天然气压气站加筋土挡土墙施工工艺分析

刘江涛 王俊锋 曹庆田 甘小永 郑广琦

中国石油天然气第一建设有限公司第七分公司川渝项目部 河南洛阳 471023

加筋土挡土墙是在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋及墙面板三部分组成。在长宁页岩气田外输增压工程纳溪西压气站的施工过程中，由于地形选址原因，纳溪西压气站位于山脊，地表为旱地，厂区原始地貌高程范围为330.49 ～343.13m，压气站标高330.49～337.5m，采用加筋土挡土墙的施工方法进行边坡支护。

加筋土挡土墙施工简便、快速，并且节省劳力和缩短工期。采用加筋土挡土墙的施工技术，解决了天然气站场高填方区域边坡支护问题，将大量开挖的余土有效利用，并且填方区填土引起的地基变形对加筋土挡土墙的稳定性影响比对其他结构物小，地基的处理也较简便。它是一种很好的抗震结构物，节约占地，造型美观，造价比较低，缩短了施工工期，降低了安全风险，具有良好的经济效益。整个工程共做加筋土挡土墙22 层，每层50cm，累计高度为11m。

1 工艺原理

加筋土挡土墙是柔性结构物，能够适应地基的轻微变形，一般适合在高填方区域进行边坡支护。它利用高强耐久加筋布的特性，在一些高填方区域（一般填方区域超过8m）将大量开挖的余土进行有效利用。图1 为加筋土挡土墙结构图。

图1 加筋土挡土墙结构图

高强耐久加筋布以高强度工业用涤纶（聚酯纤维）为原料，材料自身强度高，一般经机织形成正交交织结构后，综合承载能力进一步提高。同时利用合成纤维工业化特点，具有低成本优势，且机织物结构稳定、工程参数达标高，满足各种岩土工程的不同反滤、隔离、加筋、防护等用途，是岩土工程中价值比较高的一类产品。

2 施工工艺

2.1 施工准备

（1）施工前，技术人员充分理解设计意图，熟悉设计图纸，严格按图施工；

（2）施工前编制施工方案，进行技术交底；

（3）进行材料、人员、设备落实。

2.2 清理场地

施工前，先将路基范围内的树根、草皮、腐植土全部清除，一般清除厚度为50cm。墙底范围内的地面按设计要求开挖平整，开挖范围宜超出墙底范围0.3～0.5m。开挖后全面检查，所有软弱土需压实或换填合适土料，并将整个场地全面压实至设计标准。

2.3 基底处理

（1）加筋挡土墙基槽（坑）底按设计要求开挖整平夯实，开挖宽度一般以1∶1 的边坡高度控制，开挖范围宜超出墙底范围0.3～0.5m；做好基坑及地面排水，确保施工范围内无积水，严禁积水浸泡基底。

（2）在砌筑加筋土挡土墙前，检查基底压实度、高程、宽度、平整度及地基承载力检测。若地基承载力达不到设计要求，采用回填土进行换填处理。

（3）开挖完成后通知监理、勘查单位验槽；验槽完成后，浇筑钢筋混凝土基础，浇筑基础厚度为1.0m；浇筑完成后，对基础进行养护。

2.4 铺设高强耐久加筋布

高强耐久加筋布材料采用HDPE 高强耐久加筋布，材料运至现场后，经监理单位、项目管理单位现场确认。

铺放第一层高强耐久加筋布，按第一层（即紧贴墙底层）高强耐久加筋布设计长度，加上墙面部分长度及与上层连接用的水平段长度切断高强耐久加筋布，沿墙高方向每0.5m 铺一道土工高强耐久加筋布加筋。土工高强耐久加筋布应铺设在1%～3%横坡平整压实的填土上，将强度的方向垂直墙面铺设于密实填土上，尾部用U 型钉固定在墙底上，反包段临时放在墙面外，相邻高强耐久加筋布搭接宽度为10mm。

高强耐久加筋布铺设在压实平整的填料上，不得重叠，不得卷曲或折曲；高强耐久加筋布不得与硬质棱角填料直接接触；高强耐久加筋布在铺设时，用钢筋将筋带拉紧，再用少量填料压住，使之固定并保持正确位置。上层高强耐久加筋布通过U 型钉与下层高强耐久加筋布等连接。图2 为高强耐久加筋布铺设及预留的3m 返包段施工图。

图2 高强耐久加筋布铺设及预留的3m 返包段施工图

2.5 铺置土工网眼袋

将装有土壤的土袋用打包机封口，按拉线控制土袋位置，整齐堆放；土工高强耐久加筋布、编织土工袋等土工合成材料进场后要妥善保管，严禁暴晒；施工中应随铺设随填筑，尽量减少拉筋在阳光下直接暴晒的时间。

2.6 填料的摊铺、压实

加筋土挡土墙填料类别、质量应符合设计要求，土工合成材料作为拉筋的墙后填料不应采用碎石土，严禁采用膨胀土、淤泥质土、盐渍土、冻胀土、有机质土。

填料应易于填筑与压实，与高强耐久加筋布之间能产生足够的摩擦力，对高强耐久加筋布材料无腐蚀性，且水稳性好，以保证筋带与填料之间能发挥较大的摩擦力，确保结构稳定；填料最大粒径不得大于150mm。

将放在墙面外的反包段高强耐久加筋布反包在已铺筑好的网眼袋及压实好的第一层填料上。

用机械设备将土料从高强耐久加筋布尾端开始瀑布式卸到高强耐久加筋布上；卸料时，机械设备应停止行进，待卸下的土料已压在高强耐久加筋布上后，才可缓慢行进卸土；摊铺可用人工也可用机械，经现场试验确定摊铺厚度控制在300mm 以内，分层压实至第一层顶面高程。在任何情况下，碾压等施工设备的轮子或履带与高强耐久加筋布之间至少应隔有150mm 的土料，以防止高强耐久加筋布受到机械损坏。

压实作业先从高强耐久加筋布中部开始，逐步碾压至高强耐久加筋布尾部。碾压前应进行压实试验，以确定最经济的碾压遍数。碾压机运行方向应平行于挡土墙的水平走向，下一遍碾压的轮迹应与上一遍碾压轮迹重叠轮迹宽度的1/ 3。

土工袋按1∶0.3、局部按1∶0.5 放坡堆码，填料根据高强耐久加筋布竖向间距进行分层摊铺和压实；卸料时自卸汽车与高强耐久加筋布距离不应小于1.5m，汽车不得在未覆盖填料的高强耐久加筋布上行驶；摊铺采用人工配合机械的方式进行，摊铺厚度均匀一致，表面平整，每层厚度不得大于30mm；推土机运行方向与高强耐久加筋布垂直，不得在未覆盖填料的高强耐久加筋布上行驶或停车；填料填筑时，随时检查含水量是否满足压实要求。

第一次压实时，控制填料含水率为最佳含水率±2%，压实系数不小于0.94；压实后地面平整，高差不大于10cm。压实合格后，将预留在墙面外返包段高强耐久加筋布返包在已铺筑好的网眼袋及压实好的填料上，然后用U 型钉将返包段与下层压实合格的填料进行固定。U 型钉长度为360mm，每间隔1m 钉入1 个U 型钉。图3 为高强耐久加筋布返包及U 型钉布置图。

图3 高强耐久加筋布返包及U型钉布置图

返包段折回后进行第二次填料的回填、碾压、夯实。为避免高强耐久加筋布在施工中受损，禁止履带机械直接压在高强耐久加筋布上，填土必须先倾倒并覆盖住高强耐久加筋布（厚度不小15cm），方可上机械。严格控制填方的压实度是保证加筋土工程成功的关键，在填筑时应严格按本设计规定执行。这样第一次加筋土挡土墙砌筑完成。

将放在墙面外的第一层反包段高强耐久加筋布反包在已铺筑好的网眼袋及压实好的第一层填料上。用连接棒将第二层高强耐久加筋布与第一层高强耐久加筋布的反包段连接起来，利用张拉钩在第二层高强耐久加筋布的自由端施加拉力，使连接棒处拉紧受力，直至墙面反包段高强耐久加筋布也受力绷紧为止。张拉钩用φ6 钢筋制作，长约1m。张拉高强耐久加筋布至少2 人同时进行，每人左右手各拉一根张拉钩。用U 型钉或竹钉在第二层高强耐久加筋布自由端将高强耐久加筋布固定，然后松开张拉钩。

对顶部的高强耐久加筋布层的反包段，采用将其埋于顶层填料中的措施予以固定，其长度较其下面各层的反包段长一些。按要求压实最上一层填土。图4 为施工中的各层加筋土挡土墙。

图4 施工中的各层加筋土挡土墙

2.7 泄水孔及减压板施工

加筋土挡土墙体内设置泄水孔，泄水孔成品字型布置，间距2m；泄水孔深入坡面不小于20cm，泄水管孔径为φ75 PVC 管，其向外排水坡不应小于4%；管身和进水口应用透水土工布包裹，并应与护墙身泄水孔连同，确保排水通畅。泄水孔反滤层采用砂卵碎石，碎石厚度不小于25cm。详见图5。加筋土挡土墙施工完成后，在其顶层浇筑钢筋混凝土减压板，厚度为360mm。

2.8 边坡挂网喷浆

加筋土挡土墙施工完成后，对边坡进行挂网喷浆，防止边坡由表及里遭受风化侵蚀和降雨冲刷受到损失。

2.8.1 砂浆锚杆施工

（1）锚杆施工前应根据设计要求和实际岩体情况，定出孔位，做出标记。

（2）锚杆由φ25 的钢筋制作，长度为3m，钻孔直径为50mm，M30 砂浆锚固。锚杆安装前应检查锚杆原材料型号、规格、品种，以及锚杆各部件质量和技术性能是否符合要求。

（3）挂网锚固钢筋采用风钻成孔，并注入M30 砂浆锚固。钢筋网的纵向钢筋、横向钢筋、锚杆等应作防腐处理，即在表面刷两道环氧富锌底漆。

（4）对于岩质边坡，应随边坡自上而下分阶段边开挖边安设锚杆。

（5）砂浆配合比：水泥比砂宜为1∶1～1∶2（重量比），水灰比宜为0.38～0.45；宜采用中细砂，粒径不应大于2.5mm，使用前应过筛。

（6）砂浆应拌合均匀，随拌随用。一次拌合的砂浆应在初凝前用完，并严防石块、杂物混入。

（7）注浆开始或中途停止超过30min 时，应用水或稀水泥浆润滑注浆罐及其管路；注浆时注浆管应插至距孔底50～100mm，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。

2.8.2 绑扎钢筋网

（1）挂网喷浆的钢筋采用Φ8 钢筋，间距横竖向均为20cm。采用8# 镀锌铁丝进行绑扎，与锤入土体的外露部分钢筋进行固定。

（2）钢筋网片应加设砼垫块，不得与基层土体直接接触。

（3）铺设钢筋网时要随坡面起伏而变化。搭接要牢固，并注意与插筋连接牢固。

2.8.3 喷射施工

（1）待钢筋网片绑扎完成后即可喷射水泥结合层（素水泥浆），喷射时应随用随喷且及时喷射面层细石砼，以保证面层细石砼与水泥结合层结合良好。

（2）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。

（3）喷射砼前还要做好排水孔保护，以保证喷砼后排水通畅。喷前受喷面要设立控制喷射厚度的标志，喷射时应分段，分片自上而下，按地形条件和风向从左至右，或从右至左依次进行，先凹后凸进行作业，并不得漏喷。

（4）喷射砼必须分两次进行喷射。第一层砼的厚度为40mm，喷头与受喷面应垂直，宜保持0.6～1.0m 的距离；第二层喷射砼应在第一层砼终凝后进行，喷射厚度为40mm。若终凝1h 后再进行喷射，应先用水清洗喷层表面。第二次喷射时必须保证厚度和表面的光感。喷射时做20～25cm 圆圈运行，一圈压一圈，应尽量避免回弹，不流不淌。

（5）砼喷射压力为0.3M～0.5MPa，喷射砼时应控制好坍落度。由于在边坡喷浆易往下流，要求其坍落度不宜大于160mm。

（6）喷射时根据插筋外露部分控制喷射厚度。

2.8.4 养护

（1）当最后一次喷射砼终凝2h 后，立即开始养护，每天至少喷水3 次，养护期不得少于7d。

（2）在终凝后第一次喷水养护时，压力不宜过大，以防止冲坏喷射砼防护层表面。在养护过程中如果发现剥落、外鼓、裂纹、局部潮湿，以及色泽不均等不良现象，应分析原因，采取措施进行修补，以防隐患。

3 关键工序质量要求及技术措施

（1）施工前要进行技术交底，交代清楚质量要求和施工操作规程，使施工工艺的质量控制标准化、规范化、制度化；

（2）基槽开挖的边坡、长度、宽度、平整度符合设计和规范要求；

（3）加筋土挡土墙施工前原材料经过复检，复检结果符合要求；

（4）加筋土挡土墙混凝土基础的标高、平整度、垂直度符合设计和规范要求；

（5）填料回填时最大粒径不得大于150mm；

（6）填料碾压等施工设备的轮子或履带与高强耐久加筋布之间至少应隔有150mm 的土料，以防止高强耐久加筋布受到机械损坏；

（7）加筋土挡土墙每一层分两层碾压，每层压实后厚度为25cm；

（8）土工网眼袋袋按1∶0.3，局部1∶0.5 放坡堆码；

（9）加筋土挡土墙每层压实系数不得小于0.94；

（10）U 型钉每间隔1m 钉入1 个，间距不能超过1m；

（11）泄水孔布置要符合设计要求，并且坡度向外，无堵塞现象；

（12）加筋土挡土墙顶层减压板厚度不小于360mm；

（13）挂网喷浆锚杆的布置符合设计要求；

（14）挂网应连续且固定良好，接头处相互搭接不小于300mm；

（15）边坡修整其平整度允许偏差为±100mm。

4 结语

加筋土挡土墙在长宁页岩气田外输增压工程纳溪西压气站施工过程中得到了成功应用，在工期、人力、费用、安全、环保等方面的投入明显降低。可解决高填方区域边坡支护、余土运输和堆土的问题，为今后压气站边坡治理施工提供了借鉴。