液压地锚原理及改进

液压地锚原理及改进

潘建庭

广州供电局有限公司输电管理二所

摘要：对液压地锚基本原理进行分析，同时对预应力钢锚管注浆加固原理进行了分析，以此为基础结合预应力注浆钢锚管可能产生的破坏情形提出了具体的质量控制与改进对策，以期为不断提高液压地锚应用水平方面的研究提供一些参考。

关键词：液压地锚；预应力；原理；质量；改进；技术

前言：

随着国家经济社会发展水平不断提升，各行各业都在进行新技术、新方法应用探索，地锚在交通制造等领域应用越来越深入，与此同时随着海洋开发技术不断升级，作业要求越来越高，对锚泊提出了更高的要求。需要充分考虑锚泊具体环境，进行现场试验和分析，不断改进优化工艺，才能确保技术的适用性。

一、液压地锚原理分析与研究

锚有很多类型，在锚的具体选择方面需要充分考虑操作简便性、经济性和技术的适用性。在钻井平台领域通常需要用到大抓力锚，在具体应用时要保证抓力、确保拉力方向和操作一致，确保角度控制得当，同时还要考虑周边的运行环境，根据实际情况进行动态调控，才能确保发挥锚的功能，提高应用价值。

地锚通常可以分成锚桩、锚点、锚锭、拖拉坑，在起重作业领域，通常会用到地锚，借助钢管、钢丝绳以及钢筋混凝土预制件、圆木等设施将其置入地下，进而起到良好的固定等作用。

起重作业中常用地锚来固定拖拉绳、缆风绳、卷扬机、导向滑轮等，地锚一般用钢丝绳、钢管、钢筋混凝土预制件、圆木等做埋件埋入地下做成。现代地锚通常都是用铸钢或锻钢打造的，根据具体应用范围可以分成有杆锚、无杆锚、大抓力锚、特种锚，不同的地锚性能不一样，配置要求也各不相同。在进行应用设计时，要把握一定的原则，一是要严格按照设计操作要求进行操作，并对隐蔽工程等做好记录，绝不能出现超载等情形。二是要注意控制地锚坑深度、形状、角度等，还要根据现场情况进行动态调节。三是要注意控制拖拉绳与水平面的夹角，保持地锚基坑出线点前方坑深范围，并对地下构筑物以及隐蔽设施等进行全面勘察分析。四是确保地锚周围无积水等情况，不能沿着埋件顺向进行配置。只有把握上述原则，并严格按照工艺操控要求进行规范操作，才能不断提高安全管理水平。

注浆预应力钢锚管是近年来新兴的一项边坡防护技术，通过设置一定的角度，将潜孔钻机成孔，并置入钢锚管，将水泥砂浆注入后构成锚管体，从而起到良好的稳定边坡的效果。该技术在岩层破碎、断裂带以及路堑边坡等领域应用比较广泛。

应用预应力钢锚管注浆加固技术，基本原理是：一是通过注浆能够提升钢锚管的长度和牢固性，粘结滑动坡体和不动岩土体，从而更好地提升坡体的承载能力，有效抗滑。二是能够有效解决水、空气在节理裂隙发育的岩体注浆过程中存在的侵入问题，从而降低围岩吸水膨胀及风化发生率。三是二次劈裂注浆能够进一步提升坡体抗滑性能，并且增加锚固段的抗剪强度，从而确保预应力钢锚管注浆加固性能有效发挥。目前根据不同地质等情况，钢锚管劈裂注浆模式主要分为以下几种：针对具有层状的灰岩、页岩地层，主要注浆模式为填充型和扩散型。针对灰岩与类软土层交界位置，主要注浆模式为填充型，针对全风化炭质泥岩累软土地层主要注浆模式为是挤密扩散型，针对残坡积地层，主要注浆模式为扩散、劈裂模式。针对密实类软土层，不建议采用填充模式，选择劈裂、挤密、扩散模式更佳。

二、液压地锚工艺应用分析及改进措施

在进行预应力注浆钢锚管应用过程中，由于本身钢锚管结构不同，需要借助径向应力和剪应力的形式以及按照注浆规程进行设计，需要根据钢锚管锚固力的大小等具体情况计算分析极限抗拔力，受到锚固段注浆材料与管体间、注浆材料与岩土体间及剪切强度及注浆材料与杆体的抗拉强度等因素影响，钢锚管锚固力的大小会有很大的差异，在具体应用过程中不同的岩土阶层，对锚固系统产生的影响也各不相同，造成的破坏形式也各不相同，通常造成的破坏情形分成以下几种：沿注浆体与锚固体系结合层受损、沿孔壁与注浆体交界处破损、边坡岩土体破损、锚固岩土体沿破坏面的受拉破损。

为了避免发生上述破坏情形，提高安全性，在具体预应力钢锚管施工过程中通常需要做好以下几个方面的工作：

1.科学确定试验孔。为了确保注浆试验有序开展，减少危险因素的发生，通常在施工前需要通过反复试验来确定具体的钻孔。确定试验孔，是为了对材料配比、注浆压力、注浆量、注浆次数以及间隔频次等参数进行确定，并对可能存在的坡面冒浆情况进行事先分析。

2.孔位测定及成孔设计。对坡面开挖情况检查完成通过后，需要测量放线测定孔位，为了确保侧孔安全性，一方面需要按照要求设置钢管脚手架、施工平台，另一方面需要选择匹配的钻孔设备，并按照钻孔工艺进行操作，确定具体的钻孔角度、孔径和孔深、预留距离等。

3.钢锚管制作加工制作过程分析。一是需要确定预应力钢锚管工艺参数，并做好固定防护处理。主要参数包括直径、杆体长度、钻孔位置、间隔缠绕距离等。二是选择匹配的连接器对钢锚管进行连接，并对前端、中环、厚度、内径以及材质等进行分析确定。三是控制二次注浆操作工艺过程。在二次注浆过程中，为不断提升水泥砂浆凝结速度、强度，确保验收合格，需要对管口与钢盖密封处、封口材料、排气管长度以及验收等环节进行深入分析，确定具体的工艺参数，提高规范性。

4.做好注浆管安装、注浆顺序安排以及过程控制、封锚等工序。钻孔完成后要进行注浆管安装，在安装过程中需要控制距离、深度、连接长度，在注浆过程中需要做好第一次注浆和第二次注浆工艺衔接，第一次珠江完成后要立即进行封孔，对注浆强度以及两次注浆间隔时间、压力等进行分析，整个注浆工艺完成后需要对注浆管进行清理。同时要做好张拉锁定及封锚处理，确保浆液和锚梁混凝土强度符合设计要求后方可进行张拉锁定，要控制好锚管锚头外预留距离，最后进行封锚处理。

除了按照上述工艺要求完成各道工序以外，还需要对关键位置进行质量监控，确保注浆施工质量。一方面需要对钢锚管加工安装工艺进行严格把关，在钢锚管运输过程中以及摆放、下管过程等确保严格按工艺要求做好防护以及卫生清理工作。另一方面要对水泥砂浆、水泥浆拌制作过程以及注浆间隔周期、二次劈裂注浆工艺进行严格质量把关。注浆过程中水泥砂浆含量、水灰与砂浆配比以及砂浆剂产量、浆液注浆控制速度以及时间等都要进行严格把控，确保水泥浆搅拌均匀，同时要做好筛网过滤，注意防止出现堵管等情况。在二次劈裂注浆过程中需要安排专人负责进行监督，密切关注注浆泵、孔口压力值、注浆量变化情况，做好压力动态控制，对冒浆现象提前做好预防控制，避免发生溢浆情况。

此外还需要提前做好雨季等突发天气等防水措施，避免由于水量过大等因素影响钢锚管注浆质量。

总之，在地锚应用过程中，需要严格按照基本原则和工艺要求操作，并根据现场环境等做好全过程质量控制，才能确保注浆等过程有序开展，提高整体质量。随着工艺技术水平不断提升，实践经验日益丰富，在具体应用过程中将会有更多的新技术出现，从而为不断促进地锚深度应用，发挥应有的功能奠定基础。

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