公路工程高边坡锚索边坡防护加固技术

摘要：本文分析预应力锚索的技术原理特点、施工工艺及质量控制要点，结合工程案例探讨，希望为公路高边坡加固工程提供有效参考。

关键词：公路工程；高边坡防护；预应力锚索；边坡加固

1预应力锚索技术原理与特点

1.1技术原理

预应力模组边坡加固系统主要由锚固段、自由段和外锚头三部分组成。其核心技术是通过预先施加的拉力，让潜在的滑体与稳定的岩体形成复合承载体。在具体操作过程中先进行钻孔穿透滑裂面，然后在锚固顿注入水泥浆，形成粘连体，再使用张拉钢绞线产生压力，从而提高其抗滑力。

1.2技术优势

预应力锚索技术具有结构量化轻、受力合理、施工便捷，生态友好等4个优点。因为锚索系统的自重仅为抗滑桩的1/5-1/8，在一些较为陡峭的区域中使用起来十分便捷。而且由于锚索的倾角和间距能够进行精准的调控。因此能够进行有效的受力。在具体施工过程中可依据具体情况进行模块化施工，其施工效率极高，而且在施工过程中不会对地面造成严重的破坏，在后期能够便于植被的恢复。

1.3适用条件

预应力锚索技术虽然具备足够的优点，但是在使用过程中也会受到地质条件、边坡特征以及环境要求的限制。子链技术比较适用于研制边坡和土质均匀的边坡。如果边坡较为松散或地下水丰富，在操作过程中需要进行注浆加固。而且一般坡高30-80m、坡度45°-70°时经济效益最佳。当坡高超过100m时，需采用多排锚索与框架梁组合体系。在操作过程中，如果周围有相应的建筑需控制爆破振动速度＜2cm/s。腐蚀性环境应选用镀锌钢绞线或纤维增强聚合物（FRP）锚索。值得注意的是，该技术需结合动态监测系统实时调整锚固力，确保长期稳定性。施工时应优先采用逆作法分段施工，减少对周边土体的扰动。

2施工工艺流程与技术要点

2.1总体施工流程

公路高边坡预应力锚索施工遵循"先支护后开挖"原则，在实施的过程中，要确保边坡的稳定与工程施工的安全。首先进行边坡修整与脚手架搭设，采用机械削坡结合人工找平，使坡面平整度偏差≤5cm，同时搭设承重≥2kN/m²的满堂脚手架作为作业平台。随后进行钻孔定位，采用全站仪按设计间距放样孔位，造孔采用潜孔钻机，终孔深度超设计0.5m，垂直度偏差＜1%。锚索制作严格按设计长度编索，采用φ15.2钢绞线，防腐处理包括涂PE套与黄油填充。安装时采用导向架推送，确保锚索居中。注浆施工分两次进行，首次常压注浆，二次高压劈裂注浆，浆液采用P.O42.5水泥。框架梁浇筑根据设计要求，采用C30钢筋混凝土现场立模浇筑，养护≥7天。锚索张拉分三级加载，持荷10min后锁定，张拉伸长量误差控制在±6%。最后封锚采用C30细石混凝土，厚度≥10cm，养护期≥14天。全过程通过位移监测动态调整施工参数，确保边坡变形控制在允许范围内。

2.2关键工序技术要点

2.2.1钻孔施工

预应力锚索施工之前要根据边坡岩性选择适合的工具，一般软岩（单轴抗压强度＜30MPa）采用XY-100型回转钻机，中硬岩（30-60MPa）选用宣化QZJ-100型潜孔锤，硬岩（＞60MPa）则配置牙轮钻机。在施工过程中还要做好精度控制，施工人员采用全站仪放样，将孔位偏差控制在合理范围之内。在破碎地层施工过程中，要采用钢管钻进工艺，避免在钻孔的过程中出现坍塌，而且如果地下水较为丰富，要采用相应的凝固剂，确保在钻孔注浆的过程中不会出现意外的情况。同时能够有效保证注浆效果，而且在施工的过程中还要采用侧斜仪动态的监测孔道的偏差情况，在施工过程中进行每5米一次的监测，确保能够提升成孔的质量，为高边坡提供稳定可靠的技术支撑。

2.2.2锚索制作与安装

依据工程的具体情况选择适合的钢绞线，一般而言要选择符合GB/T5224标准，采用7Φ5（7股直径5mm）结构，极限强度1860MPa。在锚索制作的过程中要确保下料长度=设计长度+1.5m，隔离支架间距1.5-2m，确保钢绞线平行，同时要将某固段进行去油污处理，确保增强其粘连性，而且要使用PR导向帽，做好锚索头的保护。PR导向帽安装前需检查其密封性能，防止注浆时浆液渗入。如果遇到卡索的情况，要采用旋转推进法，避免强制冲突，对锚索造成破坏，或者可适当涂抹润滑剂辅助推进，如果仍无法通过，应检查钻孔轴线偏差是否超标。

2.2.3注浆工艺

注浆工艺以42.5普通硅酸盐水泥为例。在完整岩层水灰比在0.4-0.45（重量比，添加剂要使用减水剂（0.5%-1%）、膨胀剂（8%-10%）;流动度控制在≥30s（马氏漏斗）。注浆方法采用一次注浆，压力控制在0.3-0.5MPa。在破碎带二次注浆时，首次0.5MPa，12小时后加压至1.5-2MPa，在注浆完后每50m³留取3组试件，要求7d强度≥25MPa，28d≥50MPa。随后通过无损检测查看注浆是否饱满。

2.2.4张拉锁定

以1000kN锚索为例，一般预张拉进行10%设计荷载，然后保持五分钟，之后进行分级张拉，进行25%→50%→75%→100%的逐级提升，在张拉的时候要控制好保持时间，在进行超张拉时，要将110%的张拉保持15分钟，要将荷载值锁定在90%。在张拉的过程中要注意中心受压式千斤顶的型号，同时做好相邻锚索张拉的间隔时间，避免损失超过10%，如果超过要进行补张拉。

2.3组合加固技术

在具体工程实施的过程中，如果地质条件相对特殊，要采用锚索+框架梁的方法，框架梁截面通常为0.3m×0.4m，节点处预埋锚垫板。在某高速公路工程实施的过程中，使用了该加固技术，这让边坡刚度提高40%以上。锚索+抗滑桩：桩间距4-6m，锚索倾角15°-20°，这种组合修复了预应力损失达15%的既有边坡。同时采用锚索+生态防护方法，在实施工程防护的过程中做好生态修复。

3质量控制与安全措施

3.1质量验收标准

依据公路高边坡锚索工程的具体情况，要根据项目的等级划分做好锚索抗拔力的相应参数划分。主控项目的锚索抗拔力：不低于设计值的95%（现场拉拔试验）;注浆饱满度：≥90%（声波检测）;预应力锁定值：损失率≤10%；一般项目的孔位偏差：±50mm;钻孔倾角：±1°;外露长度：30-50mm。

3.2施工安全控制

在进行高空作业时，要确保脚手架平台宽度大于1.2米，护栏的高度大于1.5米，施工人员的安全绳有固定的抗拉强度。要做好设备的安全管理，确保始终处于安全距离。千斤顶与油泵之间要设置防爆阀，而且在施工过程中要做好应急预案，确保在现场出现问题时，能够做好快速的应急处理，将损失降到最低。

3.3常见问题处理

在具体施工过程中，如果遇到钻孔偏斜大于3%的问题，需要进行回填砂浆重新钻孔或者使用纠偏器将孔位纠正。而且在施工过程中，如果出现排气管不住腔的问题，需要采用间接行注浆的方法以及添加0.0%股的铝粉作为膨胀剂。在施工过程中出现锁定损失后大于5%的问题，需要检查锚具的松动情况，采用二次补偿张拉。

结束语

本文通过分析表明了预应力锚索技术在不同地质条件下的适用性以及相关的施工要点。未来需进一步探索智能化技术，加强监测维护，为高边坡工程提供技术支撑。

参考文献：

[1]谭宇.公路工程中的高边坡预应力锚索施工技术[J].时代汽车，2025（4）：141-143.

[2]彭鹏铭.公路高高边坡工程中预应力锚索技术施工工艺分析[J].工程技术研究，2020，5（23）：60-61.