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摘要：本文以洋浦石化功能区滨海路原油码头至国投孚宝施工图为具体项目，对高挖方边坡防护采用预应力锚索地梁防护，地梁间采用喷播植草防护在滨海地区的应用。由于用地受限，征地困难，高挖方边坡坡比采用相对较陡(1:0.5~1:0.65),针对该项目具体实际情况对预应力锚索地梁防护，地梁间采用客土喷播植草防护进行论述。
关键词：市政工程；场地用地受限；高挖方；边坡防护；预应力锚索地梁
Abstract: this article with the YangPu petrochemical dock proprietary of crude oil to taking function of fullpower construction drawing for specific project, high grade of slope protection using prestressed anchor beam protection, the ground beam by spray between plant grass protection in coastal area in the application. Due to the limited land, land expropriation difficulties, high grade side than the relatively steep change clearly (1-0. 5 ~ 1-0. 65), according to the project specific actual situation of prestressed anchor rope foundation beam protection, between the ground beam by mixly spray plant grass protection was discussed.
Keywords: municipal engineering; The limited land; High grade; Slope protection; Prestressed anchor beam
中图分类号：TU99文献标识码：A 文章编号：
1 前言
高边坡在公路及市政道路建设中具有造价高、支挡难等特点，传统的支护方法无非是护面墙、护坡、挡土墙、框架锚杆等硬性结构物，本身自重大，受力性能差，易失稳。路基路堑高边坡防护施工如何科学、安全、快速施工成为目前亟待解决的问题，而施工方法的选择成为安全快速施工的关键。本文结合洋浦石化功能区滨海路段路基路堑高边坡防护施工设计经验，就预应力锚索在高速公路、沿山市政道路路基路堑高边坡如何做到安全、快速、优质施工做一探讨。
2 工程案例
(1)洋浦石化功能区滨海路是洋浦石化功能区的一条主要道路。
(2)原规划起点位于现状桥梁处（桥梁为通往炼化海上码头），终点为规划园一路。
(3)道路全长3679.199米。为城市Ⅱ级主干路,车行道宽度22.5m，设计车速40km/h。
3 工程地质条件
本场地在钻探深度范围内，揭露的地层主要自上而下依次为：
(1)层素填土（Qml）、
(2)层中砂(含风化岩石)（Q4m）、
(3)層含砂低液限粘土（Qel）。
在勘察范围及深度内未发现全新活动断裂、滑坡、土洞、岩溶等不良地质作用，不存在可震陷的软弱土层和可液化饱和砂土，按地质环境和工程地质条件综合分析认为，场地相对稳定，适宜进行本工程的建设。
4 场地限制和挑战
（1）本项目由于用地局限，坡面较陡，设计坡度由i = 1：0.50～1：1.00。
（2)根据地基岩土物理力学特征值建议表，本护坡不具备自然草坡的天然条件，需要进行坡面的加固处理等手段才能进行植草、三维挂网喷播等。
5总体设计思路
以环境保护和生态防护为基本出发点，以生态恢复理论为指导，因地制宜，根据不同地段的自然立地条件，采用适宜的生物防护和植被恢复方案。
6地梁间采用草坡+喷播技术分析
在路堑边坡为中风化砂岩和弱风化砂岩的路段，拱形护坡的砌石施工难度大，且拱形护坡内的植草无法进行施工，采取客土喷播植草方法对路堑边坡进行绿化能有效地解决边坡绿化及防护问题。客土喷播植草绿化是将配制好的土壤与乡土草木种子及防止水土流失的土壤稳定剂、黏合剂、保水剂等掺和后，经搅拌机拌匀，在干料状态用空压机和混凝土喷射机输送，在喷射口前与水混合喷射到岩面，形成喷射厚度较大，粘稠度较高，能促进植物长期生长所需的基材。
6.1 优劣
（1）优势：植物种植方式多种，植物选择多样。可操作性强，施工技术要求高，景观效果最佳，自然生态性强。
（2）劣势：成本偏高。
6.2 设计要点
(1）第一级坡面采用挡土墙结构，植物种植有向上发展的爬山虎，长春藤；以及向下趋势发展的软枝黄蝉等。
(2)二、三级坡面现浇10*10cm钢筋砼围合成60*60cm网格，砼网格呈倾斜45°角布置。
(3)最上一级1:1自然草坡。草种选择弯叶画眉草、百喜草等。
（4）每个分级设50cm排水沟。
6.3 植被养护
（1）混合种子直接混入种植土内，发芽极其困难，为提高其发芽率，采用化学药物催芽方法预处理。
（2）当拌有混合种子的种植土施工完成后，注意种子发芽生长的前期养护工作。养护的主要工具是高压喷雾器，它使养护水雾化后均匀地湿润在坡面种植土上。
（3)从某种意义上说，养护才是根本。生态护坡如果因养护不力而导致最终无法充分发挥其社会、经济效益，设计、施工质量再高，也毫无意义，本生态护坡工程采用纯生态护坡理念，构建天然自我水肥供应系统，但施工后前两年植被群落比较脆弱，所以应加强施工后两年内的养护。水是生态护坡成败的关键，因此需在坡顶设置两个集水池，聚集雨水，以便养护之用。
通过本项技术的施工，能有效保护边坡表面免受雨水冲刷，减缓温度变化的影响，防止和延缓岩石表面的进一步风化、破碎和剥蚀，从而保护了路堑边坡的整体稳定性；路堑边坡建造恢复了植被的天然水肥供给体系，确保植被的长期生长，保证边坡的长期稳定性；路堑边坡的施工对周围环境的扰乱程度小，人工构造物与自然相协调，适应了我国提出的大力保护环境和节能减排的理念。
7 预应力锚索地梁施工技术
预应力锚索地梁工程施工是一项地质条件变化复杂、关键工程隐蔽和施工技术难度较大的特殊施工作业，要安排一支受过专业训练、具有丰富施工经验的专业施工队伍进行施工。主要施工工序如下：
(1)锚孔测放
边坡施工边挖边加固，即开挖一级，防护一级，不得一次开挖到底。根据各工点工程立面图，按设计要求，将锚孔位置准确测放在坡面上，孔位误差不得超过±50mm.如遇既有刷方坡面不平顺或特殊困难场地时，需经设计监理单位认可，在确保坡体稳定和结构安全的前提下，适当放宽定位精度或调整锚孔定位。
(2)钻孔设备
钻孔机具的选择，根据锚固地层的类别、锚孔孔径、锚孔深度、以及施工场地条件等来选择钻孔设备。岩层中采用潜孔冲击成孔；在岩层破碎或松软饱水等易于塌缩孔和卡钻埋钻的地层中采用跟管钻进技术。
(3)钻机就位
锚孔钻进施工，搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架，根据坡面测放孔位，准确安装固定钻机，并严格认真进行机位调整，确保锚孔开钻就位纵横误差不得超过±50mm，高程误差不得超过±100mm，钻孔倾角和方向符合设计要求，倾角允许误差位±1.0°，方位允许误差±2.0°。
(4)钻进方式
钻孔要求干钻，禁止采用水钻，以确保锚索施工不致于恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其它意外事故。
(5)钻进过程
钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态（钻压、钻速）、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，须立即停钻，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。
(6)孔径孔深
钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值。为确保锚孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m以上。
(7)锚孔清理
钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2分钟，防止孔底尖灭、达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞，必须清理干净，在钻孔完成后，使用高压空气（风压0.2～0.4MPa）将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。除相对坚硬完整之岩体锚固外，不得采用高压水冲洗。若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后方可下安锚筋与注浆，必要时在周围适当部位设置排水孔处理。如果设计要求处理锚孔内部积聚水体，一般采用灌浆封堵二次钻进等方法处理。
(8)锚孔检验
锚孔钻造结束后，须经现场监理检验合格后，方可进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件下验孔，要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，钻具验送长度满足设计锚孔深度，退钻要求顺畅，用高压风吹验不存明显飞溅尘碴及水体现象。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位，全部锚孔施工分项工作合格后，即可认为锚孔钻造检验合格。
(9)锚索体制作及安装
预应力锚索体由锚梁、自由段、锚固段和安全段四部分组成。采用压力分散型锚索，由三个单元锚索组成，每个单元锚索分别由两根无粘结钢绞线内锚于钢质承载体组成，钢绞线通过特制的挤压簧和挤压套对称地锚固于钢质承载体上，要求单根的连接强度大于200KN.钢质承载体要求采用45号钢材加工制作，其厚度不小于2cm.钢绞线采用φj15.24mm和φj12.7mm高强度低松弛无粘结预应力钢绞线。安装前，要确保每根钢绞线顺直，不扭不叉，排列均匀，除锈、除油污，对有死弯、机械损伤及锈坑处剔出。钢绞线沿锚索体轴线方向每1.0～1.5m设置一架线环，保证锚索体保护层厚度不小于20mm.安装锚索体前再次认真核对锚孔编号，确认无误后再用高压风吹孔，人工缓缓将锚索体放入孔内，用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度，计算孔内锚索长度（误差控制在50mm范围内），确保锚固长度。
(10)锚固注浆
注浆采用水泥砂浆，经试验比选后确定施工配合比。实际注浆量一般要大于理论的注浆量，或以锚具排气孔不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。如一次注不满或注浆后产生沉降，要补充注浆，直至注满为止。注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净，同时做好注浆记录。
(11)地梁制作
地梁采用C25混凝土整体浇注。基础先铺垫2cm砂浆调平层，再进行钢筋制作安装，钢筋接头需错开，同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的1/2，且有焊接接头的截面之间的距离不得小于1m.如锚索与竖梁箍筋相干扰，可局部调整箍筋的间距。砼浇注，尤其在锚孔周围，钢筋较密集，一定要仔细振捣，保证质量。
(12)锚索张拉及锁定、封锚
通过现场张拉试验，确定张拉锁定工艺。锚索的张拉及锁定分级进行，严格按照操作规程执行。在设计张拉完成6～10d后再进行一次补偿张拉，然后加以锁定。
補偿张拉后，从锚具量起，留出长5～10cm钢绞线，其余部分截去，须用机械切割，严禁电弧烧割。最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，然后对锚头采用不低于20MPa的混凝土进行封锚，防止锈蚀和兼顾美观。
小结
文章结合具体的工程实例，根据锚索施工流程，介绍了高边坡预应力锚索防护施工的各个环节，实践证明，该技术的应用效果明显，在公路及沿山市政道路（陡路堑边坡防护）工程中将被广泛应用。
参考文献：
[1]王涛，谈预应力锚索高边坡防护[J].《工程建设与设计》2011年06期。
[2]《洋浦石化功能区滨海路原油码头至国投孚宝段（K0-119.199~K3+560）》施工设计图方案.海南省建设项目规划设计研究院.2011年10月。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：市政工程；场地用地受限；高挖方；边坡防护；预应力锚索地梁
Abstract: this article with the YangPu petrochemical dock proprietary of crude oil to taking function of fullpower construction drawing for specific project, high grade of slope protection using prestressed anchor beam protection, the ground beam by spray between plant grass protection in coastal area in the application. Due to the limited land, land expropriation difficulties, high grade side than the relatively steep change clearly (1-0. 5 ~ 1-0. 65), according to the project specific actual situation of prestressed anchor rope foundation beam protection, between the ground beam by mixly spray plant grass protection was discussed.
Keywords: municipal engineering; The limited land; High grade; Slope protection; Prestressed anchor beam
中图分类号：TU99文献标识码：A 文章编号：
1 前言
高边坡在公路及市政道路建设中具有造价高、支挡难等特点，传统的支护方法无非是护面墙、护坡、挡土墙、框架锚杆等硬性结构物，本身自重大，受力性能差，易失稳。路基路堑高边坡防护施工如何科学、安全、快速施工成为目前亟待解决的问题，而施工方法的选择成为安全快速施工的关键。本文结合洋浦石化功能区滨海路段路基路堑高边坡防护施工设计经验，就预应力锚索在高速公路、沿山市政道路路基路堑高边坡如何做到安全、快速、优质施工做一探讨。
2 工程案例
(1)洋浦石化功能区滨海路是洋浦石化功能区的一条主要道路。
(2)原规划起点位于现状桥梁处（桥梁为通往炼化海上码头），终点为规划园一路。
(3)道路全长3679.199米。为城市Ⅱ级主干路,车行道宽度22.5m，设计车速40km/h。
3 工程地质条件
本场地在钻探深度范围内，揭露的地层主要自上而下依次为：
(1)层素填土（Qml）、
(2)层中砂(含风化岩石)（Q4m）、
(3)層含砂低液限粘土（Qel）。
在勘察范围及深度内未发现全新活动断裂、滑坡、土洞、岩溶等不良地质作用，不存在可震陷的软弱土层和可液化饱和砂土，按地质环境和工程地质条件综合分析认为，场地相对稳定，适宜进行本工程的建设。
4 场地限制和挑战
（1）本项目由于用地局限，坡面较陡，设计坡度由i = 1：0.50～1：1.00。
（2)根据地基岩土物理力学特征值建议表，本护坡不具备自然草坡的天然条件，需要进行坡面的加固处理等手段才能进行植草、三维挂网喷播等。
5总体设计思路
以环境保护和生态防护为基本出发点，以生态恢复理论为指导，因地制宜，根据不同地段的自然立地条件，采用适宜的生物防护和植被恢复方案。
6地梁间采用草坡+喷播技术分析
在路堑边坡为中风化砂岩和弱风化砂岩的路段，拱形护坡的砌石施工难度大，且拱形护坡内的植草无法进行施工，采取客土喷播植草方法对路堑边坡进行绿化能有效地解决边坡绿化及防护问题。客土喷播植草绿化是将配制好的土壤与乡土草木种子及防止水土流失的土壤稳定剂、黏合剂、保水剂等掺和后，经搅拌机拌匀，在干料状态用空压机和混凝土喷射机输送，在喷射口前与水混合喷射到岩面，形成喷射厚度较大，粘稠度较高，能促进植物长期生长所需的基材。
6.1 优劣
（1）优势：植物种植方式多种，植物选择多样。可操作性强，施工技术要求高，景观效果最佳，自然生态性强。
（2）劣势：成本偏高。
6.2 设计要点
(1）第一级坡面采用挡土墙结构，植物种植有向上发展的爬山虎，长春藤；以及向下趋势发展的软枝黄蝉等。
(2)二、三级坡面现浇10*10cm钢筋砼围合成60*60cm网格，砼网格呈倾斜45°角布置。
(3)最上一级1:1自然草坡。草种选择弯叶画眉草、百喜草等。
（4）每个分级设50cm排水沟。
6.3 植被养护
（1）混合种子直接混入种植土内，发芽极其困难，为提高其发芽率，采用化学药物催芽方法预处理。
（2）当拌有混合种子的种植土施工完成后，注意种子发芽生长的前期养护工作。养护的主要工具是高压喷雾器，它使养护水雾化后均匀地湿润在坡面种植土上。
（3)从某种意义上说，养护才是根本。生态护坡如果因养护不力而导致最终无法充分发挥其社会、经济效益，设计、施工质量再高，也毫无意义，本生态护坡工程采用纯生态护坡理念，构建天然自我水肥供应系统，但施工后前两年植被群落比较脆弱，所以应加强施工后两年内的养护。水是生态护坡成败的关键，因此需在坡顶设置两个集水池，聚集雨水，以便养护之用。
通过本项技术的施工，能有效保护边坡表面免受雨水冲刷，减缓温度变化的影响，防止和延缓岩石表面的进一步风化、破碎和剥蚀，从而保护了路堑边坡的整体稳定性；路堑边坡建造恢复了植被的天然水肥供给体系，确保植被的长期生长，保证边坡的长期稳定性；路堑边坡的施工对周围环境的扰乱程度小，人工构造物与自然相协调，适应了我国提出的大力保护环境和节能减排的理念。
7 预应力锚索地梁施工技术
预应力锚索地梁工程施工是一项地质条件变化复杂、关键工程隐蔽和施工技术难度较大的特殊施工作业，要安排一支受过专业训练、具有丰富施工经验的专业施工队伍进行施工。主要施工工序如下：
(1)锚孔测放
边坡施工边挖边加固，即开挖一级，防护一级，不得一次开挖到底。根据各工点工程立面图，按设计要求，将锚孔位置准确测放在坡面上，孔位误差不得超过±50mm.如遇既有刷方坡面不平顺或特殊困难场地时，需经设计监理单位认可，在确保坡体稳定和结构安全的前提下，适当放宽定位精度或调整锚孔定位。
(2)钻孔设备
钻孔机具的选择，根据锚固地层的类别、锚孔孔径、锚孔深度、以及施工场地条件等来选择钻孔设备。岩层中采用潜孔冲击成孔；在岩层破碎或松软饱水等易于塌缩孔和卡钻埋钻的地层中采用跟管钻进技术。
(3)钻机就位
锚孔钻进施工，搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架，根据坡面测放孔位，准确安装固定钻机，并严格认真进行机位调整，确保锚孔开钻就位纵横误差不得超过±50mm，高程误差不得超过±100mm，钻孔倾角和方向符合设计要求，倾角允许误差位±1.0°，方位允许误差±2.0°。
(4)钻进方式
钻孔要求干钻，禁止采用水钻，以确保锚索施工不致于恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其它意外事故。
(5)钻进过程
钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态（钻压、钻速）、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，须立即停钻，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。
(6)孔径孔深
钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值。为确保锚孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m以上。
(7)锚孔清理
钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2分钟，防止孔底尖灭、达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞，必须清理干净，在钻孔完成后，使用高压空气（风压0.2～0.4MPa）将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。除相对坚硬完整之岩体锚固外，不得采用高压水冲洗。若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后方可下安锚筋与注浆，必要时在周围适当部位设置排水孔处理。如果设计要求处理锚孔内部积聚水体，一般采用灌浆封堵二次钻进等方法处理。
(8)锚孔检验
锚孔钻造结束后，须经现场监理检验合格后，方可进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件下验孔，要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，钻具验送长度满足设计锚孔深度，退钻要求顺畅，用高压风吹验不存明显飞溅尘碴及水体现象。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位，全部锚孔施工分项工作合格后，即可认为锚孔钻造检验合格。
(9)锚索体制作及安装
预应力锚索体由锚梁、自由段、锚固段和安全段四部分组成。采用压力分散型锚索，由三个单元锚索组成，每个单元锚索分别由两根无粘结钢绞线内锚于钢质承载体组成，钢绞线通过特制的挤压簧和挤压套对称地锚固于钢质承载体上，要求单根的连接强度大于200KN.钢质承载体要求采用45号钢材加工制作，其厚度不小于2cm.钢绞线采用φj15.24mm和φj12.7mm高强度低松弛无粘结预应力钢绞线。安装前，要确保每根钢绞线顺直，不扭不叉，排列均匀，除锈、除油污，对有死弯、机械损伤及锈坑处剔出。钢绞线沿锚索体轴线方向每1.0～1.5m设置一架线环，保证锚索体保护层厚度不小于20mm.安装锚索体前再次认真核对锚孔编号，确认无误后再用高压风吹孔，人工缓缓将锚索体放入孔内，用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度，计算孔内锚索长度（误差控制在50mm范围内），确保锚固长度。
(10)锚固注浆
注浆采用水泥砂浆，经试验比选后确定施工配合比。实际注浆量一般要大于理论的注浆量，或以锚具排气孔不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。如一次注不满或注浆后产生沉降，要补充注浆，直至注满为止。注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净，同时做好注浆记录。
(11)地梁制作
地梁采用C25混凝土整体浇注。基础先铺垫2cm砂浆调平层，再进行钢筋制作安装，钢筋接头需错开，同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的1/2，且有焊接接头的截面之间的距离不得小于1m.如锚索与竖梁箍筋相干扰，可局部调整箍筋的间距。砼浇注，尤其在锚孔周围，钢筋较密集，一定要仔细振捣，保证质量。
(12)锚索张拉及锁定、封锚
通过现场张拉试验，确定张拉锁定工艺。锚索的张拉及锁定分级进行，严格按照操作规程执行。在设计张拉完成6～10d后再进行一次补偿张拉，然后加以锁定。
補偿张拉后，从锚具量起，留出长5～10cm钢绞线，其余部分截去，须用机械切割，严禁电弧烧割。最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，然后对锚头采用不低于20MPa的混凝土进行封锚，防止锈蚀和兼顾美观。
小结
文章结合具体的工程实例，根据锚索施工流程，介绍了高边坡预应力锚索防护施工的各个环节，实践证明，该技术的应用效果明显，在公路及沿山市政道路（陡路堑边坡防护）工程中将被广泛应用。
参考文献：
[1]王涛，谈预应力锚索高边坡防护[J].《工程建设与设计》2011年06期。
[2]《洋浦石化功能区滨海路原油码头至国投孚宝段（K0-119.199~K3+560）》施工设计图方案.海南省建设项目规划设计研究院.2011年10月。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。