挂网锚喷技术在高边坡防护中的应用

挂网锚喷技术在高边坡防护中的应用

袁凯丰

安徽省公路工程建设监理有限责任公司江苏分公司

【摘要】喷锚网支护是靠锚杆、钢筋网和混凝上层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，减小岩（土）体侧向变形，增强边坡的整体稳定性。主要适用于岩性较差、强度较低、易于风化的岩石边坡；或虽为坚硬岩层，但风化严重、节理发育、易受自然营力影响、导致大面积碎落，以及局部小型崩塌、落石的岩质边坡；或岩质边坡因爆破施工，造成大量超爆、破坏范围深入边坡内部，路堑边坡岩石破碎松散、极易发生落石、崩塌的边坡防护。沈海复线高速公路K120+120~K120+240右侧段由于施工中采用深孔爆破作业，使得左、右边坡破碎松散，犬牙交错，时有落石现象发生，该边坡岩性上部为浅红色颠中红层，受雨水侵蚀及日晒及易风化。严重影响后续工序的施工和将来的营运安全。为了使松散岩石边坡不出现风化、落石、崩塌现象，确保行车安全，经技术经济比较，决定采用喷锚网支护方案进行防护。

【关键词】喷锚网支护 设计 施工 检测

1 方案选用与用材

采用深孔爆破施工形成路堑，岩层多为块状的层间结合较好的中厚层石灰岩体和滇中红层结构。由于前期爆破,施工未采用将开挖区和保留区分开来的预裂爆破方式，使得岩层受一定的爆破影响，局部有层面张开裂缝，边坡破碎松散、犬牙交错，时有落石现象发生；我们根据路堑边坡现状，将需要加固防护的边坡拟定为挂网喷锚防护构造，设计方案如下：

①喷射混凝土厚度采用10 cm，喷射混凝土标号为C20细石混凝土。

②锚杆采用 16钢筋；锚固深度根据边坡岩层的破碎程度及破碎层的厚度而走，一般取3m（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～l：4的水泥砂浆固结；锚杆间距采用3．0m×3．0m，梅花型布置。

③钢筋网的孔眼尺寸采用20cm×20cm的方孔，钢筋采用φ6。

④水泥：应优先选用425＃普通硅酸盐水泥，性能符合现行水泥标准；砂：应采用坚硬耐久的中粗砂，细度模数宜大于2．5，含水率控制在5％～7％；骨料：应采用坚硬耐久的碎石，粒径不宜大于15 mm；当采用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石材；外加剂：应选用符合质量要求的液体速凝剂，掺速凝剂后的喷射混凝土性能必须满足设计要求；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按SO^-₄计算超过混合用水重量1％的水。

⑤配合比设计：水泥与砂石的重量比为1：3.5 ～1：4.0；砂率宜为50％～60％；水灰比宜为0．42～0．5；速凝剂掺量应通过试验确定。

2 施工方法及技术措施

喷锚网支护的施工程序是：搭设脚手架一整修边坡一制作安装排水孔一第一次喷射混凝土一锚杆钻孔、注浆一钢筋网制作：挂网（第二次喷射混凝土一养生一拆除脚手架。现把各工序的施工方法及技术措施简述如下：

① 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1．2～1．5 m；横杆高度1．8m，以满足施工操作；搭设管扣要牢固和稳定；脚手架与壁面之间必须贴紧，相邻架管之间应连接牢靠，以确保施工安全。

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；用石块补砌空洞；用高压水冲洗受喷面（对遇水易潮解、泥化的岩层，应用压风清扫岩面）；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 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。混合料应采用强制式搅拌机拌制，输料管应能承受0.8MPa以上的压力，并具有良好的耐磨性。

（2）喷射混凝土之前，将坡面清扫干净，湿润岩层表面，采用气腿式凿岩机钻孔，孔径30mm；钻孔要垂直边坡面。

（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。安装锚杆前，孔内积水和岩粉应吹洗干净。

（4）采用压力泵将1：1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。

④ 挂网

（1）先将盘圆钢筋（直径Φ6）调直、除锈，按边坡形状尺寸取料加工，按网孔20 cm×20cm的规格编织好钢筋网，分布要均匀，绑扎要牢固。

（2）清理第一次初喷岩面；

（3）制作钢筋网后，钢筋网与锚杆交接处必须进行焊接，以保证喷射混凝土时钢筋不晃动。

（4）钢筋网必须紧贴混凝土表面，以保证钢筋网保护层厚度。

（5）再次喷射混凝土，厚度达到设计厚度。

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，次数随当地气温而定； 但总天数不能少于7天。

（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＋5 C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。

3 质量管理与检测

① 质量管理措施

（1）严把原材料质量关钢筋、水泥、砂石、速凝剂等，并严格按配合比施工。

（2）严格操作规程和施工工艺：根据生产需要，制订出锚杆施工操作规程、喷射混凝土操作规程以及试验制度、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。

（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。

（4）根据工程需要合理选择施工设备、机具和施工方案。

② 现场质量检测

（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100 mm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。

（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50%；同时，检查孔处厚度的平均值，不应小于设计厚度值。”

（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。在锚杆被喷射混凝土覆盖前，主要采用在工作面用尺直接量测的方式进行检测，符合《公路工程质量检验评定标准》（JTJ F80／1一2004）的规范要求。

（4）外观检测

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、无仍在扩展中或危及使用安全的裂缝、钢筋网外露现象，锚杆尾端及钢筋网等不得外露。地表及坡面排水处理得当，混凝土不得开裂脱落，无漏水现象，表面混凝土应密实不得有突变，符合规范要求。

4 结论

喷锚网支护可提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，增强边坡的整体稳定性。能及时将边坡岩体封闭，减少雨水侵蚀、风化。