噴錨網(wǎng)技術在高陡邊坡防護中的應用

1、    噴錨網(wǎng)技術在高陡邊坡防護中的應用    吳光明摘 要：隨著西北地區(qū)的開發(fā)建設，移山造路，深基坑、高邊坡防護工程越來越多，噴錨網(wǎng)支護技術的應用日益成熟.有效提高了高陡邊坡巖土的結構強度和抗變形剛度，增強了邊坡的整體穩(wěn)定性。關鍵詞：噴錨網(wǎng)支護；設計；施工；檢測1 概述噴錨網(wǎng)支護是靠錨桿、鋼筋網(wǎng)和混凝上層共同工作來提高邊坡巖土的結構強度和抗變形剛度，減小巖（土）體側向變形，增強邊坡的整體穩(wěn)定性。主要適用于巖性較差、強度較低、易于風化的巖石邊坡；或雖為堅硬巖層，但風化嚴重、節(jié)理發(fā)育、易受自然營力影響、導致大面積碎落，以及局部小型崩塌、落石的巖質(zhì)邊坡；或巖

2、質(zhì)邊坡因爆破施工，造成大量超爆、破壞范圍深入邊坡內(nèi)部，路塹邊坡巖石破碎松散、極易發(fā)生落石、崩塌的邊坡防護。2 設計方案及材料要求由中鐵大橋局施工的新建蘭州至中川機場鐵路，其zctl-sg3標段部分路段，因線路臨近堿溝平行于既有省道，且穿越多處山嶺，造成左右邊坡高達近20m的高陡路塹石質(zhì)邊坡。而且由于施工采用大爆破作業(yè)，使得兩側邊坡破碎松散，犬牙交錯，有落石現(xiàn)象發(fā)生，嚴重影響后續(xù)工序的施工和將來的營運安全。為了使松散巖石邊坡不出現(xiàn)落石、崩塌現(xiàn)象，確保行車安全，經(jīng)技術經(jīng)濟比較，決定采用噴錨網(wǎng)支護方案進行防護。2.1 構造設計方案2.1.1 噴射混凝土厚度采用10cm，噴射混凝土標號為c20細石混凝

3、土。2.1.2 錨桿采用長1.1米的16mm螺紋鋼筋，錨固深度1.0m，錨桿外端采用直彎頭，長5cm；桿孔的深度應大于錨固深度20cm，并用m20的水泥砂漿固結；錨桿沿坡面間距采用1.0m*1.0m，梅花型布置。掛網(wǎng)采用鍍鋅鐵絲網(wǎng)或土工格柵網(wǎng)（見圖1）圖1 鋼筋網(wǎng)布置平面圖（單位：cm）2.2 材料選擇要求2.2.1 水泥：應優(yōu)先選用標號不低于325#普通硅酸鹽水泥；也可選用礦渣硅酸鹽水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，性能符合現(xiàn)行水泥標準。2.2.2 砂：應采用堅硬耐久的中粗砂，細度模數(shù)宜大于2.5，含水率值控制在5%7%。2.2.3 骨料：應采用堅硬耐久的碎石或卵石，粒徑不宜大于15 mm。當采用堿

4、性速凝劑時，不得使用含有活性二氧化硅的石材。2.2.4 外加劑：應選用符合質(zhì)量要求的速凝劑，摻速凝劑后的噴射混凝土性能必須滿足設計要求。2.2.5 水：混合水中不應含有影響水泥正常凝結與硬化的有害物質(zhì)，不得使用污水以及ph值小于4的酸性水和含硫酸鹽量按so計算超過水重1%的水。2.3 混合料的配合比設計水泥與砂石之重量比為122 123；砂率宜為45%55%；水灰比宜為0.40.45；速凝劑摻量應通過試驗確定。3 施工方法及技術措施噴錨網(wǎng)支護的施工程序是：搭設腳手架-整修邊坡一錨桿鉆孔、注漿一鋼筋網(wǎng)制作、掛網(wǎng)一噴射混凝土一養(yǎng)生。各工序的施工方法及技術措施簡述如下：3.1 搭設腳手架腳手架搭設前

5、必須先對現(xiàn)有邊坡的穩(wěn)定情況進行觀察，確定安全后再搭設腳手架。鋼管支架立柱應置于堅硬穩(wěn)定的巖石上，不得置于浮渣上；立柱間距1.5m。架子寬度1.21.5 m；橫桿高度1.8m，以滿足施工操作；搭設管扣要牢固和穩(wěn)定；鋼架與壁面之間必須楔緊，相鄰鋼架之間應連接牢靠，以確保施工安全。3.2 坡面整修由于現(xiàn)有的巖石邊坡破碎松散且不平整，故必須將松散的浮石和巖渣清除干凈。處理好光滑巖面；拆除障礙物；嵌補凹坑；對較大的裂縫進行灌漿或勾縫處理。邊坡設置泄水孔，按照5米間距呈梅花形布置，邊坡如有地下水出露，增設泄水孔將地下水引出。3.3 錨桿鉆孔、注漿3.3.1 用風槍安裝49mm鉆頭打錨桿孔，孔深比錨固深度深

6、1020cm，用高壓風將巖粉沖洗干凈，灌滿砂漿，插入并固定錨桿，使錨桿處于錨孔中心。3.3.2 如遇巖石過于堅硬須采取加水的方式鉆孔，鉆孔時必須隨機鉆速度鉆進，不能強加壓力沖鉆，以免影響邊坡巖石的穩(wěn)定。3.3.3 采用壓力泵將m20的水泥砂漿注入錨孔。如遇空洞不能加壓太大，要保持0.1mpa的工作壓力。注漿時注漿管應插至孔底510cm處，隨砂漿的注入緩慢勻速拔出。注漿要保證砂漿飽滿，不得有里空外滿現(xiàn)象。注完漿后立即插入錨桿，若孔口無砂漿溢出，應及時補注砂漿。3.4 掛網(wǎng)、噴射混凝土作業(yè)3.4.1 當固定錨桿的砂漿強度達到70%時將鐵絲網(wǎng)或土工格柵網(wǎng)按設計要求安裝在邊坡錨桿上，綁扎（或焊接）牢固

7、，鍍鋅鐵絲網(wǎng)或土工格柵網(wǎng)距坡面距離為12cm。3.4.2 編好鋼筋網(wǎng)后，與錨桿交接處必須進行焊接，以保證噴射混凝土時鋼筋不晃動。3.4.3 噴射作業(yè)前必須對機械設備，風、水管路和電線等進行全面檢查及試運轉。3.4.4 噴射混凝土過程中鋼筋網(wǎng)必須緊貼混凝土表面，以保證鋼筋網(wǎng)保護層厚度。3.5 養(yǎng)生3.5.1 當最后一次噴射的混凝土終凝2h后，立即噴水養(yǎng)護，每天至少噴水四次。養(yǎng)護時間一般不得少于7d。 氣溫低于+5時，不得噴水養(yǎng)護。3.5.2 在終凝后第一次噴水養(yǎng)生時，壓力不宜過大，以防止沖壞噴射混凝土防護層表面。3.5.3 在養(yǎng)生過程中如果發(fā)現(xiàn)剝落、外鼓、裂紋、局部潮濕、色澤不均等不良現(xiàn)象，應分

8、析原因、采取措施進行修補，以防后患。4 錨、噴、網(wǎng)在結構中的作用4.1 錨桿的作用4.1.1 錨桿深入至巖土內(nèi)部，改善其內(nèi)部應力分布結構。4.1.2 錨桿群錨效果加強了邊坡表層結構的整體性；單根錨桿打入巖體后的受力情況為倒立傘形，如圖單根錨桿受力示意圖所示，錨桿群在邊坡表層整體發(fā)揮的群錨作用可增強邊坡表層的整體性錨桿的群錨作用. 4.2 鋼筋網(wǎng)的作用4.2.1 作為噴射混凝土骨架，與噴射混凝土一起形成鋼筋混凝土結構，提高其整體強度。4.2.2 增強噴射混凝土抗裂性能。4.3 噴射砼作用4.3.1 與邊坡巖土密貼，形成在表面的薄殼結構，既防止開挖后圍巖風化、水化及減少雨水沖刷作用，又利于傳遞剪力

9、，加強表面整體性。4.3.2 作為鋼筋網(wǎng)、錨桿尾端的膠結物，與其形成鋼筋混凝土結構。5 現(xiàn)場質(zhì)量檢測5.1 強度檢測噴射混凝土必須做抗壓強度試驗，試塊在工程施工中抽樣制取，在噴射作業(yè)面附近，將模具敞開一側朝下，以80°（與水平面的夾角）左右置于墻腳：先在模具外的邊墻上噴射，待操作正常后，將噴頭移至模具位置，由下而上，逐層向模具內(nèi)噴滿混凝土。將噴滿混凝土的模具移至安全地方，用三角抹刀刮平混凝土表面，在標準養(yǎng)護條件下養(yǎng)護7d后，將混凝土加工成邊長為100mm的立方體試塊。繼續(xù)在標準條件下養(yǎng)護至28d齡期后，進行抗壓強度試驗。取相應數(shù)量的試件30組，測試其 fcc （平均值）sn（標準差）

10、fccmin（最小值）。根據(jù)錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范（gbj86-85），當滿足fcc-kcsn>0.85fcc時，評定工程質(zhì)量合格。5.2 厚度檢測用鑿孔法檢測。根據(jù)錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范，“每個斷面上，全部檢查孔處的噴層厚度，60%以上不應小于設計厚度；最小值不應小于設計厚度的一半；同時，檢查孔處厚度的平均值，不應小于設計厚度值?！?.3 錨桿間排距檢測錨桿間排距是錨桿施工質(zhì)量的一項主要考核指標，是錨桿能否發(fā)揮支護作用的保證條件之一。在錨桿被噴射混凝土覆蓋前，主要采用在工作面用尺量測的方式進行檢測，檢查結果應符合錨噴支護工程質(zhì)量檢測規(guī)程（mt/5015-96）的規(guī)定要求。5.4

11、 外觀感檢測觀感檢測一般采用人工觀測的方法，包括目測法和實測法兩種。工程完工后，該工程坡面平順、線型流暢，無漏噴、離鼓、理解縫、鋼筋網(wǎng)外露現(xiàn)象，地表及坡面排水處理得當，無漏水現(xiàn)象，符合規(guī)范要求。6 結語6.1 噴錨網(wǎng)支護可提高高陡邊坡巖土的結構強度和抗變形剛度，增強邊坡的整體穩(wěn)走性。6.2 應根據(jù)邊坡巖土體現(xiàn)狀，合理選擇噴射混凝土的支護措施、結構設計方案。6.3 合理選擇施工程序、工藝和技術措施是保證噴錨網(wǎng)支護工程質(zhì)量的關鍵。6.4 制訂行之有效的現(xiàn)場質(zhì)量管理措施非常必要。對噴錨網(wǎng)支護要對噴射混凝土強度厚度、錨桿間排距、抗拔力、外觀感等方面進行檢測，嚴把質(zhì)量關。參考文獻1 噴錨技術在鐵路工程中

12、的應用m.人民鐵道出版社，1977.2 噴錨支護及測試技術文集m.科學技術文獻出版社重慶分社， 2005.3 巖土錨固技術與工程應用m.人民交通出版社，2004. 4.2 鋼筋網(wǎng)的作用4.2.1 作為噴射混凝土骨架，與噴射混凝土一起形成鋼筋混凝土結構，提高其整體強度。4.2.2 增強噴射混凝土抗裂性能。4.3 噴射砼作用4.3.1 與邊坡巖土密貼，形成在表面的薄殼結構，既防止開挖后圍巖風化、水化及減少雨水沖刷作用，又利于傳遞剪力，加強表面整體性。4.3.2 作為鋼筋網(wǎng)、錨桿尾端的膠結物，與其形成鋼筋混凝土結構。5 現(xiàn)場質(zhì)量檢測5.1 強度檢測噴射混凝土必須做抗壓強度試驗，試塊在工程施工中抽樣制

13、取，在噴射作業(yè)面附近，將模具敞開一側朝下，以80°（與水平面的夾角）左右置于墻腳：先在模具外的邊墻上噴射，待操作正常后，將噴頭移至模具位置，由下而上，逐層向模具內(nèi)噴滿混凝土。將噴滿混凝土的模具移至安全地方，用三角抹刀刮平混凝土表面，在標準養(yǎng)護條件下養(yǎng)護7d后，將混凝土加工成邊長為100mm的立方體試塊。繼續(xù)在標準條件下養(yǎng)護至28d齡期后，進行抗壓強度試驗。取相應數(shù)量的試件30組，測試其 fcc （平均值）sn（標準差）fccmin（最小值）。根據(jù)錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范（gbj86-85），當滿足fcc-kcsn>0.85fcc時，評定工程質(zhì)量合格。5.2 厚度檢測用鑿孔法檢

14、測。根據(jù)錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范，“每個斷面上，全部檢查孔處的噴層厚度，60%以上不應小于設計厚度；最小值不應小于設計厚度的一半；同時，檢查孔處厚度的平均值，不應小于設計厚度值?！?.3 錨桿間排距檢測錨桿間排距是錨桿施工質(zhì)量的一項主要考核指標，是錨桿能否發(fā)揮支護作用的保證條件之一。在錨桿被噴射混凝土覆蓋前，主要采用在工作面用尺量測的方式進行檢測，檢查結果應符合錨噴支護工程質(zhì)量檢測規(guī)程（mt/5015-96）的規(guī)定要求。5.4 外觀感檢測觀感檢測一般采用人工觀測的方法，包括目測法和實測法兩種。工程完工后，該工程坡面平順、線型流暢，無漏噴、離鼓、理解縫、鋼筋網(wǎng)外露現(xiàn)象，地表及坡面排水處理得當，

15、無漏水現(xiàn)象，符合規(guī)范要求。6 結語6.1 噴錨網(wǎng)支護可提高高陡邊坡巖土的結構強度和抗變形剛度，增強邊坡的整體穩(wěn)走性。6.2 應根據(jù)邊坡巖土體現(xiàn)狀，合理選擇噴射混凝土的支護措施、結構設計方案。6.3 合理選擇施工程序、工藝和技術措施是保證噴錨網(wǎng)支護工程質(zhì)量的關鍵。6.4 制訂行之有效的現(xiàn)場質(zhì)量管理措施非常必要。對噴錨網(wǎng)支護要對噴射混凝土強度厚度、錨桿間排距、抗拔力、外觀感等方面進行檢測，嚴把質(zhì)量關。參考文獻1 噴錨技術在鐵路工程中的應用m.人民鐵道出版社，1977.2 噴錨支護及測試技術文集m.科學技術文獻出版社重慶分社， 2005.3 巖土錨固技術與工程應用m.人民交通出版社，2004. 4.

16、2 鋼筋網(wǎng)的作用4.2.1 作為噴射混凝土骨架，與噴射混凝土一起形成鋼筋混凝土結構，提高其整體強度。4.2.2 增強噴射混凝土抗裂性能。4.3 噴射砼作用4.3.1 與邊坡巖土密貼，形成在表面的薄殼結構，既防止開挖后圍巖風化、水化及減少雨水沖刷作用，又利于傳遞剪力，加強表面整體性。4.3.2 作為鋼筋網(wǎng)、錨桿尾端的膠結物，與其形成鋼筋混凝土結構。5 現(xiàn)場質(zhì)量檢測5.1 強度檢測噴射混凝土必須做抗壓強度試驗，試塊在工程施工中抽樣制取，在噴射作業(yè)面附近，將模具敞開一側朝下，以80°（與水平面的夾角）左右置于墻腳：先在模具外的邊墻上噴射，待操作正常后，將噴頭移至模具位置，由下而上，逐層向模

17、具內(nèi)噴滿混凝土。將噴滿混凝土的模具移至安全地方，用三角抹刀刮平混凝土表面，在標準養(yǎng)護條件下養(yǎng)護7d后，將混凝土加工成邊長為100mm的立方體試塊。繼續(xù)在標準條件下養(yǎng)護至28d齡期后，進行抗壓強度試驗。取相應數(shù)量的試件30組，測試其 fcc （平均值）sn（標準差）fccmin（最小值）。根據(jù)錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范（gbj86-85），當滿足fcc-kcsn>0.85fcc時，評定工程質(zhì)量合格。5.2 厚度檢測用鑿孔法檢測。根據(jù)錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范，“每個斷面上，全部檢查孔處的噴層厚度，60%以上不應小于設計厚度；最小值不應小于設計厚度的一半；同時，檢查孔處厚度的平均值，不應小于設計厚度值?！?.3 錨桿間排距檢測錨桿間排距是錨桿施工質(zhì)量的一項主要考核指標，是錨桿能否發(fā)揮支護作用的保證條件之一。在錨桿被噴射混凝土覆蓋前，主要采用在工作面用尺量測的方式進行檢測，檢查結果應符合錨噴支護工程質(zhì)量檢測規(guī)程（mt/5015-96）的規(guī)定要求。5.4 外觀感檢測觀感檢測一般采用人工觀測的方法，包括目測法和實測法兩種。工程完工后，該工程坡面平順、線型流暢，無漏噴、離鼓、理解縫、鋼筋網(wǎng)外露現(xiàn)象，地表及坡面排水處理得當，無漏水現(xiàn)象，符合規(guī)范要求。6 結語6.1 噴錨網(wǎng)支護可提高