摘要：在滬昆鐵路搶險(xiǎn)施工中，采用了自鉆式中空錨桿施工工藝對(duì)滑坡的山體進(jìn)行加固施工。自鉆式錨桿又稱自進(jìn)式錨桿，它是將鉆孔、錨桿安裝、注漿、錨固合而為一的錨桿，自鉆式系列錨桿是一個(gè)根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)、地質(zhì)和使用情況精心設(shè)計(jì)的配套的系統(tǒng)，具有高效、可靠、施工方便等特點(diǎn)，該系統(tǒng)能保證在各種不同的復(fù)雜地層中的錨固效果。
1工程概況
滬昆鐵路搶險(xiǎn)加固工程位于滬昆鐵路K698+440～K699+350處，2010年5月23日，由于遭遇百年不遇洪水沖擊，滬昆鐵路左側(cè)山體滑坡形成的泥石流沖入鐵路線，導(dǎo)致K859次旅客列車脫軌事故；滑坡體位于K698+930～K699+350左側(cè)40～100m，滑坡體方量約8000m3。搶險(xiǎn)加固工程需要清除滑坡體，對(duì)山體及鐵路邊坡采用自鉆式中空錨桿進(jìn)行加固。
1.1地形地貌
鐵路線路沿低山山嶺陡緩交界面行進(jìn)，地勢(shì)左高右低起伏較大，地面高程60～200m，相對(duì)高差達(dá)140m，自然山坡25～45度，坡面植被發(fā)育良好。
1.2工程地質(zhì)概況及滑坡原因分析
⑴工程地質(zhì)：上覆為第四系全新統(tǒng)滑坡堆積層粉質(zhì)黏土、人工填筑（棄土）層粉質(zhì)黏土、碎石土，沖洪積層粉質(zhì)黏土，坡殘積層粉質(zhì)黏土；下伏基巖為侏羅系上統(tǒng)打鼓頂組流紋巖、泥巖。
⑵滑坡原因分析。由于巖層上部為流紋巖風(fēng)化層，下部為泥巖風(fēng)化層，且邊坡同一巖性差異風(fēng)化嚴(yán)重。在強(qiáng)降雨作用下風(fēng)化差異的軟硬接觸面，特別是流紋巖與泥巖接觸面由于流紋巖節(jié)理發(fā)育，地表水入滲較快，而下伏泥巖為相對(duì)隔水層，在流紋巖與泥巖接觸帶形成地下水富集帶，長(zhǎng)此以往浸泡軟化接觸帶，形成軟弱面，造成山體滑坡。
1.3加固方案
對(duì)滑坡地段的山體邊坡，采用自鉆式中空錨桿加固；錨桿采用外徑32mm，壁厚不小于5mm，桿體極限抗拉強(qiáng)度不小于280kn，自進(jìn)式錨桿鉆頭直徑不小于50mm，成孔直徑不小于80mm，坡面錨桿長(zhǎng)12m，縱橫間距2.5m梅花形布置，坡面錨桿下傾角20度。
塹頂設(shè)鎖頂錨桿，錨桿長(zhǎng)5m～12m，錨桿間距2.5m梅花形與坡面錨桿交錯(cuò)布置，鎖定錨桿與坡面垂直施坐，所有自鉆式錨桿深入強(qiáng)風(fēng)化帶W3長(zhǎng)度不小于4m。
錨桿尾端安設(shè)自鉆式錨桿系統(tǒng)鋼墊板，墊板尺寸15cm×15cm×8mm，要求墊板密貼坡面，孔內(nèi)灌注M30抗侵蝕性水泥砂漿，注漿壓力不小于0.4mPa。錨桿全長(zhǎng)表面加環(huán)氧樹脂涂層。
2自鉆式錨桿的支護(hù)原理及特點(diǎn)
2.1自鉆式中空錨桿結(jié)構(gòu)
自鉆式中空結(jié)構(gòu)包括中空桿體、墊板、螺母、連接套筒、鉆頭、止?jié){塞等六部分組成；
錨桿前有穿透力強(qiáng)的鉆頭，在一般鑿巖石機(jī)械的作用下，可以輕易穿透各類巖石。錨桿具有連續(xù)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)波形螺紋，可以作為鉆桿配合鉆頭完成鉆孔成錨孔。作為鉆桿的錨桿體無(wú)需拔出，其中空可作為注漿通道，從里至外進(jìn)行注漿。高效能的止?jié){用于封堵砂漿將錨桿體固定和居中，使注漿能保持較強(qiáng)的注漿壓力，充分地充填空隙，固定破碎巖體，高強(qiáng)度的墊板、螺母可以將深層圍巖應(yīng)力均勻地傳遞到周壁圍巖上，達(dá)到圍巖與錨桿互為支護(hù)的目的。采用機(jī)械切削工藝加工的高強(qiáng)度聯(lián)結(jié)套，使自進(jìn)式錨桿具有邊鉆進(jìn)邊加長(zhǎng)的特性，使其可適用于較狹小的施工空間，實(shí)現(xiàn)了特長(zhǎng)錨桿加固圍巖的設(shè)計(jì)思想。
2.2自鉆式中空錨桿支護(hù)原理
⑴懸吊作用原理：通過錨桿將軟弱、松動(dòng)、不穩(wěn)定的巖土體懸吊于穩(wěn)定的巖土體中，防止其離層滑落；⑵組合梁作用原理：通過錨桿支護(hù)，可將錨桿長(zhǎng)度以內(nèi)的薄層巖石錨成“巖石組合梁”，各層板相互擠壓，層間摩擦阻力大為增加，內(nèi)應(yīng)力和擾度大為減少，于是正加了組合梁的抗彎強(qiáng)度，提高了巖土體的承載能力。另外，錨桿本身也起著抗剪銷釘?shù)淖饔?，從而有效地阻止巖層的層間錯(cuò)動(dòng)。錨桿提供的錨固力越大，各巖土層面的摩擦阻力越大，組合梁整體化程度越高，其強(qiáng)度也越大。
2.3自鉆式中空錨桿特點(diǎn)
⑴施工效率高：自鉆式錨桿是將鉆孔、錨桿安裝、注漿、錨固合而為一的錨桿，具有高效、可靠、施工方便等特點(diǎn)；⑵適用于風(fēng)化巖、碎石層、回填層、沙礫層和圓卵石層等難以成孔的地層。⑶適應(yīng)性強(qiáng)：自鉆式中空錨桿全桿體有螺紋，可在任何位置截?cái)嘟娱L(zhǎng)，適應(yīng)不同的施工條件。⑷錨固力高：自鉆式中空錨桿桿體為梯型螺紋，與聯(lián)接套聯(lián)接牢靠，和注漿體的結(jié)合良好。⑸錨固效果好：注漿時(shí)，由于漿液是從孔底向上注漿，注漿飽滿，密實(shí)度好，注漿質(zhì)量好。⑹施工簡(jiǎn)便：較常規(guī)錨桿施工相比，減少了起鉆、安裝錨桿和安插注漿管等工序，施工快捷簡(jiǎn)便。
3自鉆式中空錨桿施工
3.1施工機(jī)具
由于山體坡度較陡，自然坡度為25～45度，地勢(shì)起伏較大，坡頂與坡腳相對(duì)高差140m，錨桿施工只能在搭設(shè)的簡(jiǎn)易平臺(tái)上施工，因此大型的鉆孔臺(tái)車等都無(wú)法使用，只能采用體積小、重量輕的鉆孔設(shè)備施工，因此采用YG-30型錨桿鉆機(jī)進(jìn)行錨桿施工。采用M400自進(jìn)式灰漿拌合和注漿泵進(jìn)行注漿。
3.2施工順序
⑴定位后鉆進(jìn)：鉆孔前，檢查錨桿體中孔和鉆頭的水孔是否暢通，若有異物堵塞，應(yīng)及時(shí)清理，采用錨桿鉆機(jī)鉆進(jìn)，錨桿體鉆至設(shè)計(jì)深度后，用水或空氣洗孔，直至孔口返水或返氣。
⑵將鉆機(jī)和連接套卸下，安裝止?jié){塞，將止?jié){塞安裝在錨孔內(nèi)離孔口25cm處，特殊情況如注漿壓力過大或巖層太破碎，可用錨固劑封孔，并安裝墊板、螺母，臨時(shí)固定桿體。
⑶通過快速注漿接頭將錨桿尾端與注漿泵相連進(jìn)行注漿，待注漿飽滿且壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)停機(jī)。桿體灌漿料采用純水泥漿或M30水泥砂漿，注漿壓力不得小于0.4MPa，灰沙比宜為1：0～1：1，水灰比宜為0.45～0.5，沙子的粒徑不大于1.0mm。
⑷待漿體強(qiáng)度達(dá)到5.0MPa后，上緊螺母。
4試驗(yàn)檢測(cè)方法
4.1極限抗拔試驗(yàn)
對(duì)任何一種新型錨桿或錨桿用于未應(yīng)用過得地層時(shí)都必須進(jìn)行極限抗拔試驗(yàn)【2】。試驗(yàn)錨桿數(shù)量不少于3根。試驗(yàn)所用的錨桿結(jié)構(gòu)、施工工藝及所處的工程地質(zhì)條件與實(shí)際工程所采用相同。錨桿極限抗拔試驗(yàn)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，可判定錨桿破壞：⑴后一級(jí)荷載產(chǎn)生的錨頭位移增量達(dá)到或超過前一級(jí)荷載產(chǎn)生的位移量的2倍；⑵錨頭位移持續(xù)增長(zhǎng)；⑶錨桿桿體破壞。
錨桿的極限承載力應(yīng)取破壞荷載的前一級(jí)荷載。當(dāng)每組試驗(yàn)錨桿極限承載力的最大差值不大于30%時(shí)，取最小值作為錨桿的極限承載力，當(dāng)最大差值大于30%時(shí)，增加試驗(yàn)錨桿數(shù)量，按95%保證概率計(jì)算錨桿的極限承載力。
4.2驗(yàn)收試驗(yàn)
驗(yàn)收試驗(yàn)的錨桿數(shù)量不小于錨桿總數(shù)的5%，且不得少于3根。驗(yàn)收試驗(yàn)應(yīng)分級(jí)加荷，起始荷載宜為錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值的0.1倍，分級(jí)加荷值宜取軸向拉力設(shè)計(jì)值的0.5、0.75、1.00、1.20、1.33和1.5倍。驗(yàn)收試驗(yàn)中，每級(jí)荷載均應(yīng)穩(wěn)定5～10min，并記錄位移增量，最后一級(jí)試驗(yàn)荷載應(yīng)維持10min，如在1-10min內(nèi)錨頭位移量超過1.0mm，則該級(jí)荷載應(yīng)維持50min，并在15、20、25、30、45、60min時(shí)記錄錨頭位移增量。在最后一級(jí)荷載作用下1～10min錨桿蠕變量不大于1.0mm，如超過則6-60min內(nèi)錨桿的蠕變量不大于2.0mm，應(yīng)判定驗(yàn)收合格。
4.3注漿體的檢驗(yàn)
被檢驗(yàn)的注漿體在施工現(xiàn)場(chǎng)提取，在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下養(yǎng)護(hù)28天，其抗壓強(qiáng)度不小于設(shè)計(jì)要求。
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