边坡锚固技术在常吉高速公路路堑边坡防护中的应用

　　边坡锚固技术在常吉高速公路路堑边坡防护中的应用摘要：文章结合工程实际，介绍了锚喷支护技术在常吉高速公路路堑边坡防护中的应用情况，通过实践表明，对一些风化严重的高陡边坡采用锚喷挂网支护，可提高高陡边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，增强边坡的整体稳定性，具有较好的防护效果。此种防护形式在类似的边坡整治工程中可推广应用。　　关键词：喷锚网技术；边坡防护；高速公路　　　　1前言　　　　锚喷支护是靠锚杆、钢筋网和混凝上层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，减小岩(土) 体侧向变形，增强边坡的整体稳定性。其基本原理是锚杆穿过土体滑动面深固于土体内部，形成锚杆、面墙与岩体三者共同作用机理。具体来说，锚杆通过自有抗剪强度和传递掩体抗剪强度形成对岩体的抗滑力以抵抗岩体剪切破坏和岩软弱夹层发生位移，喷射钢筋网混凝土靠自身强度分解下滑力并使其扩散在整个坡面防护体中，从而使岩体内应力重分布，形成岩体、锚杆与坡面混凝土共同受力达到边坡稳定。锚杆支护在我国从1955年开始在煤矿巷道中使用，经过多年的研究、改进和工程实践，新材料、新工艺的不断涌现，进一步促进了锚杆技术的大量应用，现已广泛应用于煤矿巷道、冶金、水利水电、隧道、深基坑支护等工程中。近几年，公路边坡防护逐步开始应用。本文就常吉高速公路吉首段沿线某段路堑边坡采用锚喷混凝土的情况做一简要介绍，以期在类似的工程中参考应用。　　　　　2工程概况　　　　常吉高速公路吉首段沿线广布着山体，由于山体较陡，很多路段形成了高挖方路堑边坡，其中一段边坡最高达22.5m。该段边坡岩层为块状的层间结合较好的中厚层或厚层泥岩结构，局部有层面张开裂缝，边坡破碎松散、表层风化程度较高，时有落石现象发生，严重影响后续工序的施工和将来的营运安全。为了使松散岩石边坡不出现落石、崩塌现象，确保行车安全，经技术经济比较，决定采用喷锚网支护方案进行防护。　　　　3设计方案 　　　　设计方案的基本原则是“固脚、强腰、削顶”。边坡坡率1：0.75，坡脚设矮挡墙，地面以上墙高2.4m，墙顶以上、高度20m以下部分挂网锚喷，高度20m以上部分削坡减载。坡顶设置截水沟。　　(1)喷射混凝土标号为C20混凝土，喷射厚度采用15cm(两次喷射:5+10cm)。　　(2)锚杆采用Φ22螺纹钢筋，立面按2.0m间距梅花型布置，锚杆长度5～8m；钻孔直径为10cm，深度大于锚杆长度10cm；灌浆材料采用30#水泥砂浆(见图1)。　　(3)钢筋网的纵横间距采用20cm×20cm，钢筋采用Ф6光圆钢筋。　　(4)锚喷混凝土立面按4.0m间距梅花型布置排水管，排水管采用直径10cm的塑料管，长度为25cm，矮挡土墙中正方形排水孔的边长为10cm。　　4施工方法及技术措施　　　　喷锚支护的施工程序如图2所示。　　4.1坡面整修、安放排水孔　　(1) 坡面整修是锚喷支护中锚喷支护中一个重要的环节，危石和岩渣必须清理干净、彻底，确保喷射混凝土与岩石之间有足够的粘结力。在边坡松散空洞处和坡脚处布设一定数量的泄水孔。泄水管采用直径10cm的塑料管，长度为25cm。　　(2)坡面整修后，要及时砌筑坡底挡土墙和喷射第1层混凝土硬化层，其目的是尽量减少边坡暴露时间。　　4.2喷射混凝土作业　　(1)喷射混凝土之前，用高压风和高压水将坡面冲刷干净并湿润岩层表面，以确保喷射混凝土与岩层之间的良好粘结。　　(2)埋设控制喷射混凝土厚度的标志，以确保混凝土喷射的厚度。　　(3)喷射作业有边坡底部开始，自下而上采取分段、分片依次进行。　　(4)第1层混凝土的厚度不小于5cm。喷头与受喷面应垂直，宜保持0.6～1.0m的距离，喷头按螺旋形轨迹移动，保证喷头基本平整。第2层喷射混凝土应在挂网完成后进行，第2次喷射混凝土的厚度不小于10cm。　　4.3钻孔、锚杆安装及注浆　　(1)钻孔在混凝土喷射第1层后才进行；采用QZ110K型钻机，孔径100mm；钻孔与水平面夹角20°。锚杆采用Φ22mm钢筋，间排距200cm，梅花型布置。　　(2)在锚杆安装前应进行清孔，根据成孔情况可采用高压水或压缩空气清孔。 　　(3)锚杆在钢筋加工场加工，人工运至作业面。用橡皮材料将注浆管绑扎在距锚杆锚固端约5～10cm处，然后由人工穿入。在安装过程应注意防止空中杂物堵塞注浆管。　　(4)采用压力泵将水泥砂浆注入锚孔，要保持一定的工作压力。注浆时注浆管应随砂浆的注入缓慢匀速拔出。注浆所用砂浆的强度为3MPa。　　(5)注浆完毕后不得扰动锚杆，不得随意敲打或悬挂重物。　　4.4挂钢筋网　　(1)按网孔20cm×20cm编制钢筋网，钢筋网的交点用隔点式焊接或绑扎。待锚杆砂浆产生一定的强度后，进行挂网。作业过程中，不得扰动初喷混凝土。　　(2)钢筋网必须紧贴混凝土表面，以保证钢筋网保护层厚度。钢筋网用U型钎钉固定好，网片的搭接长度应满足现行规范中有关钢筋搭接的要求。　　(3)编好钢筋网后，与锚杆交接处必须进行焊接，以保证喷射混凝土时钢筋不晃动。　　4.5养生　　(1)当混凝土终凝2h后，视天气情况每隔2～4h进行1次喷水养护。养护时间一般不得少于7d。　　(2)在终凝后第1 次喷水养生时，压力不宜过大，以防止冲坏喷射混凝土防护层表面。　　(3)在养生过程中如果发现剥落、外鼓、裂纹、局部潮湿、色泽不均等不良现象，应分析原因、采取措施进行修补，以防后患。　　　　5质量管理与监控　　　　5.1现场质量管理措施　　(1)组织项目有关人员学习锚喷支护设计理论，熟悉设计意图、相关施工规范，进行技术交底和技术讨论，使相关人员进一步理解工程技术要点，尤其是喷射手、搅拌人员、喷射机操作人员，一定要选择责任心强、技术熟练的工人担任，以保证施工质量满足设计和施工规范的要求。　　(2)严把钢筋、水泥、砂石、混凝土外加剂等原材料质量关，并严格按配合比。　　(3)合理选择施工设备、机具和施工方案。施工前选好设备、机具，良好的机具是保证质量的基础。在选择施工方案时，要深入调查，进行测试研究，采用工程类比法，优化选择适合本工程的支护方式和施工工艺。　　5.2监控措施　　(1) 建立高精度的施工控制网和监控控制网。由于本工程边坡较陡，相对高差大，采用全站仪和水准仪联合观测的方法，在坡脚、坡顶埋置足够的控制点和水准点，以便在施工中能够随时恢复各施工线和钻孔点的位置，并为公路运营后边坡变形观测提供基准点。　　(2)施工全过程中要始终进行支护的量测和地表裂缝的观察。做到每一步骤都有土体变形准确数据，当确认安全后，才能进行下一道的工序。　　(3)当发现边坡有变形和下沉趋势时，一定要分析清楚原因，采取相应的补救措施并取得可靠结果后方可进行下一道工序。　　　　6结束语　　　　锚喷技术可提高高陡边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，增强边坡稳定性。根据边坡岩土现状，合理选择喷射混凝土的支护措施、设计方案、施工程序、工艺和技术措施是保证锚喷支护工程质量的关键。　　(1)该路段路堑边坡支护工程于2007 年10月竣工，经全过程监控，施工过程中未发生边破下沉和开裂现象，运营至今，落石、崩塌地质灾害已得到彻底消除，说明设计与施工完全满足工程需要，达到了高边坡支护的目的，同时也说明锚喷支护技术作为公路边坡的一种新的防护形式是可行的。　　(2)锚喷支护技术适用于岩性较差、易于风化，可能导致局部小型崩塌、落石的高陡岩土边坡的支护。实践证明，与其他防护形式相比，锚喷支护技术成本低、适应性强、施工简便、整体性好。可以预见，随着公路建设向山区不断地延伸，该技术在山区公路建设中的推广应用必将带来显著的经济效益和社会效益。　　(3)现代公路不仅要满足通行的需求，对环境保护亦提出了更高的要求。如何使受喷坡面绿化、美化，无疑将是我们下一步研究的课题。