高邊坡錨噴技術在新疆南山縣隆昔線內丘柳段的應用

0順層邊坡地質條件龍慶線內丘-木里段是邢臺西北部的一條重要主線，也是內丘縣西北部山區的唯一一條標準公路。全線按二級公路進行設計,路基寬8.5m,路面寬8m,兩側設0.25m路肩石。隆昔線內丘柳林至獐獏段地處重山區,地形、地質條件復雜,部分路段山體為順層邊坡,節理發育,山體由風化嚴重的軟質巖石和較破碎的巖石構成,巖石縫隙間有薄層土、弱風化砂巖,巖石完整性一般,巖芯呈短柱狀。施工過程中一些路段曾多次出現不同程度的崩塌、落石及滑坡,另外在施工過程中因施工爆破的擾動和坡面暴露承接地表雨水徑流、裂隙水共同作用使邊坡的穩定性變得更差,給邊坡防護設計和施工增加了很大難度。鑒于此,經由業主及設計單位組織相關領導、專家多次勘查現場,并通過走訪調研省內其他同類型山區公路不良地質病害處理的成功案例后,研究決定對高路塹地段采用錨桿掛網噴射混凝土(簡稱錨噴)進行坡面防護。1錨噴加固技術路塹邊坡設計的關鍵是邊坡穩定性設計。影響邊坡穩定的因素有:地形、地貌;區域地質構造和地震;巖體結構;巖土特性;地表、地下水;施工方法及工藝。通過對邊坡穩定性的分析,采用不同的邊坡加固措施。錨噴加固技術是將受力拉桿埋入穩定地層,充分發揮穩定巖土層能力,提高巖土體邊坡的自身強度和自穩能力,具有結構輕、節約工程材料、安全穩定性高的特點,同時其還有成本低(較漿砌防護低20%)和施工速度快等優點,因此采用錨噴技術已成為目前加固巖體高邊坡的主要措施。根據隆昔線內丘柳林至獐獏段地質構造、巖體結構、地表、地下水以及高陡路塹邊坡開挖深度,通過邊坡穩定性分析,對隆昔線內丘柳林至獐獏段共9處路塹邊坡進行了錨噴處治。1.1錨桿加固方案本路段應用的錨固類型均為全長粘結性水泥砂漿錨桿,根據邊坡穩定程度,采用不同長度和直徑的錨桿進行加固:a)普通短錨桿為長2m的1×ue78818螺紋鋼筋;b)普通長錨桿為長6m的1×ue78818螺紋鋼筋。錨桿立面布置為水平距離2m,垂直高2m,梅花形布置。錨孔下傾5°~15°。1.2使混凝土應力均勻掛網的主要目的是防止噴射混凝土因收縮而產生裂縫,增強抵抗動載能力并使混凝土應力均勻分布。掛網采用8#鍍鋅鐵絲網、2.0m×2.0m標準規格網吊掛安裝,網與網之間用鐵絲綁扎連接,網框與錨桿及固定鋼筋采用焊接固定,坡面邊緣網框為調整網框,視斜高而定。1.3錨噴支護體系噴射混凝土可增強巖土體的粘結力,防止巖土風化及外突,從而提高其抗剪強度,促進邊坡穩定,同時與鋼筋網共同作用,形成錨噴支護體系的支擋結構體。原材料為:32.5普通硅酸鹽水泥;粒徑為5mm~15mm的卵石或碎石;細度模數為2.5的中砂;速凝劑等。水泥混凝土配合比為水泥∶砂子∶碎石=1∶2∶2,水灰比為0.45,速凝劑用量為3%。1.4計算采用32.5普通硅酸鹽水泥制成水灰比為0.5的M20水泥砂漿進行灌漿。1.5錨桿長度的設計泄水孔為SH-100軟式透水管,孔深為錨桿長度加2m,孔距3m~5m,梅花形布設,管口露出混凝土表面10cm~12cm。泄水孔預留應注意角度,防止雨水倒灌。1.6收縮縫的安裝伸縮縫每隔10m設置一道,寬度為2cm,從頂到底貫通。1.7溝墻安裝坡頂超護寬度為2m,端部設深度為50cm的截水溝。2錨噴施工2.1動態設計原則在施工中,當實際地質情況與設計勘察的地質情況不符時,應及時研究和修改設計方案。2.2施工前準備2.2.1基巖面的變形方面對施工現場尤其是待防護的高邊坡進行詳細調查,調查內容為:開挖面的坡度和平整度狀況;風化巖體表面土層厚度及密實程度;巖面的風化程度及發育狀況;巖體表面土孔隙、土條帶等的數量、寬度和深度。通過以上調查確定不同巖面錨噴施工的施工方法和技術措施。2.2.2填平表面元素在施工前要對巖面進行處理,清除巖體表面上的植被、浮土、危石;對巖體表面暴露較大的坑洞進行砌石填平;對土條帶要加以清除,并進行簡單的砌石防護。2.3平臺施工對于高路塹邊坡通常采用架桿施工方法,搭設架桿要注意穩定和安全。架桿施工平臺要滿足鉆機作業和鋼筋拉桿等物品的搬遷與運輸作業。2.4錨桿抗壓強度采用MD-50型錨桿鉆機在坡地體上鉆孔,孔徑為5cm,鉆孔深比錨桿長度約長10cm~20cm,在達到設計深度后,立即用高壓風吹凈孔內沉渣,再噴水沖洗,然后用一定壓力的風把孔內積水排出孔外,待孔內基本無水泛出后方可結束,以確保水泥砂漿與孔壁的良好固結。2.5孔底注漿和壓力錨孔施工完成后,在灌注漿插管插入前,用高壓風清除孔內巖粉,然后將插管插入孔底進行注漿,隨砂漿的注入緩慢勻速拔出插管,注漿壓力為0.4MPa~0.6MPa,注漿后應確保注漿壓力和穩壓時間,直到從孔口溢出的砂漿無氣泡為止。注漿完畢后,立即插入錨桿。2.6鐵絲網的固定方法待錨孔內砂漿達到一定強度后,開始掛鐵絲網。鐵絲網的固定方法為:在巖面上下每隔0.5m打入一根鋼筋,并將鋼筋與網焊接,且鋼筋網與坡面有1cm~2cm的保護層。2.7噴細石混凝土坡面細石混凝土配合比為水泥砂子∶碎石=1∶2∶2,水灰比為0.45,速凝劑用量為3%。攪拌采用強制式攪拌機,混凝土的拌制順序為:水泥→速凝劑→砂子→碎石,攪拌時間不少于1min,混凝土即拌即用,存放時間不得超過30min。在噴射細石混凝土前對坡面進行沖洗,除去粉塵和活石等雜物,同時使坡面保持濕潤。噴射細石混凝土厚度為8cm,分兩層進行,每層4cm。噴射作業前應進行試噴,對機械設備、風、水管路、噴射壓力和水灰比等進行檢驗,及時調整。噴射細石混凝土施工中應注意以下問題:在受噴區分片分段、自上而下、先凹后凸進行;噴射混凝土時,噴射口與受噴面之間距離一般保持在1.0m~1.2m,掌握好風壓和風量,保證噴射的混凝土均勻密實,同時又使回彈率最低;控制好給水量,使噴出的混凝土既不出現干斑,也無流淌,以濕潤光澤為宜;在雨天和氣溫低于5℃時,禁止施工。2.8射細石混凝土維護在噴射細石混凝土終凝1h~2h內,組織噴水養護,時刻保持坡面濕潤,一般養生時間不少于7d。3坡面排水及爆破錨噴施工要點及注意事項如下:a)在施工中應遵循“保住中部、穩定坡腳”的設計施工原則,防止坡面位移曲線出現“鼓肚子”現象;b)有截水溝的地方,如果巖體較破碎,應對截水溝與坡口間的地面及時進行封閉,防止水流入坡體;c)對軟質巖石路塹路段應在靠近邊坡處進行預爆破和采用光面爆破,以確保坡體穩定和坡面美觀;邊坡一旦形成要盡早防護,避免水滲入裂縫而引起邊坡失穩;d)確保注漿的質量,提高錨桿的錨固力。4錨噴混凝土支護措施選擇錨噴技術可提高高陡邊坡巖土的結構強度和抗變形剛度,增