浅析挂网锚喷在边坡防护中的应用

段 杰

晋焦高速公路沿线山陡沟深,深挖路段处边坡经常有落石现象发生,严重影响了行车安全。为了保证高速公路安全、畅通的运营,需要对边坡局部崩塌、落石、岩石破碎进行处治。针对大部分边坡高度在20 m以上且风化严重,导致经常发生落石的情况,主要采用挂网喷锚来处理。挂网锚喷是靠锚杆、钢筋网和混凝土层共同受力来提高边坡的结构强度和稳定性。

1 挂网锚喷施工注意事项

1)挂网锚喷施工前,坡面如有较大裂缝、凹坑时应先嵌补牢实,使坡面平顺整齐;岩体表面要冲洗干净、密实、湿润;锚杆孔要冲洗干净,然后插入锚杆用水泥浆固定。锚杆纵、横向间距均为1.5 m。铁丝网与锚杆连接必须牢固且不得外露。锚杆方向与坡面垂直。2)钻机定位必须牢固,按设计角度固定钻孔位置和方向,防止左右和上下偏斜。钻孔实际深度比设计深度要长1 cm左右,作为沉渣段。若地层裂隙、发育跑风,岩渣吹不出来,则采用边钻进边灌浆充填裂隙保护孔壁。由于锚孔角度向下,空压机要求风量不小于 12 m3/min,风压不低于 1 MPa。3)喷射混凝土面板分两次进行,第一次先喷5 cm厚,待混凝土具有一定强度后进行挂网,电焊挂接钢筋,锚头挂接钢筋与锚杆钢筋焊接牢靠。第二次喷至设计厚度(10 cm)。喷层厚度必须保证,尽可能均厚。喷后养护7 d～10 d。喷层周边与未防护面的衔接处应封闭处理。4)混凝土面板每8 m延线长设一伸缩缝。5)养生:当最后一次喷射的混凝土终凝2 h后,立即喷水养护,每天至少喷水4次。养护时间一般不得少于7 d。在终凝后第一次喷水养生时,压力不宜过大,以防止冲坏喷射混凝土防护层表面。气温低于5℃时,不得喷水养护。

2 挂网喷锚施工顺序

坡面准备→测量定位→钻孔→插入锚杆并注浆→第一次喷射混凝土→挂铁丝网→第二次喷射混凝土→养生。

3 挂网喷锚施工材料要求

1)水泥。应符合技术规范的规定,其强度等级不得低于32.5级,且应优先选用普通硅酸盐水泥。2)集料。应符合规范的规定。细集料应采用中砂或粗砂,细度模数宜大于2.5;含水率宜控制在5%～7%;粗集料应采用砾石或碎石,粒径不大于15 mm。3)钢筋。钢筋网及网框用钢筋应符合规定。4)锚杆。锚杆用钢筋采用HRB335牌号钢筋。5)铁丝网。铁丝网用铁丝应符合GB/T 343-1994一般用途低碳钢丝的规定。

4 挂网喷锚施工难点

4.1 锚杆安装

1)施工中严格按照如下顺序进行:清理边坡→设置锚杆孔→清孔→注浆→放入锚杆→安装端头垫板→进行其他坡面施工;2)锚杆孔成孔及清孔应视不同地质条件选取合适的方法,报监理工程师批准后实施;3)锚杆杆体使用前应平直、除锈、除油;4)注浆用砂浆配合比:水泥∶砂宜为1∶1～1∶2,水灰比宜为 0.38～0.45;5)砂浆应拌和均匀,随拌随用,一次拌和的砂浆应在初凝前用完,并严防石块、杂物混入;6)注浆开始或中途停止超过30 min时,应用水或稀水泥浆润滑注浆管及其管路;7)注浆时,注浆管应插至距孔底50 cm左右,随砂浆的注入缓慢匀速拔出;杆体插入后,若孔口无砂浆溢出,应及时补注;8)杆体插入孔内长度不应小于图纸规定的95%,锚杆安装后,不得随意敲击,不得悬挂重物;9)每段工程应取代表性段落对锚杆进行抗拔试验,要求锚杆抗拔力大于图纸规定,通过试验修正施工参数,指导大面积施工;10)挂网应符合图纸规定,并经监理工程师同意。可用直径2 mm普通镀锌铁丝制成。

4.2 喷射混凝土

1)施工前应先确定喷射混凝土的施工工艺(干式、湿式)及混凝土的配合比、选择使用的喷射机具,报监理工程师批准。本工程采用干喷。在边坡进行喷射混凝土前,应按图纸或监理工程师指示做好各项准备工作:a.清理防护岩面杂物,清除浮石及松动的岩石;b.用高压水冲洗坡面,并使岩面保持一定湿度。2)喷射混凝土的混合料配合比应符合下列规定:a.水泥与集料的重量比宜为1∶4～1∶4.5;b.砂率宜为45%～55%;c.水灰比宜为0.40～0.45;d.速凝剂掺量应通过试验后确定。3)喷射混凝土的配合设计参照本规范和图纸有关规定。4)混合料宜随拌随用。不掺速凝剂时,存放时间不应超过2 h;掺速凝剂时,存放时间不应超过20 min。混合料的拌合时间参照本规范和图纸有关规定。5)混合料在运输、存放过程中,应严防雨淋、滴水及大块石等杂物混入,在装入喷射机前应过筛。6)喷射混凝土应分段、分片由下而上进行。作业开始时,应先送风,后开机,再给料;结束时,应待料喷完后,再关机。向喷射机供料时应连续均匀,机器正常运转时,料斗内应保持足够的存料。7)喷射开始时,应减小喷头至受喷坡面的距离,并调节喷射角度,以保证铁丝网与岩面间混凝土的密实性。8)喷射时,应保持混凝土表面平整,呈湿润光泽,无干斑或滑移流淌现象。9)喷射后,当采用普通硅酸盐水泥时,养护应不少于10 d;当采用矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥时,养护不得少于14 d,喷层周边与未防护坡面的衔接处应做好封闭处理。10)喷射混凝土应符合图纸规定的厚度,并按图纸规定或监理工程师指示设置伸缩缝及泄水孔。11)喷射混凝土的回弹物,不能收集起来放入下批配料中,以免影响喷射混凝土质量。12)下列情况应暂停喷射施工:a.雨天冲刷新喷面上的水泥,造成混凝土脱落。b.气温低于5℃。c.大风妨碍喷射手进行工作。

5 质量检验

5.1 基本要求

锚杆喷射混凝土和喷射砂浆边坡护坡检查项目应符合设计文件和图纸的要求。锚杆喷射混凝土检查项目如下:1)混凝土或砂浆强度(MPa)。在合格标准内按JTJ 071-98附录D,E,F检查。2)锚杆拔力(kN)。拔力平均值不小于图纸规定值,最小拔力±0.9图纸规定值,按锚杆数1%,且不少于 3根做拔力试验。3)喷层厚度。平均厚不小于设计厚,检查点的60%不小于设计厚,且不小于60 mm;每10 m检查1个断面,每3 m检查1点,用凿孔或激光断面仪确定厚度。4)网眼尺寸。±20 mm用尺量,每1伽抽查5个网眼。5)坡面平整度。30 mm用2m直尺,每20 m检查3处。注:3),4),5)项中的“每10 m或20 m”是指沿路线方向的长度。

5.2 外观鉴定

1)表面平整,无钢筋、铁丝外露现象。2)使用喷锚支护时锚杆杆体露出岩面的长度不应大于喷射混凝土的厚度。3)防护的表面平顺、密实、无脱落现象。4)设置的伸缩缝整齐垂直,上下贯通。5)泄水孔坡度向外,无堵塞现象。

6 结语

挂网锚喷技术在晋焦高速公路边坡落石治理中得到了成功的应用,收到了很好的加固效果。挂网锚喷施工工艺简单,操作方便,和围岩紧密连接共同工作,厚度薄,刚度小,具有较大的韧性。

[1] 石 鸣,王继峰.崇遵高速公路的高边坡治理[J].山西建筑,2008,34(28):290-291.