摘要：无黏结压力分散型锚索的拉力被位于钻孔不同深度的几个承载体共同分担，锚索拉力由孔内承压板转换为对注浆体的压力，减小了注浆体与孔壁的剪应力集中，适用于抗剪强度不高的软弱岩体。
关键字：岩石倾倒体；无黏结；压力分散型锚索；锚固段
1工程概况
克孜尔水库位于阿克苏地区拜城县境内，坝址西距拜城县约60km,东距库车县约70km，是目前塔里木河水系渭干河流域上的1座以灌溉、防洪为主，兼有水力发电、水产养殖和旅游等综合效益性的大型控制性水利枢纽工程。水库设计总库容为6.40亿立方米，设计灌溉面积为21.33万公顷，工程等别为一等大（1）型，场区地震基本烈度为8度，按8.5设防；主要由主坝、副坝、溢洪道、泄洪排沙涵洞、发电引水涵洞等水工建筑物组成。
右坝肩基岩为灰色的泥质粉砂岩和粉砂质泥岩以及灰白色砂岩互层，该岩体遇水易软化，崩解，为软岩。由于地质构造应力的作用，使右坝肩岩层不断发生弯曲、扭折、塌滑，产生蠕变和座滑变形，即右岸山坡基岩普遍存在岩石倾倒体。
2锚索施工设计指标
2.1采用压力分散型预应力锚索加固施工，设计方案为坡面上设置“井”字形锚固梁，锚孔布置在“井”字形锚固梁的交叉点，其上现浇钢筋砼锚墩。锚梁混凝土采用高抗硫硅酸盐42.5水泥，混凝土标号C30（二级配），锚索间距4m（水平），排距5m（垂直）。锚索垂直滑裂面布置。与水平夹角为15°。
2.2锚索长度35～40m，设计荷载1 000kN，钢绞线隔离架间距2～3m，以最终试验结论确定内锚固长度。锚索体由直径为15.20mm无黏结钢绞线6根成束组成。锚索体中间需安设1根φ20mmPVC管作为注浆管。
3锚索试验的目的
3.1确定该边坡地层中锚索的极限承载力和安全系数。
3.2揭示锚索锚固力在该地层下的各种影响因素及其影响程度。
3.3发现锚索设计、施工中的缺陷，总结试验孔锚索施工工艺的经验，以便在锚索规模施工前调整锚索结构参数或改进制作、施工工艺。
3.4检验锚索在超过设计拉力与接近极限拉力的工作性能和安全程度。
3.5校核设计参数，为高边坡锚固工程的动态设计提供有关参数，确保锚固工程的安全、经济、合理。
4锚索试验孔施工
4.1锚索施工工艺流程。施工准备→搭设施工平台→孔位布置→成孔→锚孔检查→（锚索制作）安装锚索→孔道注浆→锚墩混凝土制作→锚墩混凝土养护→安装外锚头→锚索张拉→封锚。
4.2成孔。采用φ90mm风动潜孔锤进行钻孔，成孔后用压缩空气吹净浮渣后进行充填灌浆。由于岩体破碎，裂隙发育，根据岩体成孔情况，钻孔采用分段钻进，分段充填灌浆。灌浆完成待凝7d后，用φ130mm冲击器进行扩孔，孔内如遇到破碎或塌孔现象需再次灌浆,直到保证钻孔孔壁稳定为止,确保孔底无残渣。
4.3锚索制作。
4.3.1采用环氧喷涂无黏结钢绞线（双层PE管）制作压力分散型锚索。单根钢绞线公称直径φ15.24mm,钢绞线的下料长度通过计算确定，计算时考虑锚墩厚度、锚夹厚度、千斤顶长度、冷拉伸长值、弹性回缩值、张拉伸长值和外露长度等因素（计算公式L=S+h；试中S-实测孔道长度，mm；h-锚垫板外钢绞线使用长度，mm）。
4.3.2钢绞线下料前做好放线架，将成卷钢绞线置于放线架上并固定，避免钢绞线放线散盘。从内侧圈轴头放线，牵出钢绞线内头，抽取方向与钢绞线的盘绕向一致，以防止钢绞线会自动弹直，形成乱线。
4.3.3编锚制作：每孔6根钢绞线为1束，用10号铅丝将6根钢铰线沿内锚头外圈成束绑扎，每段间隔2m，沿锚索的轴线方向每隔2m设置隔离架，锚固段每隔2m设置隔离板1块，合格锚索按编号整齐、平顺堆放，存放场地应干燥、通风。
4.4锚索安装。安装锚索前严格检查钻孔深度、锚索长度是否与设计相符，检查张拉段长度是否准确，外包PE管是否有破损，分离架固定是否牢固。锚索体不得有锈蚀、油污现象。下锚索前对孔口进行保护，岩体锚索一次放索到位避免在安装过程中反复拖动索体，严防泥土、石块和杂物带入孔内，锚索体露出孔口不得小于800mm，安装完毕后，对外露钢绞线用保护罩进行防护。
4.5锚固段的注浆与锚墩混凝土施工。
4.5.1锚固段的锚固采用灌注净水泥浆工艺，将φ25mm塑料管附在锚索体上，一同送入孔内，水泥净浆采用42.5高抗硫水泥，水灰比控制在0.45～0.50，用注浆泵向孔内注浆，直至浆液溢出孔口后1min左右。注浆后如浆液面下降应及时补注，直至浆液稳定在孔口为止。
4.5.2对下完的锚索注浆完成后进行锚墩混凝土施工。
4.6锚索张拉。采用与其配套的均布式压力分散型YJM15-6XJA.0锚具。锚索长度35～40m，其中锚固端长度为9m，分三级张拉，其余部分为自由端。
锚孔直径为130mm,锚固端注M30水泥砂浆，锚墩为C30钢筋混凝土，当锚索孔口锚墩混凝土养护达14天龄期（不低于设计强度的75%）即可对锚索张拉。张拉前，先清理承压板面，并检查承压板后面的混凝土质量，锚具安装时，锚板应对正，夹片片位要均匀，并打紧。岩锚张拉试验应力按设计张拉力的110％来控制，张拉过程中随时观察围岩的受力情况、钢绞线伸长量情况、锚墩变形情况等，如果发现情况异常及时调整设计张拉力，作为该区的其他锚索张拉依据，确保锚索系统有一定的应力储备，防止破坏锚索系统。预紧张拉采用分组单根逐一对称进行，千斤顶及锚头夹具安装到位后，以缓慢的速度升压，分级加载至所需的张拉力，认真记录钢铰线拉出长度，直至达到设计的预紧力，并稳压维持5min再进行卸压换孔，加载及卸载应缓慢平稳，加载速率每分钟不宜超过0.10σcon，卸载速率每分钟不宜超过0.20σcon，每次加荷后观测5min，在观测时间内测读锚头位移不少于3次。认真记录千斤顶的读数以及试验索在不同张拉吨位时的伸长值。
4.7配套千斤顶及油泵、回归方程。
标定给出回归方程为：Y=0.21582X+0.31818
Y-压力表压力Mpa；
X-张拉控制应力kN。
张拉程序确定及张拉的计算
0→m1σcon持荷tminm2σcon持荷tminm3σcon持荷tminm4σcon 持荷tminm5σcon 持荷tmin m6σcon持荷稳压tmin锁定
m1～m6—张拉系数，一般m1、m2、 m3、 m4 、m5分别为0.20、0.25、0.50、0.75、1，岩锚超张拉m6为1.05～1.10。单根预紧张拉时每根钢绞线第1次由0→20％Pat(7.51MPa)作为预紧初应力。在张拉过程中按设计要求逐级加载。
t—持荷时间，一般为2min～5min；
σcon—张拉控制应力。
伸长量：ΔL=（P×L）÷（A×E）。【P—张拉力KN;L—锚索孔道长度m；A—钢绞线面积mm2；E—钢绞线弹性模量1 860Mpa】
锚索张拉试验结果计算统计表
5试验分析
5.1锚固段长度计算。由于岩性及强度属于一般，围岩级别为Ⅳ级,水泥结石与围岩的黏结力为0.30～0.80MPa,按锚索与胶结体沿孔道壁滑移计算锚固段长度, 计算如下：L=ΚT /πDC
式中：D：孔径,mm；
C：水泥结石与围岩黏结力为0.30～0.80Mpa,取0.50Mpa；
Κ：安全系数，永久性锚固工程取1.50；
T：设计锚固力,1 000kN；
则有：L=ΚT /πDC
=（1.50×1 000）÷（3.14×130×0.50）
=7.35m
结论：锚固段取9m满足锚索胶结体与孔道壁黏结力要求。
5.2锚固体与孔壁的抗剪强度复核。
P=(La×π×dh×t)÷Fsa式中：La：锚固段长度，取9m。
dh：钻孔直径，取0.13m。F2：锚固体拉拔安全系数：1.50；
t：锚孔壁与水泥砂浆的极限抗剪应力，0.30～0.80Mpa,取0.50 Mpa P=(Lm×π×dht)／F2
=(9×3.14×0.13×0.50)÷1.50×106×10-3
=1224 kN>锚索控制拉力F1=1100kN
结论：锚固体与孔壁的抗剪强度满足张拉要求，锚固长度选择9m能满足要求。
6试验结论
6.1本次试验孔锚固段均进入稳定岩体，满足设计要求。
6.2本边坡地层地质条件基本上能够满足设计及张拉要求。
6.3在进行试验时严格按照编制的试验方案进行施工，试验工程中用作试验的锚孔参数、材料、机具及施工工艺满足设计要求。
6.4从以上试验结果看，试验1～5孔进行张拉过程及结果满足设计要求。锚固端黏结强度满足张拉要求；锚固体与孔壁的抗剪强度满足张拉要求，锚固段长度选择9m能满足最大张拉荷载1 100kN要求。