山地公路邊坡防護(hù)錨噴支護(hù)技術(shù)

王亞軍

（中國水利水電第九工程局有限公司，貴陽 550000）

1 引言

山地公路的建設(shè)條件和使用條件均較復(fù)雜，采取邊坡支護(hù)措施是保障邊坡穩(wěn)定性的重要前提。錨噴支護(hù)技術(shù)屬于山地公路邊坡支護(hù)施工中的典型技術(shù)，技術(shù)應(yīng)用細(xì)節(jié)多，深入研究此項技術(shù)具有重要意義，明確技術(shù)應(yīng)用原理及具體施工要點(diǎn)，妥善進(jìn)行山地公路邊坡支護(hù)作業(yè)，為公路的建設(shè)及建成使用提供安全保障。

2 工程概況

本項目位于毛里求斯9 區(qū)之一的黑河區(qū)，黑河區(qū)位于該國西部，接壤威廉平原區(qū)、路易港區(qū)及薩凡納區(qū)。本項目位于連接BaieduCap 至Caseyale 的B104 公路上，與B103 公路相連。本項目長約1.4 km，該公路所處地區(qū)為丘陵區(qū)。挖方邊坡高度為24.0 m。開挖邊坡風(fēng)化嚴(yán)重，原設(shè)計方案中的邊坡?lián)鯄妥o(hù)面墻支護(hù)技術(shù)存在效果差、施工難度高等局限性。施工單位充分考慮現(xiàn)場地形、地質(zhì)條件，決定采用錨噴支護(hù)技術(shù)防護(hù)公路邊坡。

3 錨噴支護(hù)技術(shù)概述

1）抗變形能力強(qiáng)。對公路邊坡采取錨噴支護(hù)技術(shù)后，可提升邊坡的穩(wěn)定性，且建設(shè)成型的邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)耐久可靠，即便受到較強(qiáng)應(yīng)力作用也不易出現(xiàn)變形、受損等問題。邊坡變形部位屬于敏感區(qū)域，對降雨及其他外部作用較為敏感，在采取超前錨桿支護(hù)技術(shù)后，可提高邊坡支護(hù)體系的剛度，抵御外部因素對基坑邊坡產(chǎn)生的不良影響[1]。

2）保障工程安全。公路邊坡錨噴支護(hù)過程中，在開挖一段距離后再采取支護(hù)措施，此間隔支護(hù)的方法能夠優(yōu)化現(xiàn)場施工條件，方便員工及時發(fā)現(xiàn)邊坡的變形、沉降等問題，進(jìn)而采取控制措施，在源頭上消除安全隱患。

4 山區(qū)公路邊坡防護(hù)中錨噴支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

4.1 測量放線

以圖紙要求為準(zhǔn)，測設(shè)錨桿鉆孔點(diǎn)、 邊坡沉降變形監(jiān)測點(diǎn)，定位格構(gòu)梁和排水溝。測量人員復(fù)測基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)和標(biāo)高并確認(rèn)無誤后，才可正式測量放線。首先在坡面放出縱橫格構(gòu)梁的中心線，找直坡底線，拉通線；然后按設(shè)計要求向上排列其他格構(gòu)橫梁。在測定格構(gòu)梁中心線時，先要確定工作縫的位置，再按照間距控制要求依次排列，確認(rèn)位置無誤后釘樁拉線，各線的交點(diǎn)則為鉆孔點(diǎn)。

4.2 土方開挖

坡面分段跳槽開挖土方，每段長度為15 m，深度根據(jù)坡面的坡度而定。山地公路邊坡開挖深度過大時，劃分為多層依次進(jìn)行，各層開挖深度約為1.0～1.5 m，具體根據(jù)開挖條件而定，但必須確保支護(hù)前土壁可維持穩(wěn)定狀態(tài)。邊坡土層條件較好時，連挖多個水平分段，若土質(zhì)條件較差，連續(xù)開挖易引起坍塌事故，因此采取跳挖的施工方法，減弱開挖產(chǎn)生的擾動性。各開挖段、各層均要緊密銜接，開挖人員嚴(yán)格控制土方開挖進(jìn)尺，避免因欠挖而導(dǎo)致鼓包或因超挖而導(dǎo)致邊坡土體發(fā)生松動。土方開挖后，及時清理現(xiàn)場，不可堆積土料以及各類雜物。

4.3 鉆孔

施工單位以設(shè)計圖紙為準(zhǔn)，用全站儀布設(shè)第一排錨桿孔位，清晰地標(biāo)注孔位，以便施工人員在指定位置鉆錨桿孔。鉆機(jī)采用開山KG310 履帶式潛孔鉆和開山KQD70B、KQD100B型簡易式潛孔鉆,空壓機(jī)采用LGCY22/8、LGCY15/10，注漿設(shè)備采用錨桿注漿機(jī)GS30EB。根據(jù)錨桿孔尺寸搭配合適規(guī)格的鉆頭，應(yīng)保證鉆進(jìn)后的孔位誤差＜100 mm，減小孔位偏差從而方便錨噴施工，安放錨桿前應(yīng)該吹孔清理。施工單位按照施工圖紙要求準(zhǔn)確控制錨桿孔孔軸方向，錨桿孔孔軸需垂直于開挖面。鉆孔前，鉆進(jìn)人員檢查鉆機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，要求設(shè)備保持平整，鉆進(jìn)穩(wěn)定且精度高，鉆進(jìn)過程中及時檢查成孔質(zhì)量，例如孔位需精準(zhǔn)，鉆孔角度偏差＜5°，孔深偏差＜50 mm，孔壁順直且維持穩(wěn)定。鉆孔孔徑應(yīng)比錨桿直徑大25 mm 以上，鉆孔后檢驗成孔質(zhì)量，若無誤則先向孔中注入砂漿再插入錨桿；若采取先插入錨桿再注漿的方法，則孔徑應(yīng)比錨桿直徑大15 mm 以上。鉆孔過程中產(chǎn)生的雜物堆積在孔內(nèi)，未經(jīng)處理而直接進(jìn)行后續(xù)施工將導(dǎo)致錨桿無法正常下放到位，且雜物將影響漿液的性能，因此鉆孔后需進(jìn)行清孔。對于鉆孔成型但未及時插入錨桿的情況，臨時封堵鉆孔，后續(xù)下放錨桿前檢查鉆孔內(nèi)的雜物，必要時可用水槍清洗，再下插錨桿[2]。

4.4 錨桿安裝與注漿

施工人員安裝錨桿前，詳細(xì)檢查錨桿的質(zhì)量，剔除不達(dá)標(biāo)的錨桿。在本山地公路邊坡錨噴支護(hù)施工中，采取先注漿后插入錨桿的方法，錨桿插入方向與鉆孔方向保持一致，以“慢”“勻”的原則進(jìn)行，下插過程中遇到阻礙時，可適當(dāng)旋轉(zhuǎn)錨桿。錨桿插入過程中有砂漿流出時，隨即采取封堵措施，保證錨桿孔內(nèi)的砂漿具有飽滿性。若錨桿插入中斷時間長，及時拔出錨桿，向錨桿孔內(nèi)注水用于稀釋漿液，防止因中途間歇時間過長而導(dǎo)致孔內(nèi)漿液固結(jié)，進(jìn)而引起錨桿剩余部分無法順暢插入的問題。若再次插入錨桿時有堵塞的情況，采取鉆孔疏通的處理方法，再順暢地將錨桿插至指定深度。

4.5 鋼筋網(wǎng)安裝

本山地公路邊坡錨噴支護(hù)采用的是20 cm×20 cm 和25 cm×25 cm 兩種規(guī)格的鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)片筋為φ6 mm 冷軋螺紋。鋼筋網(wǎng)之間及其與錨桿的連接均采取焊接的方法。施工人員必須嚴(yán)格檢驗鋼筋的質(zhì)量以及焊接的質(zhì)量，使鋼筋網(wǎng)安裝位置準(zhǔn)確且穩(wěn)定可靠，具體要點(diǎn)如下：（1）鋼筋網(wǎng)焊接前，檢查布設(shè)位置、結(jié)構(gòu)完整性等，若表面殘留銹跡或其他影響施工質(zhì)量的雜物，需及時清理干凈。（2）初噴混凝土后即可掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，具體如圖1 所示。鋼筋網(wǎng)保護(hù)層的厚度不少于2 cm，鋼筋網(wǎng)與錨桿穩(wěn)定連接。（3）施工人員在掛設(shè)鋼筋網(wǎng)時需要檢查基坑邊坡的形態(tài)，若局部不平整，可靈活調(diào)整鋼筋網(wǎng)直至其與受噴面的間隙始終控制在3 cm 以內(nèi)為止，鋪設(shè)后的鋼筋網(wǎng)不可出現(xiàn)局部受損、連接不穩(wěn)定等問題。（4）噴射混凝土前進(jìn)行現(xiàn)場檢查，若噴射范圍內(nèi)存在石塊及雜物，均要清理干凈。

圖1 鋼筋網(wǎng)掛設(shè)示意圖

4.6 混凝土噴射

噴射混凝土的配合比為水泥:砂:石=1∶2∶2。粗骨料最大粒徑不宜大于12 mm，水灰比控制在0.45 左右，宜加入適量速凝劑和減水劑，調(diào)節(jié)所需的早強(qiáng)時間。噴漿前，應(yīng)清除坡面灰塵，檢查表面，采用PZ-5B 型噴射機(jī)進(jìn)行噴射，距離應(yīng)控制在0.8～1 m，噴射角度90°為最佳值。噴漿前，應(yīng)清除坡面灰塵，檢查表面，采用PZ-5B 型噴射機(jī)進(jìn)行噴射，噴射能力5～5.5 m3/h，距離應(yīng)控制在0.8～1 m，噴射角度90°為最佳值。噴漿一般為30 cm，分段進(jìn)行，自上而下噴射，根據(jù)成型厚度100 mm，可分2～3 層噴射，分層噴射應(yīng)在終凝1 h 后再噴射，第二次噴射前用清水清理噴射面[3]。

4.7 混凝土養(yǎng)護(hù)

公路邊坡錨噴混凝土結(jié)束后，由于現(xiàn)場氣溫較高而混凝土層較薄，混凝土中的水分易在短時間內(nèi)快速流失，含水率降低而引起干縮裂縫，導(dǎo)致邊坡錨噴支護(hù)效果變差。出于質(zhì)量考慮，錨噴混凝土后需進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，例如及時灑水，彌補(bǔ)混凝土的水分散失量，并根據(jù)現(xiàn)場氣溫和混凝土成型狀態(tài)定期噴霧養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不少于7 d，養(yǎng)護(hù)過程中混凝土均要保持濕潤，最終使混凝土正常成型。

5 山區(qū)公路邊坡錨噴支護(hù)施工注意事項

1）公路邊坡的自承能力有限，因此禁止在邊坡平臺和坡頂邊緣位置大量堆載材料和施工機(jī)具，否則集中荷載作用過強(qiáng)將導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)坍塌。

2）鉆孔前進(jìn)行測量放樣，確定孔位。鉆孔時，施工人員規(guī)范操作鉆機(jī)，在指定孔位鉆進(jìn)，期間及時檢測孔深、孔徑、孔壁垂直度等，根據(jù)實(shí)測結(jié)果采取糾偏措施。若遇到縮孔、塌孔等問題，隨即暫停鉆進(jìn)，確定異常部位，拌制由水泥砂漿和水玻璃混合而成的漿液，以0.4 MPa 的壓力注漿，通過漿液穩(wěn)固孔壁。固壁灌漿施工24 h 后，重新掃孔鉆進(jìn)。鉆孔后，清理孔內(nèi)的雜物，若未及時插入錨桿，應(yīng)臨時封堵鉆孔。

3）邊坡錨噴支護(hù)期間遇到滲水問題時，需及時處理。若鉆孔期間發(fā)現(xiàn)孔中吹出小石粒但無粉塵，表明孔內(nèi)的巖粉由于孔中滲水而黏附在孔壁上，若此時孔深不足，需停鉆，拔出鉆具，清理干凈后恢復(fù)鉆進(jìn)，若孔深已經(jīng)足夠，可注入清水，用高壓風(fēng)吹凈即可?？變?nèi)滲水量大時，以前述方法處理吹出的是碎石和泥漿，此后即可繼續(xù)鉆進(jìn)，原因在于此時巖粉不會糊住孔壁，對鉆進(jìn)的影響微乎其微；對于尤為嚴(yán)重的滲水現(xiàn)象，應(yīng)提出鉆具，進(jìn)行壓力注漿。

4）鉆孔內(nèi)的巖粉、石屑各類雜物均被清理干凈后，才可向錨孔內(nèi)放入錨桿體，插入至孔內(nèi)的長度至少達(dá)到設(shè)計值的95%。錨桿安裝位置應(yīng)準(zhǔn)確，深度應(yīng)合理，并由專員進(jìn)行防護(hù)。鉆頭直徑略大于鉆孔，以便鉆孔后可順暢下放錨桿，鉆孔深度不可超過規(guī)定值200 mm，且孔壁應(yīng)保持穩(wěn)定。

5）鉆進(jìn)深度范圍內(nèi)的地層條件發(fā)生變化時，根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，確保鉆進(jìn)成型的錨桿孔不存在孔偏斜、深度不達(dá)標(biāo)、孔徑不合理等問題[4]。

6 山區(qū)公路邊坡監(jiān)測結(jié)果及分析

經(jīng)過邊坡錨噴支護(hù)施工后，于邊坡頂布置測點(diǎn)，測定不同時間段x、y、z坐標(biāo)方向的位移，監(jiān)測結(jié)果如圖2 所示。

圖2 坡頂測點(diǎn)各方向位移監(jiān)測結(jié)果

根據(jù)圖2 可知，坡頂各方向位移均較小，x坐標(biāo)方向的位移量普遍不超過2 mm，可忽略不計；y坐標(biāo)方向位移量呈階段性變化，前期增量為1～2 mm，隨著時間的延長，位移量逐步減小并趨于零，達(dá)到相對穩(wěn)定的狀態(tài)；z坐標(biāo)方向沉降變形約為5 mm，上下僅有小幅度的波動，相對穩(wěn)定?？傮w上，坡頂變形量較小，監(jiān)測后期邊坡已經(jīng)基本達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，因此本山地公路邊坡錨噴支護(hù)效果良好，支護(hù)技術(shù)可行。

7 結(jié)語

綜上所述，邊坡支護(hù)是公路工程的重點(diǎn)內(nèi)容，錨噴支護(hù)技術(shù)屬于典型邊坡支護(hù)技術(shù)，因具有支護(hù)效果好、 對環(huán)境影響小、施工便捷等特點(diǎn)而在公路邊坡支護(hù)施工中取得廣泛應(yīng)用。在本文中，經(jīng)過分析后提出山地公路邊坡錨噴支護(hù)技術(shù)，并通過位移量監(jiān)測結(jié)果評價錨噴支護(hù)技術(shù)的可行性。實(shí)踐表明，在合理應(yīng)用錨噴支護(hù)技術(shù)后，有效保證了公路邊坡的穩(wěn)定性，可為公路后續(xù)建設(shè)和建成使用打好基礎(chǔ)。