[摘要]本文根据某旅游客运索道中间支架三个基础所处的岩体边坡工程地质条件和稳定性，提出了采用锚索加固岩石边坡的治理方案，并对加固治理进行了施工组织设计。
[关键词]索道，岩体边坡、锚索设计与治理
1工程概况
湖南某旅游客运索道全程设上、下站房及中间支架点，其中间支架座落在某风景区后山中段一山体腰部，地势陡峭，岩坡由北向南变化于标高910～998米，平均坡度76度，支架基础落于954米标高处，坡体岩性为中～微风化石英细砂岩,节理裂隙发育，在垂直方向上呈上张下闭的发育形态。经岩体边坡工程地质勘察与研究，确认支架基础范围内对岩体稳定性有直接影响的三组节理裂隙：①SE112°～175°∠65°～87°；②NW284°～334°∠66°～86°；③NNW7°∠89°。以上三组裂隙水平延展性好，与岩层层面形成组合，呈阶梯式向下垂直切割，将岩体切割成块状不稳定结构，其中发育于3号基础中部的J31裂隙（产状334°∠71°），水平延伸长12米，垂直下切深度30米，地面张开裂隙2～20厘米。
2岩体稳定性分析
2.1危岩体特征与破坏形式
危岩体主要分布在边坡上段。边坡顶部地形平缓，土层覆盖厚度小，通过钻探和地面调查，边坡坡缘线的卸荷裂隙产状334°∠71°，缝宽2～20mm,面呈锯齿状，有泥质充填，距离边坡坡顶缘线5m～7m。
2.2危岩稳定性影响因素与形成机制
2.2.1内因
调查区边坡高21～30m,上缓下陡，坡形为折线形，上段自然坡角约62～80º，近直立，下段边坡坡角为85°～90°，坡形线近直线，这些有利于在坡肩带形成水平应力集中与卸荷裂缝的产生。
上段砂岩抗风化能力强，其中发育四组裂隙，这些裂隙将砂岩岩石切割成四棱块状岩体。下段抗风化能力弱，泥岩中发育8组裂隙，裂隙将泥岩岩石切割成板状岩体，另外岩石中网状风化裂隙密集发育，它使岩石风化剥落更快，在坡体局部形成岩腔，岩腔的形成在重力的作用下又导致上部岩块的破坏，这样累进破坏，使上部砂岩体形成危岩或沿外倾裂隙滑移脱落。
2.2.2外因
地下水的作用降低了岩体结构面的抗剪强度和软化基座，且暴雨使岩体中的裂隙迅速充满裂隙水或使地下水水位面抬升，增加了动水压力和静水压力。坡顶壁树木的根劈作用，将破坏岩体整体性，同时根系作用对个别小规模危岩体也起着暂时保护作用；树冠可增加坡体的风荷载。
震动对边坡上松脱岩石下移也起较重要的作用。
2.3形成机制
根据危岩体的特征及破坏模式共分为：
图3岩体崩落形成机制
Fig3Thetopplingfailurecharacteristicofslakingrock
2.4定性分析
危岩体稳定性评价及治理措施详见表2.4-1.
2.5定量分析
3#基础下岩坡上部平均长度为9米，下部平均长度为25米，平均宽度为5米，高30米，经岩体稳定性验算，稳定系数K=1.11，该岩坡处于临界状态。计算简图见图4。为保证客运索道的安全运营，须对3#基础下岩坡进行加固处理。
3治理设计
3.1锚固力计算
锚索设计时，拟将K=1.11提高到设计稳定系数K=1.4。锚固力的计算是在考虑了地质、地形因素后，以下列边界条件为计算参数：①提高到设计边坡要求稳定系数所需的锚固力；②抵抗外部荷载（支架动荷载）产生的下滑力所需的抗力；③地震破坏力；④地下水产生的推力。综合各因素并经锚索倾角修正后确定最终锚固力。
3.2锚索设计
锚索的设计主要包括锚索间距、深度（锚固段与自由段长度之和）、锚索倾角和锚索体等。
3.2.1锚索间距、深度
锚索的间距是根据岩体的破坏面而定，一般在破坏面后一米以外考虑，按5米考虑；锚索深度考虑岩体边坡节理裂隙较发育，并且多呈平行排列，为确保岩体整体的稳定，单锚深度确定为10～30米。
3.2.2锚索倾角
锚索的倾角大小关系到设计抗滑力的发挥和施工质量的保证。要使垂直作用于下滑动面的力增加，最有效的方法是使锚固力也垂直作用于滑动面上，这时锚固体系才能最有效地抵抗剪切破坏。而当锚固力与滑动面的垂线成一个（φ<90°）角度，且等于滑动面的摩擦角φ’时，这种锚固力就可发挥出最大的作用。然而在实际施工时很难做到，影响的因素有两点：（1）向上倾钻探不能保证成孔质量；（2）注浆质量难以控制。为此我们选用下俯与水平面成15°～20°，与破裂面成14°～19°的角度，并将因角度的变化而损失的部分支撑力考虑到锚固力的计算之中。
3.2.3锚索结构图
图5锚索结构立面 图6锚索结构剖面
Fig5Theplaneofanchorcableconstruction Fig6Thesectionplaneofanchorcableconstruction
3.3锚索结构
3.3.1锚束
锚束是锚固体系中力的传导与实现者，它的质量好坏直接影响到设计的成败。因此，本工程选用目前国内质量较好的江西某公司生产的ASTMA416—87a高强度低松驰预应力钢绞线,其标准抗拉强度σk=1860Mpa，在2000KN级锚索中由12×7φ5mm钢绞线组成，1000KN级锚索中由6×7φ5mm钢绞线组成，以上锚索体材料安全系数为2.0。
3.3.2内锚固段
内锚固段系指锚束伸入稳定岩层，获得抗拔力的锚束段。本次采用φ130mm成孔，锚束保护层20~30mm，采用纯水泥浆作胶结材料，锚束制成串葫芦状，以获得最大摩擦力，锚索结构图如图7。
Fig7Prestressedanchorcableconstruction
水泥浆强度为C30，水灰比为0.40，采用525号普通硅酸盐水泥。
内锚固段长度的确定：①计算水泥浆对锚束的握固力；②计算水泥浆与锚孔孔壁的摩擦力。经比较后取较大者来确定锚固段长度。理论计算锚固段长度为6～10米，考虑岩坡发育多组平行裂隙及其它因素，实际锚固段长度最终确定为8～15米。
3.3.3自由段
锚索自由段是连系内锚固段与外锚头而实现力传递作用的部分。其长度是根据地质、地形条件用几何方法确定，一般不小于5米。考虑到本工程为重要的永久性工程，锚索自由段防腐措施是待锚固段达到7天龄期，并施加完张拉预应力后，采取全段注浆的保护措施。
3.3.4锚头（锚墩）
外锚头由锚定板、锁具组成，锚定板采用300×300×25的钢板制作，锁定前将岩面凿成与锚孔斜度垂直的平面，再盖上中间开孔的锚定板，使之与岩面紧密接触。锁具采用柳州某厂生产的OVM系列锁具。锚索张拉锁定后，锚头用C20砼封闭保护，见图8。
4治理施工
4.1施工工艺施工工艺流程框图如下图9。
图8锚索端头构造 图9施工工艺流程
Fig8Disposalofanchorcablehead Fig9TheflowchartofDisposal
4.2质量控制措施：
（1）严格控制材料质量、水泥、添加剂、钢绞线、锚具、钢筋等，要有国家认可的合格证及送检单。
（2）锚孔定位、成孔要严格按设计图纸施工，定位误差不大于30厘米，锚孔倾角不超过设计的±5°，钻孔深度不小于设计深度，如遇特殊情况须与设计人员协商解决。
（3）钻孔要配合下锚索工作，要求先钻下排再钻上排，先粘两边再钻中间。
（4）保证注浆质量，防止出现注浆不饱满和压力不足现象，要在锚固段注浆后第二天检查注浆效果，不饱满时必须补注。
（5）应有完整的锚索安装、成孔、注浆记录，并经常检查是否符合质量要求。
5质量检测
本工程由于岩坡岩石节理裂隙较发育，并呈张裂状，锚索质量检测在施加预应力时应以不出现岩体位移（后移）为宜。抽检结果如表5-1。
锚索施工质量检测结果表表5-1
Table5-1Constructionqualityofanchorcable
根据检测结果,10、12、19号锚索当张拉应力达到设计的58%时岩体有后移迹象，即停止加力；而17、26、38号锚索当张拉应力为设计的69～103%时各项力学指标均符合设计要求。
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