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无粘结锚索的应用和对其永久性的担忧 刘玉堂 总参工程兵科研三所 洛阳 邮编 471023 摘要: 上世纪80年代初，锚索加固工程要求安装观测锚索, 大变形岩体的加固要用无粘结锚索, 工程需要催生了我国的无粘结锚索。当时还没有无粘结钢绞线，只能用光面钢绞线自制，因此，无粘结锚索很不规范。90年代初我国水电建设引进了无粘结锚索的规范结构和施工工艺,并迅速得到推广。然而，在工程应用中过于简化，把双层隔离层改为单层，把充满并可随时补充防锈油脂的防护帽用混凝土或水泥砂浆替代，永久性难以保证，给工程的安全埋下隐患。无粘结锚索的钢绞线不与围岩粘结，锚索对岩体的加固完全依赖其拉力，锚索的拉力又仅仅依靠夹片对钢绞线的夹持力，在上百年的高应力作用下,夹片及其夹持的那段钢绞线产生了徐变和锈蚀，必将减小锚索对岩体的支护力。在用无粘结锚索加固的公路边坡中，因雨水冲动格构下的风化石和泥土, 锚索失去了拉力,边坡缺少支护力而失事的工程已不止一例。 关键词: 锚索 无粘结锚索 边坡加固 岩土加固 一 前言 1989年漫湾水电站左岸发生了大滑坡, 锚固桩和锚固洞都被剪断。引进锚索后,工程进展顺利,不仅把滑坡耽误的工期抢回来，还提前半年建成。漫湾的经验被三峡、大朝山、李家峡、小湾等一大批水电站建设工程所接受，无论边坡或者大跨度地下厂房的支护,都大量采用锚索，锚索已经逐渐成为岩土加固的主要手段。从上世纪中期开始，新的锚索类型不断出现，应用范围几乎扩展到所有岩土工程。用得多、范围广、施工队伍杂，有些锚索工程就出了事。有好心人担心：如果水电工程出了事将是很大的灾难,这种担心也有一定的道理。无粘结锚索是采用的隔离防护，凡是采用隔离防护的任何结构，保护隔离层完整的重要性在于，一处破损将危及整个结构的安全，作为隐蔽性支护措施的锚索更是这样。令人担忧的是大多数采用无粘结锚索的工程忽视隔离层的保护。有的工程把两层隔离层减为一层；有的工程仅依赖无粘结钢绞线上的PE管，不安装对中支架；甚至有的工程为了降低工程成本不用正规的无粘结钢绞线,采用现场自制。锚索的类型有10余种，各种锚索都有自己的特性，不根据工程的特性恰当的选择锚索类型也要出事。无粘结锚索有很多优点, 也有不少缺点，不完全了解无粘结锚索的受力特性，任何地质条件、任何环境都采用无粘结锚索，有时就达不到岩体加固的预期效果。 二 无粘结锚索的产生与发展 我国无粘结锚索的产生源于工程的实际需要。1980年，武汉龟山修建了一个净跨17m的地下大礼堂，设计采用预应力锚索进行加固。为了监测锚索的受力状态和工程的加固效果，设计要求安装观测锚索和位移计。由于当时还没有无粘结钢绞线,只能采用钢绞绞线上涂黄油再套塑料管的办法自制,用它组装的无粘结锚索虽然很不规范，却是我国无粘结锚索的雏形。1984年, 河南鹤壁矿务局四矿的地下泵站需要加固, 由于岩体变形大, 选用了无粘结锚索，无粘结钢绞线的制作虽然仍然采用武汉龟山办法，由于施工前作了大量的试验研究工作, 无论无粘结钢绞线的制作工艺或是锚索的结构都作了很大的改进。当时锚索的应用尚不普遍, 无粘结锚索算是一个新品种, 地下泵站加固的成功,就把它作为一个科研项目,由鹤壁矿务局和总参工程兵科研三所共同署名报了奖, 题目是“预应力自由锚索的设计和施工工艺的研究”。无粘结锚索在长期工作中张拉段可以自由伸缩，就把它命名为“自由锚索”。鉴于该项目通过了鉴定，得了奖，又有工程成功的应用，遂被有些煤矿所接受，如河北省的峰峰矿务局、江苏省的徐州矿务局等，他们都在岩体变形大的地下洞室加固中取得了满意的支护效果。1987年，广西天生桥二级水电站厂房边坡施工中观测到不稳的征兆, 高大的边坡沿着缓倾角构造面产生微小的蠕动。此前，厂房的位置已做过两次变动，除了加固已无退路。由于工程紧急，边坡治理采用了多种加固措施：截头、压脚、排水、注浆、锚桩、预应力锚索等, 而锚索必须是可调预应力的无粘结锚索，否则，边坡的蠕动将会把锚索拉断。所用的无粘结钢绞线是在钢绞线上涂沥青，再裹两层塑料带。这种处理方法与日本同时代的做法大同小异。当然, 这种无粘结锚索的结构仍然是不规范的。 上世纪90年代, 四川二滩水电站和河南小浪底水利枢纽工程的建设，引进了国外无粘结锚索的规范结构和施工工艺。这种锚索的结构是复杂些，但是，无论在施工中或是在地下的长期工作中，锚索的各组成部分可能遭到的各种侵害都有严格的防范措施，能确保锚索的永久性。鉴于无粘结锚索具有很多无可争辩的优点，迅速在我国各种边坡加固中推广，其中包裹一些国家重点建设工程，如京福高速公路福建段的边坡、云南小湾水电站以及在建的四川锦屏水电站的高边坡等。然而，由于把规范的无粘结锚索结构简化，省落了一些重要的、自认为没有必要的组件,其永久性便难以保证。 三 无粘结锚