1.工程概况

 

　　某线路从K22+300连续降坡至K60+580，连续长下坡长达38.28千米，平均纵坡3.8％，最大纵坡6.0％；最高海拔1607.33米，最低海拔158.26米，降高差为1449.07米。线路为克服约1500米的高差，集中了三个隧道群共17座隧道和71座大桥和特大桥，线路布置桥隧相连，桥隧比72.3%，为全线的主要控制工程，施工难度在全国少见。如此大的高差造成边坡防护工程也十分浩大，全线需防护的边坡达一百多个，其锚杆（索）施工质量的检测尤为重要。

 

　　本项目承担的边坡防护质量检测包括：

 

　　⑴锚杆检测内容：锚杆拉拔力、锚杆长度、锚杆注浆饱满度。

 

　　⑵锚索检测内容：锚索长度、锚固段长度、锚固段注浆饱满度、拉拔力。

 

　　2.边坡锚杆施工质量评定方法

 

　　2.1检测依据

 

　　目前公路行业还没有制定有关锚杆锚固质量无损检测的规范，本项目只有参照其它行业的相关内容，国家有关锚杆锚固质量无损检测的规范规程主要有以下两个：

 

　　（1）中华人民共和国国家标准GB50086-2001《锚杆喷射混凝土支护技术规范》，其中相关条文为10.1.5锚杆质量的检查应遵守下列规定：4全长粘结型锚杆，应检查砂浆密实度，注浆密实度大于75%方为合格（1～3为锚杆拉拔力的相关规定）。

 

　　（2）中华人民共和国电力行业标准DL/T5010-2005《水电水利工程物探规程》，有关锚杆无损检测的内容如下：

 

　　锚杆质量检测

 

　　①检测锚杆长度和砂浆饱和度可选用声波反射法。

 

　　②检测方法技术应符合下列要求：检测抽样率不宜少于锚杆总数的10%，且不少于10根，若检测不合格的数量超过抽测总数的20%时，应对余下的全部锚杆进行检测。

 

　　工程的重要部位、地质条件较差部位、锚杆施工较困难的部位应加密检测。

 

　　宜在地质条件相同、施工工艺相近的工区制作一定数量试验锚杆进行试验检测。

 

　　现场检测应符合下列要求：现场检测可选择端发端收、侧发侧收或端发侧收，锚杆外露长度宜为0.3m，杆头宜平整、无浮浆，有挂网或喷射混凝土层时，宜将其与检测的锚杆分开；每一锚杆应重复测试3次，3次信号应基本一致。

 

　　③资料解释应符合下列要求：

 

　　检测资料应依据波的反射信号、频率、振幅等进行处理和分析，计算出锚杆长度、砂浆密实度及缺陷位置。

 

　　应对比分析端发端收或侧发侧收的波形，避免将地层结构的反射信号与锚杆底端或不密实砂浆段的反射信号相混淆。

 

　　宜对比分析实测锚杆和试验锚杆的波形信号、频率特征，判断锚杆的锚固质量。

 

　　应根据工程设计要求确定评价标准，凡锚杆长度或砂浆密实度不满足要求的均属不合格。

 

　　检测成果宜包括锚杆长度和砂浆密实度的评价分析图表，及典型波形曲线。

 

　　④锚杆长度小于10m时，检测长度相对误差应小于5%；锚杆长度大于10m时，检测长度相对误差应小于10%。存在单个缺陷时，检测砂浆密实度误差应小于10%；存在多个缺陷时，应小于20%。

 

　　2.2检测方案

 

　　2.2.1检测频率

 

　　锚杆长度和注浆饱满度无损检测频率：一般情况下，按工程数量的5%进行抽检，且不少于5根。对有特殊要求的工程，按设计要求增加检测数量。业主、设计、监理、质监单位对质量有疑问的锚杆（索）也应进行检测。当某一检测单元锚杆（索）检测不合格率大于30％时，应增加检测数量。

 

　　2.2.2抽检部位

 

　　边坡锚杆（索）的检测部位不能单纯的随机抽检。一般情况下，边坡锚杆（索）的检测部位由横断面和纵断面控制，即检测的锚杆（索）应形成横断面和纵断面。

 

　　在同一横断面中，边坡中部及下部宜重点检测；在同一纵断面中，高度较高的部位及岩土体变化较大的部位宜重点检测。另外，对滑坡体，宜重点检测滑体质心以下的锚杆（索）；对高边坡，宜重点检测潜在不稳定质心以上的锚杆（索）。对岩土层变化大等特殊地质条件下的情况，宜重点检测变化部位、地质条件较差部位（如断层破碎带、裂隙密集带、围岩松动体）和锚杆施工较困难的部位的锚杆（索）。

 

　　2.2.3检测方法

 

　　由于采用声频应力波反射法检测锚杆长度和注浆饱满度受到的干扰因素很多，为了达到较好的检测效果，在使用前，需要先结合拉拔试验成果，对比分析检测信号与锚固质量的关系。

 

　　检测锚杆的外露长度要求20—30cm，检测前对锚杆杆头进行细加工，凿去浮浆，使之平整。有挂网或喷射混凝土层时，将检测锚杆与挂网分开，并凿除焊接点。

 

　　选择端发端收、侧发侧收、端发侧收三种方式进行对比检测。每一锚杆的三种检测方式均重复测试三次，三次信号基本一致，则进行下一根锚杆的检测。当锚杆长度小于10m时，检测长度相对误差小于5%；当锚杆长度大于10m时，检测长度相对误差应小于10%。当存在单个砂浆缺陷时，检测砂浆饱和度精度应大于90%；当存在多个砂浆缺陷时，检测砂浆饱和度精度应大于80%。当锚杆有接长时，根据接头方式和接头数量，在没有大量的对比测试时，误差难以估计。

 

　　2.2.4检测资料处理

 

　　长度分析可分别得出自由段和锚固段长度。通过对比分析端发端收、侧发侧收、端发侧收三种方式的波形，将地层结构的反射信号与锚秆底端或不密实砂浆段的反射信号区分开来。结合波形特征和频率特征，对砂浆饱和度进行综合判定。

 

　　成果图件包括抽检锚杆位置分布图、锚杆检测原始波形、锚杆长度和砂浆饱和度的分析评价结论。

 

　　2.3锚杆施工质量等级评定方法

 

　　通过前述边坡锚杆无损检测试验，并结合拉拔试验成果，对比分析检测信号与锚固质量的关系，制定了该项目锚杆施工质量等级评定的标准。

 

　　（1）锚杆灌浆饱满度无损检测质量评定方法。

 

　　（2）根据检测结果，将锚杆按其工程性能综合质量评定为以下四个等级。

 

　　（3）声频应力波法检测应用实例。以K26＋445～+600左边坡第一级锚杆长度和注浆饱满度检测为例，该边坡锚杆设计长度12米，均为Φ32全长粘结砂浆锚杆，分三排设置，岩性为强风化砂泥岩。报检根数为160根，总长为1920米，对其中16根锚杆进行了无损检测抽检，检测长度192米。锚杆检测结果见表6.3。经测试与分析，所抽检锚杆中12.5%波形规则，砂浆饱满密实，灌浆评价为优；62.5%波形较规则，局部有较弱的反射波，砂浆较饱满，灌浆评价为良；12.5%波形欠规则，局部有较强的反射波，说明局部砂浆有缺陷，灌浆评价为合格；12.5%波形不规则，底部有较强的反射波，反射波为极大幅S波反射，有空浆或砂浆不饱满现象，灌浆评价为不合格；另有一根锚杆检测长度不够，超出允许范围，判定为不合格。

 

　　总体评价检测锚杆长度合格率为93.75%，注浆饱满度合格率为87.5%，锚杆施工质量等级评定C级以上（A+B+C）为81.25%。

 

　　（4）应用效果评价。采用声频应力波反射法检测公路边坡锚杆，能够不受时间、地点的限制及时地进行，同时还能提供较为全面的锚固状况信息，这对施工单位保证并提高施工质量是一种有效的督促手段。经过该高速公路边坡锚杆无损检测一年多的实践，取得了很好的效果。采用该方法可以方便快捷的判断锚杆的长度和灌浆饱满度，确保边坡防护工程的施工质量，与传统的检测方法相比具有明显的优点，是一种很有发展前途的检测方法。