龙 辉
摘要:通过对新建洛湛铁路深路堑地段破碎松散的岩石坡面的治理,系统的介绍了锚网喷护坡施工技术,希望对以后类似的工程能够起到借鉴的作用。
关键词:铁路 锚网喷护坡 施工
1 概述
新建洛湛铁路DIK174+085.00~DIK174+390.00段路堑,挖方深度14m,开挖揭示该段路堑岩性较差,为界于W3~W4之间的破碎中风化、强风化灰岩,岩石强度较低、并易于风化,施工中对边坡采用了锚网喷防护。锚网喷支护是靠锚杆、钢筋网和混凝土层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度,以减小岩(土)体侧向变形,增强边坡的整体稳定性的一种方法。
2 设计方案
对边坡较高、坡面松散破碎严重,且破碎岩层较厚的地方采用锚网喷防护,而对那些边坡较低,只有少量裂缝,破碎不严重的地方则采用素喷混凝土防护。
2.1 构造设计方案 ①喷射混凝土厚度采用10cm,喷射混凝土标号为C20细石混凝土。②锚杆采用Φ32;锚固深度视边坡岩层的破碎程度及破碎层的厚度而走,一般取2m(为防止锚杆滑出,锚杆必须置于较好的岩层面以下一定深度);锚杆孔的深度应大于锚固深度20cm,并用1:3~1:4的水泥砂浆固结;锚杆间距采用2.0m×2.0m,上下交错布置。③钢筋网的孔眼尺寸采用20cm÷20cm的方孔。
2.2 材料选择要求 ①水泥:应优先选用PO42.5普通硅酸盐水泥;也可选用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥,水泥标号不得低于Po32.5,性能符合现行水泥标准。②砂:应采用坚硬耐久的中粗砂,细度模数宜大于2.5,含水率直控制在5%~7%。③骨料:应采用坚硬耐久的碎石或卵石,粒径不宜大于15mm;当采用碱性速凝剂时,不得使用含有活性二氧化硅的石材。④外加剂:应选用符合质量要求的速凝剂,掺速凝剂后的喷射混凝土性能必须满足设计要求。⑤水:混合水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质,不得使用污水以及pH值小于4的酸性水和含硫酸盐量按SO 计算超过水重1%的水。
2.3 混合料的配合比设计 ①水泥与砂石之重量比为1:2:2~1:2:3;②砂率宜为45%~55%;③水灰比宜为0.4~0.45;④速凝剂掺量通过试验确定。
3 施工方法及技术措施
锚网喷支护的施工程序是:搭设脚手架-整修边坡-制作安装设施排水孔-第一次喷射混凝土-锚杆钻孔、注浆-钢丝网制作-挂网-第二次喷射混凝土-养生-拆除脚手架。现把各工序的施工方法及技术措施简述如下:
3.1 搭设脚手架 脚手架搭设前必须先对现有边坡的稳定情况进行观察,确定安全后再搭设脚手架。钢管支架立柱应置于坚硬稳定的岩石上,不得置于浮渣上;立柱间距1.5m。架子宽度1.2~1.5m;横杆高度1.8m,以满足施工操作;搭设管扣要牢固和稳定;钢架与壁面之间必须楔紧,相邻钢架之间应连接牢靠,以确保施工安全。
3.2 坡面整修 由于现有的岩石边坡破碎松散且不平整,故必须将松散的浮石和岩渣清除干净。处理好光滑岩面;拆除障碍物;用石块补砌空洞;用高压水冲洗受喷面;对边坡局部不稳定处进行清刷或支补加固;对较大的裂缝进行灌浆或勾缝处理;在边坡松散空洞处和坡脚处设置一定数量的泄水孔,预留的长度根据现场确定布设。
3.3 喷射混凝土作业 ①喷射作业前必须对机械设备,风、水管路和电线等进行全面检查及试运转。②喷射混凝土之前,用清水将坡面冲刷干净,湿润岩层表面;采用气腿式凿岩机钻孔,孔径50mm;根据现场的情况确定锚杆深度按设计留置,钻孔要垂直边坡面。锚杆采用~Φ22mm钢筋,间排距20cm,梅花型布置。③如遇岩石过于坚硬须采取加水的方式钻孔,钻孔时必须随机钻速度钻进,不能强加压力冲钻,以免影响边坡岩石的稳定。④采用压力泵将1:3~1:4的水泥砂浆注入锚孔。如遇空洞不能加压太大,要保持0.1MPa的工作压力。注浆时注浆管应插至孔底5~10cm处,随砂浆的注入缓慢匀速拔出。注浆要保证砂浆饱满,不得有里空外满的现象。⑤注完浆后,立即插入锚杆,若孔口无砂浆溢出,应及时补注砂浆。
3.4 挂网 镀锌机编网分布要均匀,绑扎要牢固。与锚杆交接处必须进行焊接,以保证喷射混凝土时不晃动。钢丝网必须紧贴混凝土表面,以保证钢丝网保护层厚度。
3.5 养生 ①当最后一次喷射的混凝土终凝2h后,立即喷水养护,每天至少喷水四次。养护时间一般不得少于7d。②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。③气温低于+5C时,不得喷水养护。④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。
4 现场质量管理与检测
4.1 现场质量管理措施 ①严把钢筋、水泥、砂石、速凝剂等原材料质量关,并严格按配合比施工。②严格操作规程:根据生产需要,专门制订出锚杆施工操作规程、喷射混凝土操作规程以及检验制度、机具测试维修制度、新工艺和新技术的推广制度等,使每一位施工人员都熟悉并掌握操作规程和技术要求。要求工人严格按操作规程施工,加强对其责任心的教育。③加强对操作人员的培训。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,以保证喷射混凝土的质量。④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方法。
4.2 现场质量检测
4.2.1 强度检测。喷射混凝土必须做抗压强度试验,试块在工程施工中抽样制取,在喷射作业面附近,将模具敞开一侧朝下,以80°(与水平面的夹角)左右置于墙脚:先在模具外的边墙上喷射,待操作正常后,将喷头移至模具位置,由下而上,逐层向模具内喷满混凝土。将喷满混凝土的模具移至安全地方,用三角抹刀刮平混凝土表面。在标准养护条件下养护7d后,将混凝土加工成边长为100mm的立方体试块。继续在标准条件下养护至28d龄期后,进行抗压强度试验。本工程共计试件30组,经测试,结果如下:平均值 f"cc=22.45MPa;标准差sn=1.25MPa;最小值f"ccminO=20.5>0.85x20=17MPa。根据《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GBJ86-85),本工程质量合格条件为f"cc-kcSn>0.85fcc;即:22.45-1.6x1.25=20.0>0.85X20=17.0MPa,满足要求。
4.2.2 厚度检测 用凿孔法检测。根据《锚杆喷射混凝土支护技术规范》,“每个断面上,全部检查孔处的喷层厚度,60%以上不应小于设计厚度;最小值不应小于设计厚度的一半;同时,检查孔处厚度的平均值,不应小于设计厚度值。”本工程共检测40点,结果如下:平均值X=10.8cm>10cm;最小值Xmin=8.2cm>0.5X10=5cm,符合要求。
4.2.3 锚杆间排距检测 锚杆间排距是锚杆施工质量的一项主要考核指标,是锚杆能否发挥支护作用的保证条件之一。在本工程中,我们在锚杆被喷射混凝土覆盖前,主要采用在工作面用尺直接量恻的方式进行检测,共检查15点,其中13点合格,符合《锚喷支护工程质量检测规程》(MT/5015-96)的规定要求。
4.2.4 外观感检测 一般采用人工观测的方法,包括目测法和实测法两种。工程完工后,该工程坡面平顺、线型流畅,无漏喷、离鼓、钢丝网外露现象,地表及坡面排水处理得当,无漏水现象,符合规范要求。
5 结束语
本段边坡喷锚施工后,喷锚质量经检测均满足相关规范要求。目前边坡稳定性良好,未产生任何的裂隙。
参考文献:
[1]锚杆喷射混凝土支护技术规范.
[2]锚喷支护工程质量检测规程.(MT/5015-96).