边坡格构式锚杆支护施工技术与应用

李瑞祥

（广东省基础工程集团有限公司，广东 广州 510620）

随着广东省汕尾市发展建设脚步不断加快，新建道路工程项目数量逐渐增多，许多道路需要经过丘陵沟壑地区，容易出现边坡失稳情况。边坡格构式锚杆支护是目前应用较为广泛、支护加固效果较好的施工技术，但在工程项目特点、水文地质情况等影响下，实际施工过程可能会面临各种重难点问题，因此，加强边坡格构式锚杆支护施工技术的研究和探讨十分必要。为此，本文以汕尾市区工业大道西段等市政综合工程为例，展开分析，以供同类工程参考。

1 工程概况

汕尾市区工业大道西段等市政综合工程包含工业大道西段道路、城北路和文华路3 条道路。该工程地处广东省汕尾市区，汕尾市位于东南部沿海，属南亚热带季风气候区，海洋性气候明显，光、热、水资源丰富，气候温暖，雨量充沛。边坡位于丘陵区，地表水不发育，汇流面积不大，地下水稳定水位埋深为4.30～32.70m。边坡工程地貌形态属低山丘陵，地形起伏大，边坡地面高低不平，地面标高为17.51～70.00m。

2 边坡格构式锚杆支护施工重难点及解决对策

2.1 土石方工程量大

根据案例工程项目实际情况进行计算，明确边坡工程土石方卸方量约为91 万m3，暂估工期为330d，按晴天计算日均土方转移量为2 757m3，工程量大，工期紧张。针对上述问题，在实际施工过程中，可采取以下对策：

（1）适当增加大型机械数量与作业人员数量。具体措施如下：

①为加快施工速度，增加大挖机数量，同时考虑到中风化岩、微风化岩的破除，应增加炮头机数量。②增加自卸车、推土机、压路机数量，使挖机满负荷工作。确保下卸土方及时外运至填筑场地。③增加锚杆、格构梁施工人员数量。

（2）多方向设施多个挖方工作面，提高爆破速度。具体措施如下：

①在每个山丘顶均设置开挖点，多位置开挖、爆破，如莲花山共设置4 个大开挖点、3 个小开挖点、3～4 个爆破点，从山顶装土方、石方下运，以提高挖方效率。②设置多个卸土、装土点，挖机、推土机从山上往山下卸土，山下由挖掘机配合自卸车装土运走。③为保证爆破效率，根据实际情况开设3～4 个爆破工作面，各点轮流钻孔、装药、爆破流水作业出方，以提高挖掘效率。

（3）采取连续、流水作业模式，放一级坡进行一级护坡施工，实现整体交叉作业，确保施工连续、不间断，以提高施工效率。

2.2 存在安全隐患

案例工程项目所在区域山体较为陡峭，边坡为自然坡体，边坡岩体类型为Ⅲ～Ⅴ类，坡度为45°～60°，最高处约55m。根据现有开挖情况可知，孤石体量大，若采用炮头机进行破碎处理，容易引发破碎石块滚落风险，威胁现场工作人员的生命、财产安全。此外，机械在山上行走、作业，会导致土石方顺边坡滚落。针对上述问题，为保障施工安全，避免石块滚落，可采取以下应对方法：

（1）设置落石槽。山脚下施工便道边设置2m 深的V 字形落槽，槽段周边设置围栏，警示过往人员、机械，以有效削减石块下冲的势能，同时避免滚石弹出落石槽或直接砸到便道上的人员、机械。

（2）设置临时碎落台。可在高边坡区域沿边坡位置修建碎落台，根据案例工程实际情况，碎落台宽3m，各台上下间隔5～7m，沿边坡设置，以拦截落石，同时可作为临时通道使用，需要注意的是，边坡上进行土石方作业时，若遇雨天、大风等恶劣天气，碎落台禁止通行。

2.3 机械作业面小

现状山体边坡较为陡峭，且地形复杂，大型机械作业面较小，只能从山顶往下作业，削坡完成后，边坡坡度较大，材料运输较为困难。针对上述问题，可结合不同施工区域的山体特点，合理设置上山道路。例如，莲花山工程区域拟在K1+600、K1+900、K2+200 处开设上山道路，K1+600 处位于边坡西侧，可顺坡顶线开设南北走向“之”字形上山道路，直达山顶；K1+900 处位于边坡中段边坡较低处，开设东西走向“之”字形上山道路；K2+200 位于边坡东侧，高度接近现状地面，坡度较缓，可直接沿边坡坡顶线开设上坡道路，直达山顶。

2.4 受天气影响

案例工程中，边坡施工时间为9月至次年2月，根据汕尾市气象资料可知，该时间段为旱季，降雨量较少，但由于本边坡工程水稳定性较差，表层残积层为砾性黏性土，遇水崩塌，耐冲刷性差；次表层岩层为全风化、强风化岩，遇水易软化、崩解，强度迅速下降。因此，雨天仍存在边坡失稳风险。对此，在实际施工过程中，应采取以下措施：

（1）严禁雨天进行高边坡施工，同时加强雨前、雨后边坡位移情况监测，若出现雨后边坡位移，或者变形异常情况，应立即停工，撤离人员、机械，启动应急救援预案。

（2）做好当地天气预报信息收集工作，根据天气情况合理安排施工。

（3）结合现场实际情况，设置临时排水系统及脚手架防暴雨设计，确保施工现场排水顺畅。

（4）做好钢架、水泥等主要施工材料及大型机械设备的防雨、防雷电等保护措施。

（5）边坡开挖刷坡后，尚未进行护坡结构施工的位置需全部覆盖密目网，降低雨天地表径流速度，减少雨水对土体的冲刷。

3 边坡格构式锚杆支护施工技术的实际应用

3.1 锚杆施工技术

案例工程项目中，锚杆支护施工技术主要应用在大鹏山段，锚杆类型为水泥砂浆锚杆，使用M30 水泥砂浆常压注浆，注浆压力为0.3～0.5MPa，保护层厚度为30mm。永久边坡锚杆采用C32 锚杆，长16m，锚固段5.5m，水平倾角20°，抗拔力50～100kN。临时边锚杆采用C25 锚杆，长12m，锚固段5m，水平倾角20°，抗拔力40～60kN。此次施工采用“先插杆后注浆”施工工艺，施工技术要点包括以下内容。

（1）施工准备。现场加工锚杆杆体，安装注浆管，然后进行相关试验，确保锚杆质量。此外，应进行水泥、砂料等材料质量和浆液配合比试验，并做好水质检测工作。

（2）锚杆孔位放样。根据设计方案确定锚杆孔位，根据实际地形情况，永久边坡锚杆孔位布置分为两种，分别为3m×3m 矩形与3m×2m（宽）矩形。临时边坡均为3m×3m 矩形。

（3）钻孔设备安装就位、钻孔角度定位。确保钻机下倾角为20°，锚孔定位偏差在20mm 以内，锚孔偏斜度不超过2%。

（4）锚杆钻孔、清孔、查孔。根据设计要求，永久边坡孔径为200mm，临时边坡孔径为110mm，钻孔深度至少超过锚杆设计长度0.2m。清孔时，应使用空压机，严禁使用高压水清洗，以免塌孔。最后，检查孔洞直径、深度及倾斜度，确保孔洞符合施工要求。

（5）锚杆安装。安装锚杆前，先使用与锚杆直径相同的探头探孔，若下放过程中遇到阻碍，需先将锚杆提出，再用钻孔机扫孔。然后，插入锚杆，要求锚杆底部与孔底相距200mm。最后，固定锚杆，准备注浆。

（6）注浆、补浆。根据设计要求使用M30水泥砂浆，水灰比为0.38～0.5，要求水泥为普通硅酸盐水泥，砂含泥量在3%以下，有害物质含量按重量计应小于1%，严禁使用污水。注浆施工采用孔底注浆法，一次常压注浆，注浆压力控制在0.3～0.5MPa 之间，压力稳定3～5min，确保注浆饱满，当孔口溢出浆液，或者排气管不再排气时，停止注浆。浆液硬化后，需进行补浆处理，以保证施工质量。

（7）质量验收。根据工程锚杆情况，对锚杆质量进行基本试验，常用方法为循环加、卸荷法，要求试验数量不少于每种类型锚杆总数的5%，且至少为5 根。此外，应检查锚杆孔位、孔向、孔径、材质、长度、锚固力等相关性能参数。

3.2 格构梁施工技术

针对高边坡一个格构梁单元受力情况展开分析，如图1 所示。AC 为滑裂面，θ 为破裂角，ACD 岩块为潜在滑动体，ACD 岩块重力为W，锚杆抗滑力为P，滑裂面黏聚力为c，岩石内摩擦角为Φ，滑裂面面积为A，总抗滑力为R，总滑动力为T，边坡抗滑稳定性安全系数为KS，ACD 岩块受力分析情况如图1 所示。边坡抗滑稳定性公式如下：

图1 ACD 岩块受力分析图

在未打设格构梁和锚杆时，总抗滑力和总滑动力计算公式为：

打设格构梁和锚杆后，总抗滑力和总滑动力计算公式为：

加设锚杆和格构梁的实质是增大边坡的抗滑力，在滑动力不变的情况下，增大边坡的抗滑安全系数，提高抗滑稳定性。以大鹏山边坡工程为例，探讨格构梁施工技术。大鹏山边坡采用锚杆+格构梁+客土植草护坡，锚杆施工完成后，可进行格构梁施工。格构梁截面尺寸为300mm×300mm，间距包括3m×3m 和3m×2m两种；锚杆锚入横梁内采用长度1 000mm 的C32钢筋锁定，现场绑扎钢筋支模采用C30 混凝土现浇；格构梁整体嵌入边坡300mm 深，表层客土喷播植草为嵌入式格构梁，以有效加强格构梁的抗滑作用；横梁按20～25m 设一道伸缩缝，缝宽2cm，内填沥青防水材料；案例工程中格构梁采用钢筋混凝土结构，实际作业按照混凝土结构工程施工规范要求展开。主要工艺流程为：测量放样→基槽开挖→钢筋绑扎→梁面模板安装→混凝土浇筑→修整边坡表面→验收。实际施工过程中需要注意以下要点：

（1）钢筋绑扎施工时，采用搭接连接方式，要求搭接长度在35d 以上，同时，同一个截面中，钢筋搭接量应控制在25%以内。

（2）模板材料选用胶合板，做好模板与坡面缝隙间的封堵工作，选用1∶2.5 水泥砂浆堵塞。

（3）混凝土浇筑施工过程中，选用强度为C30 的商品混凝土，要求材料坍落度处于180～200mm 之间，振捣间距控制在30cm 以内，每点振捣时间控制在10～30s 之间，振捣要求贯入下层至少50mm，确保振捣充分、无气泡。

（4）完成混凝土浇筑和拆模养护工作，待格构梁混凝土强度达到设计要求后，需要对边坡表面进行人工修整，保证其符合设计要求，最后，检查、验收整体施工质量。

4 结语

边坡格构式锚杆支护施工技术能够有效保证边坡稳定性，确保道路工程项目质量安全。在应用该技术的过程中，应结合工程项目的实际情况，展开施工组织设计，保证施工安全。边坡支护施工具有土方工程量大、作业面有限、碎石滚落、暴雨滑坡等安全风险隐患，为此，应结合施工要求采取有效应对方法，如增加施工人员和机械设备、加强边坡位移监测、防暴雨设计等措施，同时，应明确施工技术要点及相关标准要求，合理设计锚杆和格构梁，做好质量检测、验收工作。