高慶輝(華北有色工程勘察院有限公司,石家莊 050021)

礦山邊坡治理中預(yù)應(yīng)力錨索框架的應(yīng)用

高慶輝
(華北有色工程勘察院有限公司,石家莊 050021)

在我國(guó)科技發(fā)展進(jìn)程中，礦產(chǎn)資源發(fā)揮著舉足輕重的作用，然而在礦山開(kāi)采過(guò)程中，總會(huì)不可避免地遇到崩塌或者落石災(zāi)害等問(wèn)題，影響礦山的正常開(kāi)采，而在礦山開(kāi)采過(guò)程中，邊坡處理也成為提高礦產(chǎn)開(kāi)采率的關(guān)鍵因素。因此，相關(guān)企業(yè)應(yīng)該在礦山邊坡治理過(guò)程中，靈活運(yùn)用預(yù)應(yīng)力錨索框架技術(shù)，從而在實(shí)現(xiàn)邊坡加固目的的同時(shí)，維護(hù)企業(yè)的切身利益。

礦山；邊坡治理；預(yù)應(yīng)力錨索；框架；應(yīng)用措施

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.049

1 預(yù)應(yīng)力錨索框架的內(nèi)涵以及研究現(xiàn)狀

預(yù)應(yīng)力錨索框架是一種有效治理邊坡的技術(shù)，其主要借助高強(qiáng)度水泥砂漿，在有效深度的錨孔底端與周邊巖體形成一定強(qiáng)度的錨固體，以此來(lái)調(diào)動(dòng)巖體本身的強(qiáng)度，并利用錨索結(jié)構(gòu)體將滑坡體形成的滑坡推力有效地傳導(dǎo)至滑床內(nèi)穩(wěn)定巖層中，之后，在錨索的預(yù)應(yīng)力作用下，就可以讓不穩(wěn)定的山體以及穩(wěn)定山體組成一個(gè)整體，從而在有效治理邊坡的同時(shí)，阻止構(gòu)造裂隙的進(jìn)一步擴(kuò)大，進(jìn)而起到防護(hù)作用。

近年來(lái)，預(yù)應(yīng)力錨索框架因其輕巧美觀、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等優(yōu)勢(shì)，在一些高速公路工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，而它的應(yīng)用也讓以往傳統(tǒng)的重型支擋結(jié)構(gòu)逐漸走下歷史舞臺(tái)。與此同時(shí)，很多業(yè)內(nèi)專(zhuān)家以及學(xué)者也將預(yù)應(yīng)力錨索的錨固機(jī)理作為研究重點(diǎn)，并取得了初步成效，但是關(guān)于預(yù)應(yīng)力錨索框架作用機(jī)理的研究還相對(duì)貧乏，在實(shí)踐中還會(huì)存在一些問(wèn)題，這仍然需要相關(guān)專(zhuān)家學(xué)者去進(jìn)行更深層次的研究探索，從而確保我國(guó)礦業(yè)的良性發(fā)展[1]。

2 導(dǎo)致礦山邊坡滑坡的主要原因

絕大多數(shù)人認(rèn)為，導(dǎo)致礦山邊坡滑坡事故頻發(fā)的主要原因就是邊坡自身缺乏穩(wěn)定性造成的，然而，通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐研究表明，礦山邊坡滑坡是由多方面因素共同作用形成的。具體原因如下[2]。

2.1 礦山環(huán)境的治理不到位

目前，很多礦山在開(kāi)采過(guò)程中，存在亂采亂挖的問(wèn)題，而相關(guān)企業(yè)或部門(mén)也沒(méi)有對(duì)礦山環(huán)境保護(hù)引起重視，使這一現(xiàn)象更加嚴(yán)重。另外，相關(guān)技術(shù)人員在開(kāi)采過(guò)程中也無(wú)視國(guó)家出臺(tái)的礦產(chǎn)開(kāi)采規(guī)定，并在礦山邊坡上設(shè)置一些設(shè)備或者廢石等，這就進(jìn)一步降低了邊坡的穩(wěn)定性，進(jìn)而引發(fā)邊坡滑坡事故，造成嚴(yán)重?fù)p失。

2.2 受邊坡巖石構(gòu)造的影響

在研究歷年來(lái)邊坡滑坡事件可以發(fā)現(xiàn)，那些存在裂縫、斷層或者其他不穩(wěn)定軟巖石夾層等缺陷的巖石，出現(xiàn)邊坡滑坡事件的幾率較高。通常情況下，邊坡的滑動(dòng)以及邊沿輪廓都與巖石構(gòu)造息息相關(guān)，如果巖石的強(qiáng)度以及硬度都較高，那么邊坡的穩(wěn)定性也就越強(qiáng)，發(fā)生邊坡滑坡的概率也會(huì)大幅度下降。

2.3 相關(guān)工作人員的安全意識(shí)以及責(zé)任意識(shí)缺失

在近年來(lái)發(fā)生的礦山安全事故中，很多是由于工作人員缺乏安全意識(shí)以及責(zé)任意識(shí)導(dǎo)致的。甚至有些企業(yè)為了牟取暴利，一味地追求經(jīng)濟(jì)利益，不斷減少各種開(kāi)支，包括設(shè)備以及人工等，無(wú)視可能存在的安全隱患，使整個(gè)礦山生產(chǎn)的安全管理形同虛設(shè)，進(jìn)而不能有效規(guī)避邊坡滑坡事故，造成不可估量的損失。

3 礦山邊坡治理中預(yù)應(yīng)力錨索框架的質(zhì)量控制措施

在礦山邊坡治理中，運(yùn)用預(yù)應(yīng)力錨索框架，大致上可以分為以下幾個(gè)環(huán)節(jié)，包括施工前的準(zhǔn)備工作、錨孔鉆造、錨索制安、錨孔注漿、混凝土澆筑以及錨孔張拉鎖定等[3]。其中，想要確保最終的邊坡治理效果，相關(guān)人員應(yīng)該在預(yù)應(yīng)力錨索框架施工中，對(duì)以下的關(guān)鍵點(diǎn)加以重視，從而為礦山開(kāi)采的順利進(jìn)行提供保障。

3.1 做好相應(yīng)的排水防水措施

在礦山邊坡治理中，想要保證預(yù)應(yīng)力錨索框架的施工效果符合預(yù)期，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該做好相應(yīng)的排水防水措施。具體來(lái)說(shuō)，在錨索施工區(qū)周?chē)?，設(shè)置臨時(shí)的排水溝，實(shí)現(xiàn)坡頂自然水的有效排出。另外，對(duì)開(kāi)挖的邊坡，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行必要的坡面防護(hù)，以免邊坡在挖開(kāi)暴露后，受雨水或者干濕循環(huán)作用影響，使土體的強(qiáng)度大幅度降低，進(jìn)而引發(fā)淺層坍塌或者沖蝕等現(xiàn)象，阻礙工程的順利進(jìn)行。

3.2 對(duì)錨孔的清理以及檢驗(yàn)

在鉆孔完畢后，不能立即拔管，要首先對(duì)其進(jìn)行清理，在清理一定時(shí)間后，才能一邊緩慢拔管一邊繼續(xù)清孔，直到拔出孔口即可。整個(gè)錨孔的清理工作要反復(fù)進(jìn)行2～3次，直到孔中流出清風(fēng)即可停止清孔。一般情況下，結(jié)合工程地質(zhì)情況，不得使用高壓水進(jìn)行沖孔，以免影響后續(xù)步驟的進(jìn)行。

對(duì)錨孔進(jìn)行檢驗(yàn)，主要檢驗(yàn)其孔徑以及孔深等是否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。目前，常常采用設(shè)計(jì)孔徑、標(biāo)準(zhǔn)鉆桿以及鉆頭等在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員的監(jiān)督下進(jìn)行驗(yàn)孔。與此同時(shí)，整個(gè)驗(yàn)孔過(guò)程中，鉆頭要平順推進(jìn)，不得產(chǎn)生抖動(dòng)或者沖擊，鉆具驗(yàn)送長(zhǎng)度應(yīng)該與設(shè)計(jì)鉆孔深度相一致，且推鉆要求順暢，在用高壓風(fēng)吹驗(yàn)時(shí)，沒(méi)有明顯的水體以及灰渣等現(xiàn)象出現(xiàn)。另外，只要確保錨孔的孔位、角度以及方位等都符合設(shè)計(jì)要求，就可以說(shuō)明錨孔的質(zhì)量合格。

3.3 時(shí)刻關(guān)注施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況

在礦山邊坡治理過(guò)程中，不確定因素較多，甚至在預(yù)應(yīng)力錨索框架施工中，也可能存在地質(zhì)勘探資料與實(shí)際情況相差甚遠(yuǎn)的現(xiàn)象，如果按照原有設(shè)計(jì)方案勉強(qiáng)進(jìn)行施工，則整個(gè)預(yù)應(yīng)力錨索框架工程的安全性以及使用功能都無(wú)法得到保證。所以，在實(shí)際施工過(guò)程中，如果遇到上述情況，相關(guān)施工技術(shù)人員應(yīng)該在第一時(shí)間將情況上報(bào)給相關(guān)設(shè)計(jì)部門(mén)，及時(shí)進(jìn)行變更以及修正，從而保證工程施工的效果以及質(zhì)量。

3.4 確保礦山邊坡治理工作的有效性

在運(yùn)用預(yù)應(yīng)力錨索框架治理礦山邊坡滑坡問(wèn)題時(shí)，整個(gè)工程的施工受人為因素影響較大，所以，一定要進(jìn)一步強(qiáng)化相關(guān)執(zhí)法人員的職能權(quán)利，對(duì)礦山邊坡治理過(guò)程中的不恰當(dāng)行為進(jìn)行嚴(yán)格懲處，并追究相關(guān)人員的責(zé)任。另外，通過(guò)宣傳教育來(lái)提高施工技術(shù)人員的安全意識(shí)以及責(zé)任意識(shí)，讓他們充分了解礦山邊坡滑坡可能引發(fā)的嚴(yán)重后果，從而在激發(fā)工作人員責(zé)任心以及積極性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)礦山邊坡治理工作的有效性。

3.5 預(yù)應(yīng)力錨索框架施工時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

在錨索施工前，為了保證實(shí)際施工能與設(shè)計(jì)預(yù)期相符，相關(guān)人員可以預(yù)先進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索試驗(yàn)，來(lái)對(duì)其施工工藝進(jìn)行檢驗(yàn)。與此同時(shí)，錨固試驗(yàn)的數(shù)量除非特殊情況，一般可按照工作錨索的3%控制；另外，錨固試驗(yàn)的平均拉拔力要超出預(yù)應(yīng)力錨索的超張拉力，如果平均拉拔力小于此值時(shí)，則要繼續(xù)按照3%的比例來(lái)補(bǔ)充錨固試驗(yàn)的數(shù)量，以此來(lái)保證預(yù)應(yīng)力錨索框架施工的順利進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在我國(guó)對(duì)礦產(chǎn)資源開(kāi)采量逐年上升的同時(shí)，也逐漸暴露出許多礦山邊坡問(wèn)題，嚴(yán)重影響了礦山開(kāi)采的正常進(jìn)行。所以，為了強(qiáng)化礦山邊坡的強(qiáng)度以及硬度，就要從引發(fā)礦山邊坡滑坡事故的原因出發(fā)，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索框架施工中的關(guān)鍵點(diǎn)加以重視，從而在提高整個(gè)工程施工質(zhì)量的前提下，推動(dòng)我國(guó)礦業(yè)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

【1】朱寶龍,楊明,胡厚田，等.土質(zhì)邊坡加固中預(yù)應(yīng)力錨索框架內(nèi)力分布的試驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005，24(4):697-702.

【2】劉琴琴.鋼筋混凝土框架梁預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)在高邊坡工程中的應(yīng)用[D].蘭州：蘭州理工大學(xué),2011.

【3】劉小麗,張占民,鄧建輝，等.邊坡加固中預(yù)應(yīng)力錨索框架地梁的桿系有限元分析[J].巖土力學(xué),2004,25(7):1027-1031.

The Application of the MineSlope Control of Prestressed Anchor CableFramework

GAOQing-hui
（NorthChinanonferrousEngineeringInvestigationInstituteCo.Ltd.,Shijiazhuang050021,China）

In the process of the development of science and technology in our country,mineral resources play an important role, butin the processofmining, there is always the inevitable collapse and rockfall hazard problems, affects the normalmining inmines, and inthe process ofmining, slope treatment is becoming the key factor of improvingmining rate. Relevant enterprises should, therefore, inthe process of mine slope control, flexible use of prestressed anchor cable framework technology, thus in the purpose of the slopereinforcement at the same time, safeguardthevital interestsof the enterprise.

mine;slopemanagement;prestressedanchorcable;framework;applicationmeasures

TD325+.3

B

1007-9467（2016）12-0166-02

2016-08-17

高慶輝（1981～），男，河北正定人，工程師，從事巖土與基礎(chǔ)工程技術(shù)研究。