關(guān)晶晶 衣昊鵬 周健

(遼寧省冶金地質(zhì)勘查局地質(zhì)勘查研究院,遼寧鞍山 114038)

有關(guān)錨桿技術(shù)在泥石流防治工程的應(yīng)用研究

關(guān)晶晶 衣昊鵬 周健

(遼寧省冶金地質(zhì)勘查局地質(zhì)勘查研究院,遼寧鞍山 114038)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,一種被稱(chēng)為錨桿的新興技術(shù)廣泛的應(yīng)用在工程建筑物和地下巖層的連接上,其主要的工作原理是根據(jù)水、土以及其他物質(zhì)所產(chǎn)生的壓力而形成一種拉力,與此同時(shí)巧妙的利用地質(zhì)層的“錨固力”,以此來(lái)達(dá)到保護(hù)建筑物的目的,從而加強(qiáng)建筑物或地質(zhì)的堅(jiān)固性,所以此技術(shù)在很大程度上有助于泥石流的防治工作。

錨桿技術(shù) 泥石流 紡織工程 應(yīng)用研究

為了防治泥石流,在泥石流防治工程中采用了錨桿技術(shù),錨桿技術(shù)在泥石流防治工程中的應(yīng)用,不僅起到了加強(qiáng)巖體堅(jiān)固性的作用,還利用其特點(diǎn)有效的改變了巖體的應(yīng)力條件,從而使巖體在很大程度上提高了穩(wěn)定性,達(dá)到了泥石流防治的目的。

1 錨桿技術(shù)的特點(diǎn)和工作原理

所謂的錨桿技術(shù)是指安裝在巖土層深處的一種受拉桿件,其在工作中主要是放于建筑物與巖土層之間,用于連接建筑物與巖土層。錨桿主要有兩端,一端固定在建筑物上,另一端固定在巖土層上,利用兩端物體向其實(shí)施壓力,從而達(dá)到承受土、水等物質(zhì)載荷的拉力,以此防治工程建筑物的嚴(yán)重變形,從而加強(qiáng)建筑物的穩(wěn)定性,增強(qiáng)巖體的堅(jiān)固性,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)防治泥石流災(zāi)害。

1.1 巖土錨桿技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)是將錨桿件掩蓋在土質(zhì)下面,以此來(lái)增強(qiáng)巖土的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性。工作時(shí)主要是利用一些不同性質(zhì)的建筑材料,如高強(qiáng)度的鋼材、鋼絲、鋼絞線等,利用這些材料來(lái)減少物質(zhì)的應(yīng)力,從而增強(qiáng)巖土的堅(jiān)固性。以下是鋼絞線在不同應(yīng)力條件下的變化結(jié)果。

應(yīng)力水平 K 0．5 0．55 0．6 0．65 0．7 0．75 R 0．4 0．45 0．5 0．6 0．8 1．5

1.2 錨桿工程

這項(xiàng)技術(shù)能夠自主篩選施工的環(huán)境,尋找合適的施工位置,被用于邊坡施工位置的選擇上,因此與防滑建設(shè)產(chǎn)生了很大的差別,也因此使施工人員減少了施工時(shí)間,避免了滑塌事件的發(fā)生。因?yàn)殄^桿存在孔的直徑與抗滑建筑相比比較小,所以在抗滑建筑技術(shù)中或多或少都會(huì)帶有一些巖石,從而加大了巖石坍塌的可能性。而利用錨桿技術(shù)可以很準(zhǔn)確的確定錨固的長(zhǎng)度,從而替代施工中的抗滑物質(zhì),減少施工時(shí)間,增強(qiáng)施工效果。

2 錨桿技術(shù)在泥石流防治工程中的應(yīng)用

在泥石流災(zāi)害中,最有效的建筑就是攔沙壩。攔沙壩工程的建筑是防治泥石流災(zāi)害的重要手段,此工程的建設(shè)不是一種小型的建筑,而是一項(xiàng)大型的攔蓄工程,通常情況下被建設(shè)在一些流域的中上游,一方面可以承受泥石流的發(fā)生,另一方面可以成為危險(xiǎn)區(qū)域的防護(hù)建設(shè),以此形成了雙向作用,不僅有助于自然環(huán)境的建設(shè),還能夠成為生態(tài)保護(hù)的建筑設(shè)施,即起到了泥石流的防治作用,又起到了攔穩(wěn)建筑與排導(dǎo)建筑的連接作用,避免了災(zāi)害的發(fā)生,減少了災(zāi)害發(fā)生帶來(lái)的損失,是一種全面的防治工程。而由于地形和地質(zhì)條件的不同,形成的攔沙壩也有不同的類(lèi)型,主要分為用于抑制泥石流的重力式攔沙壩和阻擋泥石流的格柵式大壩。

2.1 錨桿技術(shù)在重力式攔沙壩中的應(yīng)用

在重力式攔沙壩中形成了不同形式的斷面,并且形成的斷面尺度較大。而具體的計(jì)算包含了抗滑穩(wěn)定和抗傾穩(wěn)定。

(1)抗滑穩(wěn)定計(jì)算:根據(jù)抗滑建筑的性質(zhì)來(lái)劃分壩體產(chǎn)生的損壞種類(lèi),具體表現(xiàn)為巖石基層形成的一些滑動(dòng),沿齒、錘基之間連接線的移動(dòng)等,通過(guò)工程建筑的推力和壓力形成傾覆。另外一種是由于低壩在沒(méi)有積滿的情況下被突發(fā)的泥石流災(zāi)害所撞擊形成的傾覆,而根據(jù)抗滑穩(wěn)定來(lái)計(jì)算形成斷面的尺度,其計(jì)算公式為:而在上面的這個(gè)式子中,W代表的是單位壩長(zhǎng)形成斷面垂直力的總和,C代表的是單位面積的粘結(jié)度,Q代表的是堤壩工程建筑物的各項(xiàng)壓力,P代表的是堤壩斷面的沖擊力,f代表的是堤壩基層的摩擦系數(shù)。由于一些地區(qū)發(fā)生泥石流與攔沙壩的距離較近,容易形成溝床和陡坡,從而造成攔沙庫(kù)的容量較小,與產(chǎn)生的泥石流的總量相比較小,不利于起到良好的防治效果,所以在堤壩斷面建設(shè)的計(jì)算中要選擇較大的Kc值,以此來(lái)穩(wěn)定壩體的堅(jiān)固性,增強(qiáng)堤壩的橫斷面尺度,從而實(shí)現(xiàn)堤壩的抗滑性。

(2)抗傾覆穩(wěn)定計(jì)算:此計(jì)算方式主要是檢驗(yàn)壩體基層的力矩是否合適。公式為:在上式中WLw代表壩的抗傾覆力矩,主要包括了攔沙壩自身的重量、水的重量、泥石流的重量和一些堆積物的重量；QLq代表的是泥石流的堤壩的沖擊力度。

(3)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)泥石流的發(fā)生,總結(jié)其經(jīng)驗(yàn)可知,計(jì)算泥石流的沖擊力是保護(hù)堤壩的關(guān)鍵措施,只有確定出堤壩的沖擊力度,才能進(jìn)一步的計(jì)算出堤壩的斷面尺寸,從而達(dá)到防治泥石流的作用。根據(jù)以上計(jì)算方式可以將其進(jìn)行合并,以此來(lái)加大堤壩自身的重量,防治發(fā)生泥石流時(shí)對(duì)攔沙壩產(chǎn)生較大的沖擊,形成嚴(yán)重的損害。

2.2 錨桿技術(shù)在格柵壩中的應(yīng)用

格柵壩主要是指攔截臟污的格柵,有利于水石流的預(yù)防工作。由于以往使用的格柵壩所具有的抗滑功能和抗傾覆功能僅僅是利用支墩自身的重量來(lái)實(shí)現(xiàn)防治水石流的,而這并不能很好的實(shí)現(xiàn)水石流的防治工作,所以將錨桿技術(shù)投入到了格柵壩中,這樣不僅可以減少支墩使用的數(shù)量,還可以減少支墩的占地面積。若是在格柵壩中使用的是回收式錨桿,還能夠根據(jù)建筑格柵的需求來(lái)移動(dòng)支墩,從而形成堅(jiān)固的格柵壩。

1)回收式錨桿的特點(diǎn):其主要是利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段,將其他地錨中的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行了有效的結(jié)合,形成了可靠的技術(shù)手段,與其他技術(shù)相比,回收式錨桿較為廉價(jià),且具有較大的利用價(jià)值,所以被防治泥石流工程大量使用。2)錨桿回收技術(shù):使用錨桿回收技術(shù)可以減少埋藏在地下的垃圾對(duì)地質(zhì)帶來(lái)的危害,從而起到對(duì)地下深層工程的支撐作用。根據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,錨桿支護(hù)的方式被廣泛認(rèn)可,因?yàn)榭⒐ぶ?錨桿會(huì)被留在地質(zhì)下面,從而對(duì)地質(zhì)造成破壞,而由于一些管理上的疏忽對(duì)這方面沒(méi)有任何的記載,長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)地質(zhì)形成了嚴(yán)重的破壞。由此可知,在泥石流的防治工程中,若是采取的措施沒(méi)有起到作用時(shí),可以臨時(shí)使用移動(dòng)式格柵來(lái)阻擋泥石流帶來(lái)的破壞,這樣不僅能有效的防治泥石流造成的破壞,還對(duì)環(huán)境起到了保護(hù)的作用。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)以上對(duì)錨桿技術(shù)在泥石流防治工程中的應(yīng)用研究可知,在泥石流的防治工程中,錨桿技術(shù)可以提高堤壩的重量,穩(wěn)定格柵壩,從而減少泥石流防治工程的工程量,為泥石流的防治工作節(jié)省了大量的人力、物力、財(cái)力,且錨桿技術(shù)在泥石流防治工程中的應(yīng)用前景非常廣闊。

[1]彭振斌.錨固工程設(shè)計(jì)計(jì)算與施工[J].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版設(shè),2012,06.

[2]程良奎.巖土加固實(shí)用技術(shù)[J].地震出版社,2011,03.