水利工程中岩土锚固的施工技术_

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工程技术

水利工程中岩土锚固的施工技术

张远蔚

（中国葛洲坝集团项目管理有限公司）

摘要：水利工程中，运用岩土锚固技术可以给边坡提供强有力的

岩土锚固技术应用支护，伴随我国对岩土锚固技术研究工作的加大，

范围越来越广泛。进行水利工程大坝加固与水电站边坡工程中运用锚固技术能够促进水利工程获得良好效果。本文主要论述了水利工程岩土锚固技术、水利工程的具体施工技术、岩土锚固技术的一些问题及运用岩土锚固施工技术时的注意事项。

关键词：水利工程岩土锚固施工技术

1概述

岩土锚固技术经过多年的发展与研究，在水利工程的运用中发挥了良好效果，既能够保证水利工程建设质量，还能够延长工程使用寿命，现如今，岩土锚固技术已逐渐成为最具发展前景的施工技术。岩土锚固技术可以超前支护岩土体，它不仅占地较少，且具有较强适用性，能够有效降低工程建设成本，增加工程经济效益。近些年，我国的岩土锚固技术主要在材料、结构及施工工艺方面有所改进，向适应性强、受力合理的方向发展，进而适应各种特殊工程结构需要。

2水利工程岩土锚固技术

岩土锚固技术是运用锚杆附近岩土层抗剪强度传送土体拉力或使土层开挖层安全稳定的一种技术。岩土锚固工程技术是一种把受拉杆件埋进岩土层，进行边坡加固的技术。站在力学角度分析，锚杆是能够抵御岩层被破坏剪切、可以抵抗倾倒、防止山体水平位移或竖向位移、消除各种差异变形沉降、控制岩体塌落与变形的加固边坡技术。岩土锚固技术可以使锚固层形成压应力区，形成岩土层加筋作用，提高岩土层总强度。锚杆将岩土层和防护层有效连接到一起形成复合结构，其承担土压力，最终增强岩土剪力能力与承受拉力。

3水利工程的具体施工技术

要全面开展水利工程建设工作，一定要重视建设过程中的质量管控工作。先确保工程施工队伍具有良好施工技术水平，根据工程标准要求施工，进而保证工程建设顺利完成。

3.1岩土锚固技术的作用条件建设水利工程运用岩土锚固技术前，一定要充分做好各项准备工作，具体要按照工程设计要求，勘查工程施工现场，特别注意检测工程环境条件及土层情况，再合理的选取施工工具。施工前，把所有施工工具、施工器械送至施工现场，确保施工工具齐全，全面检查施工材料，当发现材料存有问题时，及时采取有效措施给予解决，进而从本质上解决施工过程中可能出现的各种质量问题。工程施工时，加大技术监督管理工作力度，时刻监督现场施工情况，促使岩土锚固技术的顺利应用。

3.2锚固操作工艺锚固工艺和锚杆种类具有紧密联系，岩土锚固技术中的锚杆有很多种类别，根据锚杆是否需要提前施加应力分为非预应力锚杆与预应力锚杆；根据锚杆运用对象分为土层锚杆与岩石锚杆；根据承载机理，分为复合型锚杆、拉力型锚杆及压力型锚杆。锚杆主要有锚头、自由段和锚固段组成。锚杆施工主要有制造孔洞、制

作和安放锚杆、灌注浆液、张拉与锁定锚杆。实际水利工程

中，常用的锚杆有管缝式锚杆、机械式锚杆、灌浆式锚杆及楔缝式锚杆。自钻式锚杆也叫自进式锚杆，它是把锚杆安装、钻孔和注浆组合为一体的锚杆。灌浆式锚杆运用树脂或是水泥砂浆把拉杆粘结在钻孔内，运用锚杆粘结力、固结浆液和岩层与浆液的粘结力锚固岩层。关于锚杆钻进技术的运用，如果岩体较完整，可以选择浅孔冲击式的钻机，这样不仅有效而且十分经济，如果岩体已有破碎现象，则适合运用回转式钻机，钻进过程中配合使用一些套管工艺。如果要对卵石层岩体进行钻孔，考虑其塌孔现象较严重，可以先把钻杆打进岩层后再注入浆液。

3.3布置锚杆和安装锚杆布置锚杆和安装锚杆前，必须先确定所有部件对应位置，进而才能保证安装过程中，各部分良好的衔接在一起。安装时必须严格监督安装质量，避免由于安装不良导致工程质量存有缺陷。锚杆布置工作有一些具体要求：锚杆上下层排距控制在３米以内；边坡最上排锚杆固段岩土厚度大于３米；倾斜锚杆倾角在１５－４５度之间，同层锚杆距离在２米左右。安装锚杆过程中为保证锚杆在钻孔中心位置，锚杆外表面要装设隔离架、限位器。定位器间距在自由段２．５米，在锚固段２米处，锚杆的钢筋要始终保持顺直、平直、没有油污。

3.4锚孔灌注浆液进行锚孔灌浆时，注浆材料一定要根据规定经过必要的检验，确保材料符合工程设计要求，在开始注浆作业与中途停止很长时间再施工时，要用水泥稀浆或水润滑注浆管路及注浆泵。进行一次低压灌注浆液时不能封闭孔段，灌注浆液管采用塑料材质管，塑料管伴随锚杆体共同进入到孔内，再注入浆液，控制注浆压力在０．８ＭＰａ以内。一次高压灌注浆液时，要运用隔离塞将孔段封闭，将小排气管插进隔离塞里，先利用管孔底部做低压注浆，利用排气管及时排除封闭段空气，排气直至没有气泡浆液排出为止，最后封闭排气管，进行高压灌注浆液，确保浆液充分深入挤密孔壁或底层，和低压灌浆相比，高压灌浆更能够提高锚固力。进行二次高压注浆就是把锚杆的非锚固段和锚固段分成两次来分别进行灌注。

3.5锚索运用岩土加固技术时一定会利用锚索，锚索是岩土加固技术的重要组成部分。锚索是承受拉力的关键结构，具有一定稳定作用，能够避免建筑物发生严重变形。运用岩土锚固技术是加固体外表面张拉形成预应力，进而实现稳固的目的并避免其发生变形。锚固技术中的锚索技术有两种，即：无粘连的预应力锚索和有粘连的预应力锚索，它们在水利工程的岩土锚固技术中都能得到运用，具体是要结合工程实际建设需要来进行选择，进而才能确保工程建设质量。预应力锚索按照锚固体受力状态，可以分成承压型锚索与摩擦型锚索两类，根据钢筋传力特征和结构，分为压力型锚索、拉力型锚索及荷载分散性锚索。

4岩土锚固技术的一些问题

目前我国运用的岩土锚固技术存有三方面问题，第

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高压摆喷灌浆在土质坝中应用浅析

冯继华１周文鑫２

（１．榆林市榆阳区水务局水利队；２．榆林市榆阳区水务局防汛办）

摘要：从榆阳区尤家水库除险加固工程实施高压摆喷灌浆进行坝

以及防渗和体防渗和增加稳定施工全过程中，结合土质坝数量较多，

稳定方面存在问题的现状，分析高压摆喷灌浆在土质坝中应用是一种行之有效的防渗，增加稳定的方法。

关键词：高压摆喷灌浆坝体防渗稳定

1榆阳区尤家峁水库除险加固工程高压摆喷灌浆的

具体实施过程

1.1工程概况尤家峁水库位于榆林市榆阳区榆溪河一级支流沙河下游的榆阳区尤家峁村，距榆林市区约４ｋｍ。该水库１９８５年６月开工建设，１９８８年１０月建成并投入运行，水库运行二十多年来，为当地的经济建设和发展发挥了重要作用。该水库原设计是以灌溉为主，兼顾防洪、防沙治沙、渔业养殖等综合利用的水利枢纽工程；水利总库容１５８４．０万ｍ３，属Ⅲ等水利枢纽工程。水利枢纽由大坝、放水洞、西沙渠注水陡坡等建筑物组成；大坝分主坝和副坝，坝体为均质沙坝，最大坝高２９ｍ，坝顶高程１０９９．０ｍ，大坝全长１０４７．０（主坝全长７０６．０ｍ，副坝长３４１．０ｍ）坝顶宽１４．０ｍ。经过二十几年的运行，水库主坝工程以暴露出许多严重问题，如大坝渗流量大、大坝背水坡渗水冲沟严重威胁坝体安全等，致使水库多年低水位运行，不但工程效益不能发挥，若遇较大洪水，工程一旦失事，其后果不堪设想。２０１１年１１月经水利专家鉴定为病险库工程，２０１２年９月省水利厅陕水计发［２０１２］２６４号文“关于榆阳区尤家峁水库除险加固工程实施方案的批复”

（上接第１１６页）

中指出“同意该水库采用高压摆喷灌浆方案对坝体进行防

渗加固”。该设计由陕西省三门峡库区勘测设计院（现陕西省水环境勘测设计院）完成。

1.2高压摆喷防渗幕墙成墙机理高压摆喷灌浆，先利用高喷台将带有喷嘴的注浆管，下到预定的位置，然后将水以高压的形式从喷嘴中喷射出来，冲击破坏地层，高压射流切割搅碎的地层，呈颗粒状分散，一部分被浆液和水带出钻孔，另一部分则与浆液搅拌混合，形成按设计方向、深度、厚度和结构形式，与地基紧密结合，构成具有一定强度和抗渗能力、连续的防渗固结体，因而比静压注浆的可灌性、可控性好，节约灌浆材料。

1.3高压摆喷防渗幕墙防渗功能在土层中高压喷射所采用的硬化剂主要是水泥，能形成一种特殊的凝固体水泥￣土网络结构，是一种空间不均匀材料，由于在高压摆喷搅拌过程中，水泥和土被混合在一起，土颗粒间被水泥浆液所充满。水泥水化后在土体颗粒的周围形成各种水化物的结晶。它们很快地胶结在一起形成空间网络结构，土体被分隔包围在这些水泥的骨架中，随着土体的不断挤密，由水不断减少、消失，形成了一种特殊的水泥土骨架结构，其渗透系数可达１０－６￣１０－７ｃｍ／ｓ。

2尤家峁水库实施高压摆喷灌浆分析

尤家峁水库高压摆喷灌浆防渗幕墙的实施已经通过了单位工程验收。但是笔者在工程的实施全程监理的过程中，对本工程进行了分析。队伍很难确保工程施工质量，运用该技术进行水利工程施工时，必须安排施工资质较高、施工经验丰富的专业队伍进行施工。锚固工程施工过程中，施工变形预报工作和监测工作非常重要，通常情况下，要运用专业仪器与地表简易观测法进行监测，必要时定期进行动态预报，施工变形预报和监测，进而对动态设计发挥指导性作用，保证工程安全施工。

6结束语

岩土锚固技术是水利工程的重要技术之一，它不仅对解决岩土工程稳定问题有着特殊优势，而且是调整和改善工程结构、岩土体内力分布，避免工程坍塌、结构开裂的有效手段。岩体锚固技术在水利工程运用中对施工技术还有一些原则性要求，选择锚杆要根据国家相关标准和具有一定承载能力的锚杆，注浆过程中要安排具有一定专业水平的技术人员，同时，做好质量监督工作，促进水利工程建设的顺利完成。

参考文献：

必一，锚固有关机理认识较低。要尽快发展岩土锚固技术，

须不断完善锚固机理，但我国目前锚固机理方面薄弱。锚固机理关系到锚固对单根锚杆受力问题及对岩土体加固作用影响，虽然有很多关于锚固作用的阐述，但绝大多数都是牵强的。第二，锚固理论和实践严重脱节。根据目前实践应用情况看，岩土锚固工程实际运用过程中很少时候能够真正将理论和实际有效结合起来，这严重制约着岩土锚固技术发展。因此，要发展锚固理论和实践有效结合，进而才能促使锚固技术更好的发展。第三，保证工程施工质量的意识不高。由于锚固工程具有很强隐蔽性，当其质量方面出现问题时，难以迅速找出问题原因，这就使岩土锚固技术存有许多问题，因此，要保证锚杆充分发挥其作用，必须保证施工质量，实际施工时，注重机械化施工方法的运用，严格控制人为操作方面出现错误，进而保证施工质量。我国的岩土锚固技术还处在初级阶段，有关理论方法还不够成熟，一定要不断探索锚固技术发展措施，例如：发展配套锚固施工工具，锚固工艺和锚杆结构的多样化、强化工程施工质量控制工作、降低预应力锚索应力损失等。

5运用岩土锚固施工技术时的注意事项

预应力锚索施工属于隐蔽性极强的岩土工程，它的技

工艺也十分复杂，所以，很多非专业的施工术难度非常高，［１］张青，房艳峰，胡伟政，芮红．岩土工程中锚固技术研究综述

［Ｊ］．中国水运（下半月），２０１２（０１）．

［２］赵所琦．水利工程中岩土锚固的施工技术［Ｊ］．黑龙江科技信息，２０１３（３０）．

［３］程良奎，胡建林，张培文．岩土锚固技术新发展［Ｊ］．工业建筑，２０１０（０１）．