[发明专利]一种洞顶土质高边坡锚索支护系统及施工方法

说明书

本发明公开了一种洞顶土质高边坡锚索支护系统及施工方法，本方案既能提高土质边坡稳定，又能保护结构安全，从而扩大锚索支护系统在洞顶高土质边坡的应用范围的。所述支护系统的结构包括预应力锚索、钢筋混凝土的框格梁和钢筋混凝土的锚墩，所述的框格梁包括等间距布置的横梁和纵梁，所述锚墩间隔设置在横梁和纵梁的交叉节点上，所述的预应力锚索的一端固定于锚墩，预应力锚索的另一端插入土质高边坡的基岩。所述施工方法步骤包括在土质高边坡开挖面上进行槽挖处理，开挖等间距布置的纵向凹槽，开挖等间距布置的横向凹槽，在横梁和纵梁的相交的节点处进行预应力锚索施工，设有预应力锚索的框格梁节点处布置钢筋混凝土锚墩。

技术领域

本发明属于水利水电技术领域，具体涉及一种洞顶土质高边坡框格梁预应力锚索支护系统的特殊布置及其施工方法，尤其适用于洞顶为高陡土质边坡的水利水电工程。

背景技术

在水利水电工程及边坡施工过程中，经常存在洞顶高边坡覆盖层及全强风化层较厚且分布不均的情况。通常采用的支护形式有两种。一种是减缓开挖坡比并增设框格梁支护。此种支护形式的优点在于结构简单，施工方便，但是占用的空间较大，且在下暴雨或坡顶道路增加荷载时，高陡边坡容易出现蠕变，从而导致边坡失稳；另一种是增设锚索框格梁支护系统的形式，此种支护结构采用对锚索施加预应力，将潜在土体与稳定岩体紧密连为一体，既增加土体的抗滑力同时又通过对坡面上框格梁将各个锚索有效的连成一个整体，形成由表及里的加固体系，从而达到防止整体边坡失稳的目的。

锚索框格梁系统中锚索通常布置在等间排距的框格梁节点位置，在实际的施工过程中，考虑到锚索孔不能打穿洞室，对于洞轴线上方位置锚索需要进行水平向角度偏转，偏转的锚索与相邻锚索间会产生交叉碰撞的情况，影响整体支护体系的强度，降低土质高边坡的稳定性。鉴于对洞顶土质高边坡框格梁锚索系统的保护措施还缺乏系统深入的研究，故对洞顶高边坡锚索支护系统进行特殊设计具有实际工程意义。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提出既能提高土质边坡稳定，又能保护结构安全，从而扩大锚索支护系统在洞顶高土质边坡的应用范围的一种洞顶土质高边坡锚索支护系统及施工方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种洞顶土质高边坡锚索支护系统，包括预应力锚索、钢筋混凝土的框格梁和钢筋混凝土的锚墩，所述的框格梁包括等间距布置的横梁和纵梁，所述锚墩间隔设置在横梁和纵梁的交叉节点上，所述的预应力锚索的一端固定于锚墩，预应力锚索的另一端插入土质高边坡的基岩。

作为优选，在框格梁内布置护坡植被。

本发明的一种洞顶土质高边坡锚索支护系统施工方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，将土质边坡以规定坡比开挖平顺，对于超挖较多的部位进行混凝土回填；

步骤2，采用打排水孔、系统锚杆或锚筋桩的方式对土质边坡进行临时支护；

步骤3，在土质高边坡开挖面上进行槽挖处理，开挖等间距布置的纵向凹槽，所述纵向凹槽内浇筑钢筋混凝土，并预留用于预应力锚索施工的孔位，完成纵梁的浇筑施工；

步骤4，开挖等间距布置的横向凹槽，在横向凹槽内浇筑钢筋混凝土，在洞顶正上方位置内插一排横梁，横梁与纵梁之间位置预留用于预应力锚索施工的孔位；

步骤5，在横梁和纵梁的相交的节点处进行预应力锚索施工，并且相邻的预应力锚索之间间隔一个横梁和纵梁的相交的节点，保证预应力锚索锚固端打入基岩一定深度，并在孔口预留一定长度的钢绞线以便后续张拉，位于洞顶上方的预应力锚索进行水平向角度偏转，偏转角度控制在45°以内，保证孔斜率误差不大于2％；

步骤6，在设有预应力锚索的框格梁节点处布置钢筋混凝土锚墩，锚墩头的大小根据承载力大小及受力面积来确定。