高边坡支护施工技术探析

摘要：本文作者阐述了注浆锚杆、挂网喷混凝土、素喷混凝土和锚筋桩加固边坡的施工要点、注意事项、质量检测及工程效果。

关键词：高边坡；支护；施工技术；探析

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

某水电站料场位于坝址下游右岸，距坝址3km，产地储量大于1亿m3。边坡高度大于400m，平均坡度45°左右，90%基岩。主要为厚层块状变质凝灰岩，间夹少量砂质、泥质板岩，一般不存在强风化带，风化带厚度20m～30m，岩体中层间断层和挤压带等发育。料场开采高程为737.0m～905.0m，最大开挖高度达168m，每12m高留一马道，马道宽2m。由于料场开采边坡属逆向边坡，岩石完整性较好，不存在整体稳定问题，开挖边坡坡度取1：0.3。根据要求，山体一侧为永久边坡，需进行预裂爆破。开挖边坡采用系统锚杆和挂网喷混凝土、素喷混凝土支护，并设表层排水孔。存在的局部不稳定岩体采用锚筋桩加固。

1 边坡支护处理技术

开挖边坡采用预裂爆破技术形成光滑永久边坡，开挖施工中需对岩石边坡及时支护处理，以确保施工期和运行期安全。支护在开挖完成一个马道高度后立即跟进。根据岩石边坡开挖后揭露的不利结构面组合和破碎情况，主要采用了注浆锚杆、挂网喷混凝土、素喷混凝土和锚筋桩等的支护方式。

1.1 锚杆、锚筋桩施工

1.1.1 布孔、造孔锚杆孔布设呈梅花形，孔、排间距为2m*2m，孔深分别为9m、6m、4.5m，采用YT28手风钻成孔，孔径为42mm。9m孔为锁口锚杆，在最上层布置，6m、4.5m为系统锚杆，梅花形间隔布置。锚筋桩在局部不稳定岩体处报监理工程师批准后布置，钻孔采用100-B风动潜孔凿岩机，孔径为90mm。系统加固锚杆孔轴方向一般垂直于开挖轮廓线；局部加固锚杆的孔轴方向一般与可能滑动方向相反并与可能滑动面的倾向成约45°的交角。

1.1.2 锚杆、锚筋桩安装锚杆杆体材料采用Ⅱ级钢筋，分别为直径28mm、25mm，长度为9m 、6m、4.5m，外露一般为10cm，便于挂网喷混凝土。锚筋桩采用3根直径32mm螺纹钢，长度12m，三根组合焊接而成，人工安装。

1.1.3 注浆水泥砂浆的强度等级除特别要求外采用M20，选用P32.5普通硅酸盐水泥，为了提高水泥砂浆的密实度，锚杆安装一般采用“先注浆后插杆”的施工工艺，注浆管必须先插到孔底，然后退出50mm-100mm，开始注浆，注浆管随砂浆的注入缓慢匀速拔出，锚杆安装后孔内必须填满砂浆。砂浆采用BW-250泥浆泵注入。

1.2 喷射混凝土施工

1.2.1 喷面清理与挂网喷射施工前清除开挖面的浮石、石渣和堆积物。采用高压风清扫岩面；处理好光滑岩面；埋设控制喷层厚度的标志；用校直后经除锈、除污处理直径6.5mm钢筋，沿开挖面按照200mm*200mm的尺寸编制近似正方形网格，网和岩面保持3-5cm间距，交接点用22号铁丝绑扎，并应与锚杆连接牢固。

1.2.2 集料拌和采用干喷法，砂子与水泥的混合料在施工现场采用强制式搅拌机搅拌均匀，其配合比以试验室提供的配料单为准，人工将搅拌好的混合料上至喷射机筛网内。干法喷射混凝土作业的水灰比，由喷射手根据经验在喷头部位控制，主要凭经验目测。当喷射混凝土表面平整，呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象，这时的水灰比是合适的，一般在0.4-0.45。

1.2.3 混凝土喷射采用干喷法，选用PZ-5D型混凝土喷射机施工，喷层厚度8cm。喷射混凝土采取分段分片分层由下至上进行，喷射时，喷头要与坡面垂直，距离不大于1.0m，呈“S”形运动；先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30cm，使喷出的混凝土层面平顺光滑。为了减少回弹量，不断调整气压与水压，确保喷射混凝土与岩面紧贴。根据喷射混凝土的厚度，分层进行喷射，每层控制厚度不大于5cm。后一层在前一层混凝土终凝后立即进行，若终凝1h后再行喷射，须把喷层表面的乳膜，浮尘等杂物用高压风水冲洗干净，再二次喷射，以确保混凝土质量。喷射作业应紧跟开挖工作面，混凝土终凝至下一循环放炮时间不少于3h。喷射完毕后，清除掉粘附在喷射表面上的喷射溅落物，混凝土终凝2h后开始喷雾化水养护，养护时间不小于7昼夜。气温低于＋5℃时，不喷水养护。喷射混凝土周围的空气湿度达到或超过85％时，准予自然养护。

1.3 施工坡面设置排水孔，孔径不小于42mm，孔深3m，间排距为3m*3m，梅花形布置，仰角10°。待坡面喷射混凝土完成后进行排水孔施工。造孔方式同锚杆造孔。

1.4支护搭设

排架搭设人员经过培训教育，考试、体检合格，持证上岗；搭设前必须在现场对排架搭设施工及管理人员进行技术、安全交底，并做好交底记录，排架搭设人员须熟悉排架的设计内容；对钢管、扣件、脚手板、爬梯、安全网等材料的质量、数量进行清点、检查、验收，确保材料合格、齐全；清除搭设场地的杂物，基础松软要进行处理，检查边坡的稳定情况并对边坡上的危石清撬；排架的搭设严格按照经过审批的设计、施工方案进行，严禁偷工减料，严格搭设工艺，不得将变形或校正过的材料作为立杆；排架搭设中，跳板、护栏、连墙件、安全网、交通梯等必须同时跟进；排架须配合施工进度搭设，一次搭设高度不得超过相邻连墙件（锚固点等）以上两步；排架钢管按设计要求进行搭接或对接，端部扣件盖板边缘至杆端距离不应小于100mm，搭接时应采用不少于2个旋转扣件固定，搭接长度不应小于500mm；排架的作业面的脚手板必须铺满并绑扎牢固，不得留有空隙和探头板，脚手板与墙面间的距离一般不大于20cm；作业面的外侧立面的防护设施可采用立网、护栏、跳板防护；栏杆和挡脚板应搭设在外立杆的内侧，栏杆上皮高度应为1.2m，挡脚板高度不应小于180mm，如需设置中栏杆，则中栏杆应居中设置。

1.5 支护拆除

清除排架上的材料、杂物及地面障碍物，并将受其影响的机电设备及其它管线等拆除或加以保护；拆除顺序应逐层从上而下进行，严禁上下同时作业；所有连墙件应随排架逐层拆除，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆排架；分段拆除高差不应大于两步，如高差大于两步应采取必要的加固措施；当排架拆至下部最后一根长钢管的高度时，根据现场需要先在适当位置搭临时支撑加固，后拆连墙件；当排架采取分段分立面拆除时，对不拆除的排架两端应先设置连墙件和横向支撑加固；各构配件必须及时分段集中运至地面，严禁抛扔；排架拆除后，必须做到工完场清；运至地面的构配件应按规定的要求及时检查整修与保养，并按品种、规格存放于干燥通风处，防止锈蚀。

2 高边坡支护质量控制措施

喷射混凝土的配合比设计通过室内和现场试验确定，并符合施工图纸要求。在保证喷层性能指标的前提下，尽量减少水的用量，速凝剂的掺量通过现场试验确定，喷射混凝土初、终凝时间满足现场喷射工艺要求，喷射混凝土厚度及强度符合设计要求，喷射混凝土与岩石间的粘结力以及喷层之间的粘结力，按监理工程师指示钻取直径100mm的芯样作抗拉试验，若检查发现喷射混凝土中有鼓皮、剥落、强度偏低或其它缺陷的部位，则及时予以清理和修补，以满足设计和规范要求。在造孔过程中，由于边坡岩体差异较大，节理、裂隙发育，在这些换层、岩性变异部位，常形成软弱夹层或破碎带，易造成塌孔、卡钻、埋钻等孔内事故。可采用以下预防及处理措施：①勤提慢进，保证孔内清洁；②停钻，起拔钻具，重新清孔、扫孔。喷射混凝土施工时对提高混凝土强度，减少回弹量，应注意以下几个方面：①严格控制配合比；②严格把握喷射关，控制受喷面宽度、距离、运行状态、水量、风量等因素；③加强养护，确保强度和开裂。

3 结束语

采用锚喷支护的施工方法，可有效加强岩体自身的强度和自稳能力，避免岩体继续风化、受水流的冲蚀和雨水的进入影响岩石的节理和裂隙的发育，并与锚杆相结合，提高岩石的整体抗滑能力；在松散、软弱、破碎等稳定性差的围岩中，锚喷支护应紧跟开挖工作面进行，及时封闭开挖面，有效的限制有害变形的发展，确保开挖施工的质量安全。注浆锚杆、挂网喷混凝土及锚筋桩在苗家坝电站料场的高边坡支护中的应用效果显著，保证了施工期及运行期安全，值得推广。

参考文献：

[1] 王恭先．高边坡设计与加固问题的讨论[J]．甘肃科学学报，2009，(8)．

[2] 胡新丽，唐辉明，陈建平．高速公路顺层路堑边坡优化设计方法[J]．地球科学——中国地质大学学报，2011，(1)．