止无关人员进入。张拉完成后,需要对锚索的锁定情况进行检查,确保锚具能够牢固地夹持钢绞线,避免出现滑移现象。

框架梁施工要点:

钢筋绑扎: 主筋采用 φ16~φ22HRB400,箍筋 φ12HRB400,保护层厚度 50mm,焊接接头双面焊≥5d、单面焊≥10d,同一截面接头率≤50%。HRB400 钢筋是一种高强度螺纹钢筋,其屈服强度标准值为 400MPa,具有较好的强度和韧性,能够满足框架梁的受力要求。主筋和箍筋的直径和间距是根据框架梁的受力情况设计的,φ16~φ22 的主筋和 φ12 的箍筋能够为框架梁提供足够的抗弯、抗剪强度。保护层厚度 50mm 是为了保护钢筋不受外界环境的侵蚀,确保钢筋的耐久性。焊接接头的长度和同一截面接头率的控制是为了保证钢筋连接的质量,避免因接头质量问题而影响框架梁的受力性能。双面焊≥5d、单面焊≥10d(d 为钢筋直径)能够保证焊接接头的强度不低于钢筋本身的强度。同一截面接头率≤50% 可以避免因接头过于集中而导致框架梁在受力过程中出现应力集中现象。

模板安装: 采用钢模板(刚度≥2000N/m),短锚杆固定于坡面,拼缝用海绵条密封,钢管加固确保垂直度误差≤3mm/m。钢模板具有刚度大、平整度高、周转次数多等优点,能够保证框架梁的截面尺寸和外观质量。刚度≥2000N/m 的钢模板能够抵抗混凝土浇筑过程中产生的侧压力,避免模板变形。短锚杆固定于坡面可以保证模板的稳定性,防止模板在混凝土浇筑过程中发生位移。拼缝用海绵条密封能够防止混凝土浇筑过程中出现漏浆现象,确保框架梁的外观质量。钢管加固可以进一步提高模板的刚度和稳定性,垂直度误差≤3mm/m 能够保证框架梁的垂直度符合设计要求。

混凝土浇筑: C25 混凝土泵送施工,锚孔周围加密振捣(插入式振动棒间距≤30cm),分段施工时预留伸缩缝与连接钢筋。C25 混凝土泵送施工能够提高混凝土浇筑的效率和质量,确保混凝土能够均匀地填充框架梁的各个部位。锚孔周围是框架梁的受力关键部位,加密振捣能够保证该部位的混凝土密实度,避免出现蜂窝、麻面等缺陷。插入式振动棒的间距≤30cm 可以确保混凝土振捣均匀,振动时间一般为 15~30s,以混凝土表面呈现浮浆、不再下沉为止。分段施工时预留伸缩缝与连接钢筋是为了适应框架梁的温度变形和结构受力要求。伸缩缝的设置能够避免框架梁因温度变化而产生裂缝;连接钢筋则可以保证分段施工的框架梁之间能够传递力,形成整体结构。

在框架梁施工过程中,需要对钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑等工序进行严格的质量控制。例如,钢筋的规格、数量、间距、保护层厚度等都需要符合设计要求;模板的安装位置、尺寸、垂直度等需要进行检查;混凝土的配合比、坍落度、浇筑顺序、振捣质量等需要进行控制。同时,还需要做好混凝土的养护工作,养护时间不少于 7 天,确保混凝土能够达到设计强度。

二、锚杆框架格梁:中等荷载下的经济型加固

锚杆框架格梁通过螺纹钢筋将格梁与边坡岩体连接,适用于高度≤10m、坡比 1:0.5~1:0.75 的中等稳定边坡,具有成本低、施工简便的特点,其核心是通过锚杆的抗剪与抗拉作用约束边坡变形。与锚索框架格梁相比,锚杆框架格梁的锚固力相对较小,但在中等荷载条件下能够满足边坡防护的要求,且施工成本较低,因此在一些对成本较为敏感的工程中得到了广泛应用。

1. 结构设计与材料要求

框架格梁参数:

横梁与纵梁间距 300cm,同锚索框架设置伸缩缝(2cm 宽,沥青麻絮填塞),截面尺寸 30cm×30cm(C25 混凝土),嵌入坡面总厚度 30cm(其中入土 25cm,植草防护 5cm)。横梁与纵梁的间距设置为 300cm,能够使框架格梁均匀地覆盖边坡表面,分散边坡所承受的荷载。伸缩缝的设置与锚索框架格梁相同,都是为了释放温度应力,避免框架格梁因温度变化而产生裂缝。30cm×30cm 的截面尺寸和 C25 混凝土材料能够满足中等荷载条件下框架格梁的受力要求。嵌入坡面总厚度 30cm,其中入土 25cm 可以保证框架格梁与边坡岩体之间有足够的粘结力和摩擦力,防止框架格梁在边坡变形时发生滑移;植草防护 5cm 则可以起到美化环境、保持水土的作用,同时也能增加边坡的稳定性。

每级边坡高度 8~10m,设≥2m 宽平台(3% 横坡),平台边缘设检查踏步(C20 预制块砌筑)。每级边坡高度设置为 8~10m,是综合考虑了边坡的稳定性和施工的便利性。过高的边坡会增加施工难度和风险,过低则会增加工程成本。≥2m 宽的平台可以为施工人员和设备提供操作空间,同时也可以起到缓冲作用,减少边坡顶部的荷载对下部边坡的影响。3% 的横坡能够保证平台表面不积水,避免雨水渗入边坡内部导致边坡失稳。检查踏步的设置是为了方便后期对边坡的检查和维护,C20 预制块具有较好的强度和耐久性,能够满足踏步的使用要求。

锚杆技术指标:

采用 φ32HRB400 螺纹钢,长度 11.5m,水平倾角 20°,定位筋间距 150cm(φ8HPB300 制作)。φ32HRB400 螺纹钢具有较高的强度和韧性,能够承受较大的拉力和剪力,满足锚杆的受力要求。11.5m 的长度可以保证锚杆能够深入到稳定地层中,为边坡提供足够的锚固力。水平倾角 20° 的设置是为了使锚杆能够更好地发挥抗剪作用,同时也能减少锚杆对边坡岩体的扰动。定位筋间距 150cm 可以保证锚杆在钻孔内的位置准确,避免锚杆发生偏移,φ8HPB300 钢筋制作的定位筋具有较好的强度和塑性,能够满足定位要求。

注浆体为 M30 水泥砂浆(掺阻锈剂),采用孔底返浆法施工,压力 0.5~1.0MPa,注浆管不得重复使用,孔口需补浆至饱满。M30 水泥砂浆具有较高的强度和粘结力,能够将锚杆与边坡岩体牢固地粘结在一起,掺加阻锈剂可以提高锚杆的抗腐蚀性能,延长锚杆的使用寿命。孔底返浆法施工能够确保水泥砂浆充满钻孔,避免出现空洞,0.5~1.0MPa 的注浆压力能够使水泥砂浆充分渗透到岩土体的孔隙中,提高锚固效果。注浆管不得重复使用是为了避免注浆管内残留的水泥砂浆堵塞管道,影响下次注浆质量。孔口补浆至饱满是为了弥补水泥砂浆在凝固过程中的体积收缩,确保钻孔内充满水泥砂浆。

2. 施工关键控制环节

锚杆制作与安装:

钢筋连接采用双面帮焊(长度≥5d)或单面焊(≥10d),定位筋与锚杆满焊固定,预留注浆管通道。钢筋连接的质量直接影响锚杆的受力性能,双面帮焊和单面焊的长度要求能够保证焊接接头的强度不低于钢筋本身的强度。定位筋与锚杆满焊固定可以确保定位筋在锚杆上的位置准确,不会发生松动或脱落。预留注浆管通道是为了便于后期的注浆作业,确保水泥砂浆能够顺利地注入钻孔内。

钻孔直径≥设计孔径 5mm,孔深超设计 50mm 以上,清孔采用高压风(0.2~0.4MPa)清除浮渣,验孔合格后立即安装锚杆。钻孔直径和孔深是保证锚杆能够顺利安装和发挥锚固作用的关键参数,钻孔直径≥设计孔径 5mm 可以为锚杆和注浆体提供足够的空间,孔深超设计 50mm 以上可以确保锚杆的锚固段能够深入到稳定地层中。清孔采用高压风能够有效地清除钻孔内的浮渣和粉尘,避免浮渣和粉尘影响锚杆与注浆体之间的粘结力。验孔合格后立即安装锚杆可以避免钻孔内进入杂物,保证锚杆的安装质量。

在锚杆制作与安装过程中,需要对钢筋的连接质量、钻孔的尺寸和清孔质量、锚杆的安装位置和深度等进行严格的检查。例如,焊接接头的外观质量需要符合要求,不得有裂纹、夹渣等缺陷;钻孔的直径和孔深需要用专用工具进行测量;锚杆的安装位置和深度需要用全站仪等设备进行定位和检查。

拉拔试验要求:

试验时机: 砂浆强度达设计值 70%(不少于 7d),每 300 根锚杆抽检 1 组(3 根),监理旁站见证。拉拔试验是检验锚杆锚固力的重要手段,砂浆强度达设计值 70%(不少于 7d)可以保证试验结果的准确性。每 300 根锚杆抽检 1 组(3 根)能够全面反映锚杆的锚固质量,监理旁站见证可以保证试验过程的公正性和客观性。

试验控制: 匀速加压(速率 10~20kN/min),最大拉力为设计值的 1.2 倍,持荷 5 分钟无滑移,记录位移 - 荷载曲线。匀速加压可以避免因荷载变化过快而导致试验结果不准确,10~20kN/min 的速率是经过大量试验验证的合理范围。最大拉力为设计值的 1.2 倍可以检验锚杆在超载情况下的锚固性能,持荷 5 分钟无滑移可以确保锚杆的锚固力具有足够的稳定性。记录位移 - 荷载曲线可以用于分析锚杆的受力变形特性,为后续的工程设计和施工提供参考。

拉拔试验完成后,需要对试验结果进行分析和评定。如果试验结果满足设计要求,则可以进行下一道工序;如果试验结果不满足设计要求,则需要查明原因并采取相应的措施进行处理,如增加锚杆数量、调整锚杆参数等。

植草绿化技术:

草种选择: 耐旱、耐贫瘠、根系发达的本地品种(如紫花苜蓿、狗牙根等),成活率≥90%。选择适合当地生长条件的草种是保证植草绿化效果的关键,耐旱、耐贫瘠的草种能够在边坡的恶劣环境中生长,根系发达的草种可以起到固土作用,增加边坡的稳定性。紫花苜蓿和狗牙根是两种常用的边坡绿化草种,具有较好的适应性和生长性能。成活率≥90% 能够保证边坡的绿化效果,同时也能充分发挥草种的固土作用。

种植工艺: 框架格梁内铺设 5cm 厚种植土,采用喷播法施工(草种 + 有机肥 + 保水剂混合),后期洒水养护不少于 28 天。铺设 5cm 厚种植土可以为草种的生长提供良好的土壤环境,种植土需要选择肥沃、疏松、排水良好的土壤。喷播法施工是一种高效的种植方法,能够将草种、有机肥、保水剂等均匀地喷洒在边坡表面,提高种植效率和质量。有机肥可以为草种的生长提供养分,保水剂可以提高土壤的保水能力,有利于草种的发芽和生长。后期洒水养护不少于 28 天可以保证草种能够顺利发芽和生长,养护过程中需要控制洒水的量和频率,避免水量过大导致土壤流失或水量不足影响草种生长。

植草绿化不仅可以美化环境,还可以起到保持水土、减少水土流失的作用,同时也能增加边坡的稳定性。在植草绿化过程中,需要对草种的选择、种植土的质量、喷播施工的质量以及后期的养护等进行严格的控制,确保植草绿化效果。

三、共性施工流程与质量管控

锚索与锚杆框架格梁施工均遵循  “ 测量放样→边坡修整→基础处理→锚固体系施工→框架梁浇筑→防护绿化”  的流程,核心管控要点包括:

1. 前期准备与边坡处理

测量放样:

采用全站仪定位,孔位偏差≤±2cm,框架梁轴线偏差≤5cm,用钢筋 + 油漆标记,确保梁体嵌入坡面深度符合设计。全站仪是一种高精度的测量仪器,能够准确地确定孔位和框架梁轴线的位置。孔位偏差≤±2cm 和框架梁轴线偏差≤5cm 能够保证锚固体系和框架梁的位置准确,符合设计要求。用钢筋 + 油漆标记可以使施工人员清晰地了解孔位和框架梁的位置,避免施工过程中出现偏差。确保梁体嵌入坡面深度符合设计是保证框架梁稳定性的关键,需要在测量放样过程中进行严格控制。

在测量放样前,需要对测量仪器进行校准和检验,确保仪器的精度符合要求。同时,还需要对设计图纸进行仔细审核,了解设计意图和技术要求,为测量放样提供准确的依据。测量放样完成后,需要进行复核,确保测量结果的准确性。

边坡开挖与修整:

开挖方式: 浅孔爆破(深度≤5m)或深孔爆破(>5m),靠近路基侧采用减弱装药(单耗降低 30%)形成 “防护墙”,边坡采用预裂爆破(炮孔间距 40~60cm)。根据边坡的高度和地质条件选择合适的开挖方式,浅孔爆破适用于高度较低的边坡,深孔爆破适用于高度较高的边坡。靠近路基侧采用减弱装药形成 “防护墙” 可以减少爆破对路基的影响,保护路基的稳定性。预裂爆破是一种控制爆破技术,能够在边坡表面形成一道裂缝,减少爆破对边坡岩体的扰动,保护边坡的稳定性。炮孔间距 40~60cm 是经过试验确定的合理参数,能够保证预裂爆破的效果。

坡面修整: 人工清坡(安全带防护),对易风化土层预留 10~20cm 保护层,待支护时再开挖,孤石采用静态爆破清除。人工清坡能够保证坡面的平整度,去除坡面的浮土、碎石等杂物,为后续的施工创造良好的条件。安全带防护可以确保施工人员的安全,避免发生高空坠落事故。对易风化土层预留 10~20cm 保护层可以防止土层在支护施工前发生风化剥落,待支护时再开挖可以保证保护层的开挖质量。孤石采用静态爆破清除可以避免采用常规爆破对边坡岩体造成扰动,静态爆破是一种利用膨胀剂的膨胀力使岩石破裂的方法,具有安全、环保、对周围环境影响小等优点。

边坡开挖与修整是锚索与锚杆框架格梁施工的基础,其质量直接影响后续施工的质量和边坡的稳定性。在开挖与修整过程中,需要严格控制开挖坡度、坡面平整度等参数,同时要做好安全防护措施,确保施工安全。

截水沟施工:

位置: 设于边坡顶线 5m 以外,采用浆砌片石(M7.5 砂浆),沟底抹面(2cm 厚),伸缩缝上下贯通(宽 2cm),养护不少于 7d。截水沟的位置设置在边坡顶线 5m 以外可以有效地拦截坡面上方的雨水,避免雨水直接冲刷边坡,减少边坡的水土流失。浆砌片石(M7.5 砂浆)具有较好的强度和耐久性,能够保证截水沟的使用寿命。沟底抹面(2cm 厚)可以提高截水沟的防渗性能,避免雨水渗入边坡内部。伸缩缝上下贯通(宽 2cm)能够释放截水沟因温度变化而产生的应力,避免截水沟出现裂缝。养护不少于 7d 可以保证浆砌片石和抹面砂浆能够达到设计强度,确保截水沟的质量。

截水沟施工完成后,需要进行通水试验,检查截水沟的排水性能和防渗性能。如果发现排水不畅或有渗漏现象,需要及时进行处理。

2. 质量验收标准

项目

允许偏差

检验方法

锚孔位置

±20mm

全站仪测量

孔深

+50mm , 0

测绳    +  钢尺

孔径

≥ 设计值

孔径仪检查

锚索张拉引伸量

±6%

位移传感器

框架梁截面尺寸

±5mm

钢尺测量

混凝土强度

≥ 设计值

试块抗压试验

边坡平台平整度

≤10mm

2m   靠尺

锚孔位置的允许偏差为 ±20mm,采用全站仪测量可以准确地检验锚孔位置的偏差情况。孔深的允许偏差为 + 50mm,0,即孔深可以比设计值深 50mm,但不能小于设计值,采用测绳 + 钢尺可以测量孔深。孔径的允许偏差为≥设计值,采用孔径仪检查可以检验孔径是否符合要求。锚索张拉引伸量的允许偏差为 ±6%,采用位移传感器可以准确地测量引伸量。框架梁截面尺寸的允许偏差为 ±5mm,采用钢尺测量可以检验截面尺寸是否符合要求。混凝土强度的允许偏差为≥设计值,采用试块抗压试验可以检验混凝土的强度。边坡平台平整度的允许偏差为≤10mm,采用 2m 靠尺可以检验平台的平整度。

在质量验收过程中,需要严格按照上述标准进行检验,对不符合要求的项目要及时进行整改,直至达到验收标准。同时,要做好质量验收记录,为工程的质量追溯提供依据。

3. 安全防护措施

高空作业: 搭设脚手架(步距≤1.8m),作业人员系双钩安全带,坡面设置安全母绳(φ12mm 钢丝绳)。高空作业具有较高的危险性,搭设脚手架可以为施工人员提供安全的操作平台,步距≤1.8m 能够保证脚手架的稳定性和安全性。作业人员系双钩安全带可以防止人员从高空坠落,双钩安全带可以在一个挂钩失效时,另一个挂钩仍然能够起到保护作用。坡面设置安全母绳(φ12mm 钢丝绳)可以为施工人员提供安全的保险绳,施工人员在坡面作业时可以将安全带挂钩挂在安全母绳上,确保人员的安全。

爆破安全: 爆破警戒半径≥200m,哑炮处理采用二次爆破法,严禁掏挖。爆破作业具有较高的危险性,设置爆破警戒半径≥200m 可以防止无关人员进入爆破区域,避免发生安全事故。哑炮处理采用二次爆破法可以确保哑炮得到安全处理,避免因哑炮爆炸而造成人员伤亡和财产损失。严禁掏挖哑炮是为了防止在处理哑炮过程中发生爆炸事故。

张拉安全: 千斤顶后严禁站人,设置防护挡板(厚≥5mm 钢板),操作人员佩戴防护眼镜。张拉作业过程中,千斤顶可能会发生意外回弹,千斤顶后严禁站人可以防止人员受到伤害。设置防护挡板(厚≥5mm 钢板)可以进一步保护人员的安全,防止张拉过程中产生的碎片伤人。操作人员佩戴防护眼镜可以保护眼睛免受伤害。

安全防护措施是保障施工人员生命安全和工程顺利进行的重要保障,在施工过程中必须严格执行。同时,要定期对安全防护设施进行检查和维护,确保其完好有效。

锚索与锚杆框架格梁的本质是通过 “ 刚性骨架约束表层变形 + 柔性锚固传递深层应力 ” 的协同作用,将边坡从 “ 松散体 ” 转化为 “ 整体结构 ”。刚性骨架(框架格梁)能够约束边坡表层的变形,防止边坡表层岩土体发生滑移;柔性锚固(锚索或锚杆)能够将边坡的应力传递到深部稳定地层中,利用深部地层的承载能力来平衡边坡的下滑力。

施工中需精准把握 注浆体强度、张拉应力、 框架梁整体性 三大核心,同时兼顾生态恢复需求。

注浆体强度是保证锚固效果的基础,无论是锚索还是锚杆,其锚固力的传递都依赖于注浆体与岩土体、注浆体与锚筋之间的粘结力。注浆体强度不足会导致粘结力下降,进而影响锚固效果,甚至可能导致锚筋拔出失效。因此,在施工过程中,必须严格控制注浆材料的质量、配合比、搅拌时间等参数,确保注浆体的强度符合设计要求。同时,还需要做好注浆过程的质量控制,保证注浆体饱满、密实,避免出现空洞、蜂窝等缺陷。

张拉应力的控制是锚索施工的关键环节,合理的张拉应力能够使锚索产生足够的预应力,约束边坡的变形。张拉应力过小,锚索无法提供足够的锚固力,难以控制边坡变形;张拉应力过大,则可能导致锚索断裂或岩土体破坏,影响边坡的稳定性。因此,在张拉过程中,需要严格按照设计要求进行分级张拉,控制张拉速率和持荷时间,确保张拉应力准确、稳定。同时,还需要对张拉过程中的各项参数进行实时监测,如锚头位移、油表读数等,及时发现并处理异常情况。

框架梁整体性是保证防护体系发挥作用的重要保障,框架梁作为刚性骨架,需要将各个锚固点连接成一个整体,共同承受边坡的荷载。如果框架梁整体性不足,可能会导致局部受力过大,出现裂缝、变形等问题,进而影响整个防护体系的稳定性。因此,在框架梁施工过程中,需要严格控制钢筋的绑扎质量、模板的安装质量、混凝土的浇筑质量等,确保框架梁的截面尺寸、强度、刚度等符合设计要求。同时,还需要做好框架梁之间的连接处理,如伸缩缝的设置、连接钢筋的焊接等,保证框架梁的整体性。

在兼顾生态恢复需求方面,植草绿化是一种有效的手段。植草不仅可以美化环境,还可以通过植物根系的固土作用,增加边坡的稳定性,减少水土流失。在选择草种时,需要考虑当地的气候条件、土壤性质等因素,选择适合当地生长的草种。在种植过程中,需要保证种植土的质量和厚度,采用合理的种植工艺,做好后期的养护管理,确保草种的成活率和生长状况。

在复杂地质条件下,两种技术的组合应用既能控制工程风险,又能实现经济合理。例如,在高陡边坡中,下部边坡坡度较陡、受力较大,可以采用锚索框架格梁进行加固,利用锚索的高强度锚固力来控制边坡变形;上部边坡坡度相对较缓、受力较小,可以采用锚杆框架格梁进行加固,既能满足锚固要求,又能降低工程成本。这种组合应用可以根据边坡的具体情况,灵活调整两种技术的应用范围和参数,实现安全、经济、有效的边坡防护。

随着工程建设的不断发展,边坡防护技术也在不断创新和完善。锚索与锚杆框架格梁作为一种成熟、有效的边坡防护技术,在未来的工程实践中仍将发挥重要作用。同时,还需要不断探索新的材料、新的工艺、新的设计理念,进一步提高边坡防护的效果和经济性,为工程建设的安全、可持续发展提供有力保障。

总之,锚索与锚杆框架格梁技术是边坡防护领域的重要成果,其发展和应用体现了工程技术人员对岩土体特性的深入认识和对工程安全的高度重视。在实际工程中,只有严格按照设计要求和规范进行施工,精准把握各个环节的质量控制要点,才能充分发挥其优势,确保边坡的长期稳定,实现工程建设的安全、经济、环保目标。

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THE END
0.隧道开挖进尺规定隧道开挖进尺规定:软弱围岩隧道采用台阶法开挖时,Ⅴ、Ⅵ级围岩中上台阶每循环开挖进尺不应大于1榀钢架间距,Ⅳ级围岩中不应jvzquC41x0<7nj|0ep5xgwic13752A;30cyqz
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