邊坡支護(hù)施工技術(shù)在肯尼亞某大壩工程中的應(yīng)用

鄧 強(qiáng)，裴占龍，田青青（蘇州中材建設(shè)有限公司，江蘇 昆山 215300）

1 工程概況

本項(xiàng)目位于非洲東部，肯尼亞?wèn)|南部，各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施都比較薄弱?？夏醽?wèn)|南毗鄰印度洋，海岸線長(zhǎng)536km。全年氣候分為雨季與旱季，每年的3～6月、10～12月為雨季，其余為旱季。工程所在地位于首都內(nèi)羅畢附近，其氣候溫和，年平均氣溫17.7℃，年降雨量約1049mm。壩址建于Thwake河與Athi河交互匯下流1km處，處于旱季時(shí)Athi河河面寬約65 m，水深平均0.6 m，流速約0.25 m/s；Thwake河屬于季節(jié)河，枯水期基本無(wú)水。地下水水力梯度朝向河流系統(tǒng)，在干旱季節(jié)和雨季之間的水平上波動(dòng)。主含水層是斷裂巖體。

本項(xiàng)目通過(guò)修建一座混凝土面板堆石壩蓄水，開(kāi)發(fā)Athi河水資源，以實(shí)現(xiàn)供水、發(fā)電和灌溉一體化功能。我公司負(fù)責(zé)施工的溢洪道長(zhǎng)度約1 700 m，起止樁號(hào)K0+000～K0+1 700，最大開(kāi)挖高度約為500m，底板上游坡度為0.1%，下游為1∶10，開(kāi)挖底面最高點(diǎn)高程EL907，典型邊坡坡比1∶0.5、1∶1及1∶2，典型邊坡高度為8 m，其中土方開(kāi)挖316.37萬(wàn)m3，石方開(kāi)挖量為261.83萬(wàn)m3，鉆孔的水壓試驗(yàn)表明在斷裂巖體的整個(gè)壩址具有非常高的滲透性。呂榮值高達(dá)307 uL，且單個(gè)鉆孔的局部變異性較高。

2 邊坡支護(hù)施工

2.1 施工工藝

本工程在前期開(kāi)挖土石方時(shí)，已經(jīng)完成邊坡土石方整體開(kāi)挖和邊坡爆破。

施工流程：施工準(zhǔn)備→測(cè)量放線→搭設(shè)施工腳手架及施工平臺(tái)→腳手架驗(yàn)收→人工清理邊坡→坡面驗(yàn)收→由上至下鉆孔、清孔→錨孔驗(yàn)收→錨桿安裝、錨桿驗(yàn)收→錨孔注漿→嵌設(shè)排水管→掛鋼筋網(wǎng)片、加強(qiáng)筋施工→網(wǎng)片及加強(qiáng)筋鋼筋驗(yàn)收→噴射砼（厚度100 mm，分層噴射）→砼養(yǎng)護(hù)→錨桿抗拔力試驗(yàn)（施工時(shí)要按規(guī)范及圖紙要求預(yù)留）→腳手架拆除→邊坡錨噴支護(hù)工程驗(yàn)收。

邊坡支護(hù)典型橫斷面圖見(jiàn)圖1，效果圖見(jiàn)圖2。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)支護(hù)形式

2.2 支撐腳手架架施工

（1）腳手架架在地面，第一層錨桿施工完畢以后，再逐層搭設(shè)支架進(jìn)行上部施工。既有邊坡采用沿坡面搭設(shè)雙排腳手架，開(kāi)挖后的邊坡沿開(kāi)挖后的坡面搭設(shè)雙排腳手架。搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距為1.5m，立桿的排距為1.2m，橫桿步距為1.5m，立桿采用單立管；內(nèi)排架距離坡面距離為0.50m；掃地桿距地面尺寸為10cm，見(jiàn)圖3。

圖2 項(xiàng)目效果圖

（2）為保證腳手架搭設(shè)在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，開(kāi)挖后的邊坡首先要把腳手架立桿基礎(chǔ)平整夯實(shí)，具有足夠的承載力和穩(wěn)定性；既有邊坡的腳手架分層搭設(shè)，每一層搭設(shè)以既有平臺(tái)為基礎(chǔ)平臺(tái)，高度大約10m。搭設(shè)坡面腳手架之前，根據(jù)既有邊坡平臺(tái)的現(xiàn)狀，決定是否需要設(shè)立桿插筋（馬道平臺(tái)較寬闊的，巖石狀況好，可以不設(shè)立桿插筋；馬道平臺(tái)較窄，搭設(shè)施工腳手架之前需要設(shè)一排固定立桿的插筋，外排立桿直接套入插筋中，保證腳手架基礎(chǔ)的穩(wěn)定性）。

（3）為保證腳手架不傾倒，主要以拉結(jié)系統(tǒng)錨桿的方式，附帶在坡面巖石上打入Φ25mm連壁錨桿，L=2.0 m，入巖1.5 m，外露0.5 m，間排距5.4 m×4.50m，并在適當(dāng)距離打入插筋，用Φ8mm的鋼筋將腳手架柔性連接。

（4）本工程使用扣件式鋼管腳手架搭設(shè)，搭設(shè)必須符合《扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ0130—2011要求。設(shè)置安全平網(wǎng)，外掛密目網(wǎng)；腳手架內(nèi)部要設(shè)置合格踏板，并且必須綁牢固；在巖層上按照5m×5m設(shè)置拉結(jié)點(diǎn)，確保架體穩(wěn)定；考慮本工程腳手架為一字型腳手架，剪刀撐連續(xù)設(shè)置，側(cè)面開(kāi)口架加設(shè)“之”字形斜撐。

2.3 錨桿施工

按設(shè)計(jì)圖紙要求，全站儀進(jìn)行孔位放線，錨桿直徑為Φ32mm，長(zhǎng)度2～3m，采用CM351鉆機(jī)垂直于邊坡面造孔，孔徑不小于2.25倍錨桿直徑，間排距2～2.5m。角度為與水平夾角15°。成孔后，鉆孔孔壁不得有沉渣及水體粘滯，必須清理干凈，在鉆孔完成后，使用高壓空氣（風(fēng)壓0.2～0.4 MPa）將孔內(nèi)巖粉及水體全部清除出孔外，以免降低水泥砂漿與孔壁巖土體的粘結(jié)強(qiáng)度。

灌砂漿之前，先計(jì)算實(shí)際需要灌注的砂漿量，再將灌漿管插至距孔底50～100mm，隨砂漿的注入緩慢勻速拔出，灌漿完成后立即由人工將錨桿插入孔內(nèi)。錨桿安裝時(shí)，插入孔底，并按設(shè)計(jì)要求對(duì)中。若孔內(nèi)無(wú)砂漿溢出，必須及時(shí)補(bǔ)灌，以確保孔內(nèi)灌滿(mǎn)砂漿。

圖3 排架示意圖

2.4 噴錨支護(hù)施工

（1）鋼筋網(wǎng)安裝。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，采購(gòu)成品鋼筋網(wǎng)片，其間距100mm，直徑6mm，順坡面鋪設(shè)，保護(hù)層厚度不小于50mm。

（2）噴射砼施工。本工程均采用濕式分2層噴射混凝土。采用濕式噴射砼，將已加水拌和好的混凝土拌和料壓送至噴嘴處，然后在此加入速凝劑，在壓縮空氣助推下噴出。濕式噴射粉塵少，回彈少，混凝土質(zhì)量容易保證。GYP-90C濕式噴射機(jī)的工作風(fēng)壓以大于0.5 MPa為宜，以利于克服拌和好的混凝土在管道內(nèi)流動(dòng)的阻力，此設(shè)備生產(chǎn)能力3～7m3/h。水壓一般比風(fēng)壓大0.1 MPa左右為宜。采用向水箱中通高壓壓縮空氣，以獲穩(wěn)定水壓。噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，配合比見(jiàn)表1。

表1 C35凝土配比

進(jìn)行噴射混凝土作業(yè)時(shí)，采用自下而上分段分區(qū)方式進(jìn)行。分段高度控制在1.5～2m之間。噴射時(shí)嚴(yán)格控制水灰比，噴頭離巖面距離0.6～0.8 m左右，使噴層表面平整、光滑，無(wú)干斑或滑移流淌現(xiàn)象。噴槍大致與巖面垂直，保證射流方向垂直指向噴射面，以減少回彈，區(qū)段間的接合部和結(jié)構(gòu)的接縫處妥善處理，不得存在漏噴部位。噴射路線應(yīng)自下而上，呈“S”形運(yùn)動(dòng)，混凝土分兩次噴射至設(shè)計(jì)厚度。但在鋼筋部位應(yīng)先噴填鋼筋一方后再側(cè)向噴填鋼筋的另一方，防止鋼筋背面出現(xiàn)空隙。分層噴射時(shí)，后一層應(yīng)在前一層混凝土終凝后進(jìn)行，若終凝10h后再行噴射，應(yīng)先用風(fēng)水清洗噴層面。

對(duì)于滲漏水的巖面，施工前先做好引水處理，然后再?lài)娀炷粒臒o(wú)水處向有水處逐步逼近。本項(xiàng)目無(wú)滲漏水情況，即采用濕噴技術(shù)（見(jiàn)圖4）。

圖4 濕噴工藝示意圖

與干噴相比，濕噴技術(shù)在設(shè)備投入方面成本要低，濕噴的明顯優(yōu)勢(shì)是生產(chǎn)率高、回彈度低，大大降低了噴射機(jī)旁和噴嘴外的粉塵濃度，減輕了對(duì)工人健康的危害，而且水灰比易于控制，混凝土水化程度高，故可大大改善噴射混凝土的品質(zhì)，提高混凝土的勻質(zhì)性。

（3）排水孔施工。排水孔和錨桿孔同時(shí)施工。排水管上設(shè)計(jì)濾孔（濾孔面積不小于75mm×6mm)。成孔驗(yàn)收后立即插入Φ50mmPVC排水管（外部纏繞0.50mm厚的無(wú)紡聚丙烯土工織物過(guò)濾片），與水平夾角為5°。排水管安設(shè)完畢后用塑料布對(duì)孔口進(jìn)行包扎封口，避免噴射混凝土施工時(shí)堵塞，噴射混凝土施工完畢后及時(shí)拆除封口塑料布。

3 施工質(zhì)量保證措施及技術(shù)措施

3.1 坡面修整質(zhì)量保證措施

（1）修坡前要做好各技術(shù)準(zhǔn)備和技術(shù)交底工作，施工技術(shù)人員、測(cè)繪員要熟悉圖紙，掌握現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量及水準(zhǔn)點(diǎn)的位置尺寸，并做好交接手續(xù)。

（2）施工要配備專(zhuān)職測(cè)量人員進(jìn)行質(zhì)量控制，要及時(shí)復(fù)查控制線，及時(shí)控制坡比。邊坡土方修整完成后，及時(shí)通知設(shè)計(jì)、勘察、建設(shè)、監(jiān)理對(duì)坡面基層作驗(yàn)收。并做好坡面驗(yàn)收記錄。

3.2 人工修邊坡

（1）根據(jù)邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行人工修整邊坡，土質(zhì)邊坡按施工圖，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定放坡比例。

（2）對(duì)大塊巖石采用機(jī)械施工方法，化整為零，逐步消除。

（3）清除危巖前拉設(shè)警戒線在平臺(tái)四周掛好安全網(wǎng)，每層平臺(tái)鋪滿(mǎn)跳板，防止坡頂巖石墜入施工場(chǎng)地，以防止巖石損壞機(jī)械、對(duì)人員造成傷亡事故發(fā)生。

3.3 邊坡支護(hù)施工

流程：人工修坡挖排水溝→鉆孔、錨桿制作→錨桿安裝、錨孔注漿→掛鋼筋網(wǎng)片、加強(qiáng)筋連接→噴射100 mm厚C35砼。

（1）錨桿鉆孔、注漿。坡面經(jīng)檢查合格后，放線定孔位，呈梅花狀布置，按JGJ 120—99要求孔位偏差不大于100mm，用機(jī)械成孔（50mm），孔徑誤差±30mm；錨桿傾角15%；造孔過(guò)程中遇有障礙物，允許調(diào)整孔位和方向；檢查孔深、孔徑、錨筋長(zhǎng)度合格后，及時(shí)插入錨筋和注漿管至距孔底250～500 mm處；注水泥漿不飽滿(mǎn)應(yīng)二次補(bǔ)漿，一定保證漿的飽滿(mǎn)度。水泥漿水灰比0.45，注漿壓力0.5～1.0 MPa。

（2）鋼筋網(wǎng)制作、安裝。鋼筋網(wǎng)片由焊接、綁扎而成，鋼筋網(wǎng)片為Φ6@100×100?？筛鶕?jù)邊坡轉(zhuǎn)角處分段施工，鋼筋網(wǎng)鋼筋可用綁扎接頭，鋼筋網(wǎng)片鋪設(shè)時(shí)每邊的搭接長(zhǎng)度不小于一個(gè)網(wǎng)格的邊長(zhǎng)。

3.4 噴射混凝土施工

（1）在噴射混凝土之前，清除坡面灰塵，檢查斷面，潤(rùn)濕表面土層。

（2）向鋼筋網(wǎng)噴射時(shí)，噴頭應(yīng)稍微傾斜，網(wǎng)后混凝土的流動(dòng)性應(yīng)大一些，使其噴射的混凝土密實(shí)性好。

（3）經(jīng)檢查，噴射混凝土中如有鼓皮、剝落、強(qiáng)度偏低或有其它缺陷的部位，應(yīng)及時(shí)予以清理和修補(bǔ)。

（4）噴射混凝土施工完畢后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)可采用塑料布遮蓋，也可采用草墊等保濕性材料遮掩，同時(shí)保證每天至少澆水兩次。

（5）噴射混凝土的配合比應(yīng)按設(shè)計(jì)要求通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，噴射混凝土作業(yè)時(shí)，應(yīng)事先對(duì)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，以保證噴射混凝土的水灰比和質(zhì)量能達(dá)到要求。

（6）施工應(yīng)合理安排順序，夜間作業(yè)應(yīng)有足夠的照明設(shè)施，防止混凝土配合比不準(zhǔn)確。

3.5 質(zhì)量檢驗(yàn)要求

（1）噴漿混凝土的最低水泥含量為350 kg/m3，制成邊長(zhǎng)為150 mm的立方體測(cè)其28d抗壓強(qiáng)度最小值≥35 MPa。

抽樣方法和數(shù)量：每噴100m2的混凝土取一組以上的試件。試件的數(shù)量應(yīng)根據(jù)所需測(cè)定的項(xiàng)目來(lái)確定，但每個(gè)項(xiàng)目的試件應(yīng)在三塊以上。

（2）灌漿安裝錨桿6 h后，進(jìn)行錨桿拉拔試驗(yàn)，拉拔力≥30 kN；28d拉強(qiáng)力≥10 t。

（3）噴射混凝土厚度檢測(cè)，每200m2進(jìn)行一組，在現(xiàn)場(chǎng)指定位置，尺寸為1 m×1.5 m的矩形區(qū)域內(nèi)隨機(jī)鉆取5個(gè)孔進(jìn)行測(cè)試，孔徑為40 mm，厚度不應(yīng)小于規(guī)定平均厚度的95%。

4 支護(hù)工程質(zhì)量通病處理工藝及措施

4.1 錨桿不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求及處理措施

（1）錨桿鉆孔角度不符合要求。對(duì)鉆孔角度不符的孔作廢孔處理（注漿封閉），并按要求重新鉆孔安裝錨桿。

（2）錨桿注漿不密實(shí)。對(duì)注漿密實(shí)度不符合要求的孔作廢孔處理，并按要求重新鉆孔安裝錨桿。

（3）錨桿錨固長(zhǎng)度不夠。在施工中發(fā)現(xiàn)鉆孔深度不夠、錨桿長(zhǎng)度不足、伸入孔內(nèi)長(zhǎng)度不夠等情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)予以糾正；如重新鉆孔及更換錨桿等。

（4）錨桿拉拔力檢測(cè)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。如某一區(qū)域無(wú)損檢測(cè)、錨桿拉拔力檢測(cè)不合格，則需擴(kuò)大比例重新檢測(cè)，如仍不合格，則按質(zhì)量通?。ɑ蛸|(zhì)量事故）處理，返工重做或由參建各方共同商定處理措施。

4.2 掛網(wǎng)鋼筋不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求預(yù)防措施

（1）間距大的地方補(bǔ)扎鋼筋進(jìn)行加密，或拆除重新安裝。

（2）掛網(wǎng)鋼筋間排距不符合要求的或綁扎長(zhǎng)度不足的，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。

（3）焊點(diǎn)不足或焊接質(zhì)量不滿(mǎn)足要求的，應(yīng)增加焊點(diǎn)或重新進(jìn)行焊接。

（4）長(zhǎng)時(shí)間暴露鋼筋網(wǎng)，在噴混凝土施工前組織人員對(duì)鋼筋網(wǎng)進(jìn)行除銹。

（5）鋼筋網(wǎng)與巖面間距過(guò)小，則輕撬鋼筋網(wǎng)，使其與巖面距離略大于3 cm，墊上砂漿墊塊；敲開(kāi)鋼筋網(wǎng)與錨桿間焊點(diǎn)，調(diào)整鋼筋網(wǎng)與巖壁間距離至合適位置后，再重新將鋼筋網(wǎng)與錨桿點(diǎn)焊固定。

4.3 噴護(hù)不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求處理措施

（1）噴層厚度不足。對(duì)厚度不夠的部位找毛，用風(fēng)水清洗噴層表面，然后補(bǔ)噴至設(shè)計(jì)厚度。

（2）噴層脫落處。發(fā)生噴層脫落，應(yīng)先查明原因，采取針對(duì)性的處理措施，重新清理基面并補(bǔ)噴。如周邊噴射混凝土已終凝，補(bǔ)噴前應(yīng)將接合處混凝土鑿成坡口。

（3）噴射混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。加強(qiáng)施工過(guò)程質(zhì)量控制，避免混凝土強(qiáng)度不合格的情況發(fā)生，如檢測(cè)發(fā)現(xiàn)噴射混凝土強(qiáng)度不合格，則按質(zhì)量通?。ɑ蛸|(zhì)量事故）處理，將原有混凝土挖除，再重新進(jìn)行噴護(hù)。

5 總結(jié)

根據(jù)項(xiàng)目所在的地質(zhì)情況和當(dāng)?shù)丨h(huán)境要求，本項(xiàng)目采用其“高效率、高性能、綠色環(huán)?！钡臐駠娂夹g(shù)進(jìn)行施工，通過(guò)認(rèn)真組織、嚴(yán)格操作，現(xiàn)場(chǎng)噴護(hù)質(zhì)量受業(yè)主、監(jiān)理工程師一致好評(píng)。為我們?cè)谝院蟮乃嗉岸嘣こ添?xiàng)目中的礦山、涵洞、建筑基坑支護(hù)、河道護(hù)坡等惡劣地質(zhì)處理方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，為以后做更好的精品項(xiàng)目打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。