矿坑边坡支护中预应力锚固技术的实践范文

本站小编为你精心准备了矿坑边坡支护中预应力锚固技术的实践参考范文，愿这些范文能点燃您思维的火花，激发您的写作灵感。欢迎深入阅读并收藏。

【摘要】针对某矿坑边坡实际情况，对其边坡支护工程中所用的预应力锚固技术进行深入分析，并通过实践得出本工程所用预应力锚固技术合理可行，值得参考借鉴的结论。

【关键词】矿坑边坡；预应力锚固

矿坑边坡一旦失稳，将对边坡周围既有建筑安全造成影响和威胁，因此必须尽快采用有效措施予以支护，而预应力锚固则是一种合理有效、简单可靠且经济合理的支护技术。

1工程概况

某尾矿矿坑经边坡整体性与稳定性分析和计算后，确定支护方案，实现有效支护边坡的根本目标。矿坑整体为凹形，因长时间开采，产生400m长，15~32m高的凹坑，其坡角在70~85°范围内，现在已经停产。此矿坑边坡南与居民楼邻近，相距只有11.5m左右。虽然矿坑周围的山体多为单斜岩层，岩面和坡面的倾向完全相反，同时岩层倾角比边坡角小，但因为岩石的节理裂隙较发育，使岩石形成若干块体，其大小不一。因此，矿坑边坡为不稳定边坡，容易崩塌。此外，原作业面因长时间大量开采，产生悬崖峭壁，高低起伏，若遇强降雨，则会出现自然灾害及其次生灾害，对周围居民正常生产生活造成严重影响。基于此，必须重视并做好此矿坑边坡支护。矿坑AB段与BC段边坡的倾向分别为11°、84°；坡顶标高分别为84.12～92.36m、72.52～77.57m；坡底标高分别为59.42～60.15m、57.16～62.13m。矿坑高度、长度、坡脚分别为18～32m、120m和70～80°。

2矿坑边坡预应力锚固技术

对于预应力锚固，它是最为常用的边坡支护方法，锚固材料通常为高强低松弛钢绞线，以M30纯水泥浆为灌浆体。锚固的工作原理为：按照一定长度和间距，使用钻探机具将锚索穿过滑动面，进入处在稳定状态的坡体，同时进行高压注浆，以此和岩土体充分接触、粘结，制得锚固体，提高坡体实际锚固力，保证坡体的稳定性与整体性，实现预期的支护目标。锚索主要由三部分构成，分别为外锚段、自由段与锚固段，在锚固段开始受力以后，先通过砂浆和锚索之间的粘结力向砂浆不断传递，再通过砂浆向岩土体中传递。在传递时，伴随荷载不断增加，岩土体和锚固体之间的粘结力将发展至杆体的下端，到产生最大粘结力为止，也就是极限磨阻[1]。这一支护方法为主动支护，锚索作为全新的受拉杆件，具有从被动受力转变成主动受力的优势，给待支护体施加一定预应力，促使待支护体能产生预变形，以此减小滑移面上因待支护体滑移造成的裂缝，到裂缝完全弥合为止，提高滑移面岩土体整体强度，增强抗滑移性能。此外，还能防止待支护体受降水、风等造成的侵蚀和渗透，进而从根本上延缓岩土体风化，避免产生严重腐蚀。从工程施工角度分析，该技术措施的工艺方法较为简单，工期短，操作简便且快捷，而且对待支护体没有太高的要求，受坡形及其平整度的限制小，基本不受场地等条件的影响、制约，能节省造价，是一种值得大范围推广借鉴的边坡支护技术[2]。

3矿坑边坡预应力锚固技术参数与要点

3.1喷锚施工

3.1.1钻孔锚索钻孔的孔径按130mm控制，而防护锚杆钻孔的孔径则90mm控制，严格按照设计图纸提出的钻孔位置、钻孔直径、钻孔深度和钻孔角度进行施工。水平、垂直方向上的锚索钻孔孔距偏差分别不能超过50mm和100mm。

3.1.2锚索本工程设计采用3×7准5锚索，其设计值按1260MPa控制。在下锚索的过程中，按照2m的间隔布置支架，在自由段应使用塑料薄膜予以严密包裹，避免其受损、破坏。

3.1.3注浆注浆用浆液主要使用M30水泥浆，施工中要将注浆压力控制在0.26MPa以上，并根据实际要求向浆液中添加适量膨胀剂。在注浆过程中，将注浆管嵌到支架中，和锚索一同入孔，管口和孔底之间应保持0.1m的距离；注浆的同时对注浆管进行提升，到孔口处有浆液冒出为止，在需要的情况下，应予以补浆[3]。

3.1.4防护锚杆工程以准25螺纹钢为防护锚杆，其设计值按300MPa控制，防护锚杆的孔径与长度分别为准90mm、2.5m。

3.1.5喷射混凝土边坡表面应喷射C20混凝土，喷射混凝土前先布置钢筋网，其厚度取100mm，并对边坡的表面进行全面清理，确认达到洁净后才能施工。

3.1.6槽钢本工程采用长度为1.0m的2[20a槽钢，对槽钢进行固定的过程中，锚索和锚垫都应处在完全垂直的实际状态[4]。

3.1.7预应力张拉待砂浆的实际强度提高到15MPa，同时喷射的混凝土实际强度不小于10MPa后，对锚索进行张拉，先张拉到105%荷载设计值，持荷5~10min以后，取设计值的65%，将其作为锁定荷载对锚索予以锁定。

3.2防腐

3.2.1自由段防腐对于自由段的防腐，主要采用在杆体的表面均匀涂抹防腐漆或者是润滑油的方法，在涂抹均匀以后，用塑料布进行严密包裹；对以上步骤进行重复，重复三次后即可形成可靠的三层防腐；在重复完以后，用水泥浆进行封闭，并对保护层的厚度进行检查，要求达到2.5cm以上。

3.2.2锚头防腐先对锚头和槽钢进行除锈，在均匀涂抹防腐漆，涂抹均匀以后，用塑料布进行严密包裹，重复以上步骤两次，再用C30混凝土与钢筋网罩进行封闭，然后对混凝土和保护层的厚度进行检查，要求分别达到10cm、5cm以上。

3.3排水

（1）在坡顶布置（500×500）mm的排水沟。（2）在边坡表面布置泄水孔，材料为PVC管，其垂直、水平方向上的间距均按2000nn控制，并留设5%的坡度。泄水孔的后部设置反滤层[5]。

3.4边坡安全防护与试验检测

3.4.1安全防护（1）在边坡支护施工过程中，必须重视并做好雨季施工过程中的安全防护。（2）通过上述分析可知，边坡底部和既有建筑之间的距离很近，在边坡支护施工过程中，应保证所用支护方法的合理性与可行性，避免在施工过程中产生安全事故，造成伤亡和损失。此外，在必要时还应采取有效措施防止扰民，使附近居民日常生产生活不会因为边坡支护施工而受到影响。

3.4.2试验检测（1）边坡支护开工前必须开展标准拉拔试验，以试验数据结果为依据对设计确定的锚索长度进行核查，确认是否满足实际要求。若不满足要求，则要进行相应的调整，或重新确定。（2）严格按照相关技术规范对预应力锚索进行基本试验与验收试验，待试验完成，且确认合格后，才能在施工中使用该批预应力锚索。（3）在边坡支护施工中与支护完成后，按照技术规范实施动态监测，以此掌握边坡实际情况，并以监测结果为依据，对工艺参数等进行调整[6]。（4）除以上试验检测内容外，还应注意，支护体的有效期一般为50年，在支护体正常使用过程中，必须做好维护工作，防止锚面层脱落影响支护效果。

4结束语

本工程通过对预应力锚固技术的合理应用，矿坑边坡稳定性与整体性得到有效改善，经检验，各项技术指标均满足设计要求，说明以上支护技术方法合理可行，切实有效，值得其它类似工程项目参考借鉴，保证矿坑边坡支护效果。

参考文献

[1]钟新谷，舒小娟，姚锋.预应力锚固结构锚具与垫板切向刚度识别研究[J].应用力学学报，2017，34（02）：384~389+412.

[2]谢振华，杨栋，范冰冰.分层多次高压注浆预应力锚固试验与数值模拟[J].金属矿山，2014（11）：16~21.

[3]张正波，何思明，田金昌.西藏公路滑坡防治中锚固结构的耐久性及修复技术[J].地质通报，2013，32（12）：2038~2043.

[4]郑西贵，张磊，张农.深井矩形巷道围岩预应力锚固作用及演化分析[J].中国矿业大学学报，2013，42（06）：929~934.

[5]万世文，李峰，王晓林.全长预应力锚固技术在强烈动压巷道的应用[J].煤矿开采，2011，16（01）：57~59+107.

[6]吴小陆，许斌.浅析二次张拉钢绞线竖向预应力锚固系统[J].中国新技术新产品，2010（16）：90~91.

作者：赵西在 单位：中煤平朔工业集团有限公司露天工程服务分公司油脂化工厂