1、概述
噴錨網(wǎng)支護(hù)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(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形剛度,減小巖(土)體側(cè)向變形,增強(qiáng)邊坡的整體穩(wěn)定性。主要適用于巖性較差、強(qiáng)度較低、易于風(fēng)化的巖石邊坡;或雖為堅硬巖層,但風(fēng)化嚴(yán)重、節(jié)理發(fā)育、易受自然營力影響、導(dǎo)致大面積碎落,以及局部小型崩塌、落石的巖質(zhì)邊坡;或巖質(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(hù)。如省道1947 線(坪石至乳源公路)二期改造工程黑山嘴路段(k61十850~k62+355),因深切路塹,造成左邊坡高達(dá)48m,右邊坡高18m的高陡路塹石質(zhì)邊坡。而且由于施工隊伍采用大爆破作業(yè),使得左、右邊坡破碎松散,犬牙交錯,時有落石現(xiàn)象發(fā)生,嚴(yán)重影響后續(xù)工序的施工和將來的營運(yùn)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(shù)經(jīng)濟(jì)比較,決定采用噴錨網(wǎng)支護(hù)方案進(jìn)行防護(hù)。
2、設(shè)計方案及材料要求
黑山嘴高路塹邊坡,系采用大型爆破施工形成的,巖層多為塊狀的層間結(jié)合較好的中厚層或厚層石灰?guī)r體結(jié)構(gòu)。由于前期爆破施工未采用將開挖區(qū)和保留區(qū)分開來的預(yù)裂爆破方式,使得巖層受一定的爆破影響,局部有層面張開裂縫,邊坡破碎松散、犬牙交錯,時有落右現(xiàn)象發(fā)生;我們根據(jù)路塹邊坡現(xiàn)狀,將需要加固防護(hù)的邊坡分噴錨掛網(wǎng)防護(hù)和素噴混凝土防護(hù)兩種類型;對邊坡較高、坡面松散破碎嚴(yán)重,且破碎巖層較厚的地方采用噴錨網(wǎng)防護(hù),如k61 十850~十917,K61+945~‘ k62十013,K62十245~+325段的左邊坡,就采用噴錨網(wǎng)防護(hù);而對那些邊坡較低,只有少量裂縫,破碎不嚴(yán)重的地方則采用素噴混凝土防爐,如路線前進(jìn)方向的右側(cè)邊坡因邊坡較低,破碎不嚴(yán)重,大鄙分采用了素噴混凝土保護(hù)。
2.1 構(gòu)造設(shè)計方案
(1)噴射混凝土厚度采用10 cm,噴射混凝土標(biāo)號為C20細(xì)石混凝土。
(2)錨桿采用 22鋼筋;錨固深度視邊坡巖層的破碎程度及破碎層的厚度而走,一般取1.5m(為防止錨桿滑出,錨桿必須置于較好的巖層面以下一定深度);錨桿孔的深度應(yīng)大于錨固深度20cm,并用1:3~l:4 的水泥砂漿固結(jié);錨桿間距采用2.0mX2.0m,梅花型布置。
(3)鋼筋網(wǎng)的孔眼尺寸采用20cmX20cm的方孔,鋼筋采用~6 .
2.2 材料選擇要求
(1)水泥:應(yīng)優(yōu)先選用425#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,水泥標(biāo)號不得低于325#,性能符合現(xiàn)行水泥標(biāo)準(zhǔn)。
(2)砂:應(yīng)采用堅硬耐久的中粗砂,細(xì)度模數(shù)宜大于2.5,含水率直控制在5%~7%。
(3)骨料:應(yīng)采用堅硬耐久的碎石或卵石,粒徑不宜大于15 mm;當(dāng)采用堿性速凝劑時,不得使用含有活性二氧化硅的石材。
(4)外加劑:應(yīng)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(shè)計要求。
(5)水:混合水中不應(yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)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(shè)計
(1)水泥與砂石之重量比為1:2:2 ~1:2:3;
(2)砂率宜為45%~55%;
(3)水灰比宜為0.4~0.45;
(4)速凝劑摻量應(yīng)通過試驗確定。
3、施工方法及技術(shù)措施
噴錨網(wǎng)支護(hù)的施工程序是:搭設(shè)腳手一整修邊坡一制作安裝設(shè)施排水孔一第一次噴射混凝土一錨桿鉆孔、注漿一鋼筋網(wǎng)制作:掛網(wǎng)(第二次噴射混凝土一養(yǎng)護(hù)一拆除腳手架,F(xiàn)把各工序的施工方法及技術(shù)措施簡述如下:
3.1 搭設(shè)腳手架
腳手架搭設(shè)前必須先對現(xiàn)有邊坡的穩(wěn)定情況進(jìn)行觀察,確定安全后再搭設(shè)腳手架。鋼管支架立柱應(yīng)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1.2~1.5 m;橫桿高度1.8m,以滿足施工操作;搭設(shè)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(yīng)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;用石塊補(bǔ)砌空洞;用高壓水沖洗受噴面;對邊坡局部不穩(wěn)定處進(jìn)行清刷或支補(bǔ)加固;對較大的裂縫進(jìn)行灌漿或勾縫處理;在邊坡松散空洞處和坡腳處設(shè)置一定數(shù)量的泄水孔,預(yù)留的長度根據(jù)現(xiàn)場確定布設(shè)。
3.3 噴射混凝土作業(yè)
(1)噴射作業(yè)前必須對機(jī)械設(shè)備,風(fēng)、水管路和電線等進(jìn)行全面檢查及試運(yùn)轉(zhuǎn)。
(2)噴射混凝土之前,用清水將坡面沖刷干凈,濕潤巖層表面,以確保一層后才進(jìn)行定位;采用氣腿式鑿巖機(jī)鉆孔,孔徑50mm;根據(jù)現(xiàn)場的情況確定錨桿深度一般為1.o~1,5m,鉆孔要垂直邊坡面。錨桿采用~22 mm鋼筋,間排距20Qcm,梅花型布置。
(3)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(jī)鉆速度鉆進(jìn),不能強(qiáng)加壓力沖鉆,以免影響邊坡巖石的穩(wěn)定。
(4)采用壓力泵將1:1的水泥砂漿注入錨孔。如遇空洞不能加壓太大,要保持0.1 MPa的工作壓力。注漿時注漿管應(yīng)插至孔底5~10cm處,隨砂漿的注入緩慢勻速拔出。 注漿要保證砂漿飽滿,不得有里空外滿的現(xiàn)象。
(5)注完漿后,立即插入錨桿,若孔口無砂漿溢出,應(yīng)及時補(bǔ)注砂漿。
3.5 掛網(wǎng)
(1)先將圓盤鋼筋(直徑~6)調(diào)直,按邊坡形狀尺寸取料加工,按網(wǎng)孔20 cmX20cm的規(guī)格編織好鋼筋網(wǎng),分布要均勻,綁扎要牢固。
(2)編好鋼筋網(wǎng)后,與錨桿交接處必須進(jìn)行焊接,以保證噴射混凝土?xí)r鋼筋不晃動。
(3)鋼筋網(wǎng)必須緊貼混凝土表面,以保證鋼筋網(wǎng)保護(hù)層厚度。
3.6 養(yǎng)護(hù)
(1)當(dāng)最后一次噴射的混凝土終凝2h后,立即噴水養(yǎng)護(hù),每天至少噴水四次。養(yǎng)護(hù)時間一般不得少于7d.
(2)在終凝后第一次噴水養(yǎng)護(hù)時,壓力不宜過大,以防止沖壞噴射混凝土防護(hù)層表面。
(3)氣溫低于+5 C時,不得噴水養(yǎng)、護(hù)。
(4)在養(yǎng)護(hù)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(yīng)分析原因、采取措施進(jìn)行修補(bǔ),以防后患。
4、現(xiàn)場質(zhì)量管理與檢測
4.1 現(xiàn)場質(zhì)量管理措施
(1)嚴(yán)把鋼筋、水泥、砂石、速凝劑等原材料質(zhì)量關(guān),并嚴(yán)格按配合比施工。
(2)嚴(yán)格操作規(guī)程:我們根據(jù)生產(chǎn)需要,專門制訂出錨桿施工操作規(guī)程、噴射混凝土操作規(guī)程以及化驗制度、機(jī)具測試維修制度、新工藝和新技術(shù)的推廣制度等,使每一位施工人員都熟悉并掌握操作規(guī)程和技術(shù)要求。要求工人嚴(yán)格按操作規(guī)程施工,加強(qiáng)對其責(zé)任心的教育。
(3)加強(qiáng)對操作人員的培訓(xùn)。尤其是噴射手、攪拌人員、噴射機(jī)操作人員,一定要選擇責(zé)任心強(qiáng)、技術(shù)熟練的工人擔(dān)任,以保證噴射混凝土的質(zhì)量。
(4)合理選擇施工設(shè)備、機(jī)具和施工方案。施工前選好設(shè)備、機(jī)具,良好的機(jī)具是保證質(zhì)量的基礎(chǔ)。在選擇施工方案時,要深入調(diào)查,進(jìn)行測試研究,采用工程類比法,優(yōu)化選擇適合本工程的支護(hù)方式和施工方法。
4.2 現(xiàn)場質(zhì)量檢測
(1)強(qiáng)度檢測。噴射混凝土必須做抗壓強(qiáng)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(cè)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(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)7d后,將混凝土加工成邊長為100 mm的立方體試塊。繼續(xù)在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)至28d齡期后,進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗。本工程共計試件30組,經(jīng)測試,結(jié)果如下:
平均值 f"cc = 22. 45 MPa
標(biāo)準(zhǔn)差sn=1.25 MPa
最小值f"ccmin.=20.5>0.85 x 20=17MPa
根據(jù)《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(GBJ86一85),本工程質(zhì)量合格條件為
f"cc一kcSn>0.85fcc
即:22.45一1.6x1.25=20.o>0.85
X20=17.0MPa,滿足要求。
(2)厚度檢測
用鑿孔法檢測。根據(jù)《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》,“每個斷面上,全部檢查孔處的噴層厚度,60%以上不應(yīng)小于設(shè)計厚度;最小值不應(yīng)小于設(shè)計厚度的一半;同時,檢查孔處厚度的平均值,不應(yīng)小于設(shè)計厚度值。”本工程共檢測40點(diǎn),結(jié)果如下:
平均值X=10.8cm>10cm
最小值Xmin,=6.2cm>0.5X10=5cm,符合要求。
(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(biāo),是錨桿能否發(fā)揮支護(hù)作用的保證條件之一。在本工程中,我們在錨桿被噴射混凝土覆蓋前,主要采用在工作面用尺直接量惻的方式進(jìn)行檢測,共檢查15點(diǎn),其中13點(diǎn)合格,符合《錨噴支護(hù)工程質(zhì)量檢測規(guī)程》(MT/5015一96)的規(guī)走要求。
(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(shí)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(dāng),無漏水現(xiàn)象,符合規(guī)范要求。
5、結(jié)束
(1)噴錨網(wǎng)支護(hù)可提高高陡邊坡巖土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形剛度,增強(qiáng)邊坡的整體穩(wěn)走性。
(2)應(yīng)根據(jù)邊坡巖土體現(xiàn)狀,合理選擇噴射混凝土的支護(hù)措施、結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。
(3)合理選擇施工程序、工藝和技術(shù)措施是保證噴錨網(wǎng)支護(hù)工程質(zhì)量的關(guān)鍵。
(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(hù)要對噴射混凝土強(qiáng)度厚度、錨桿間排距、抗拔力、外觀感等方面進(jìn)行檢測,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。