淺析臨近既有線樁間土釘墻施工過程控制

羅登魁

摘要：在目前的普通鐵路路塹邊坡防護工程施工中，為保證路塹邊坡的穩(wěn)定性，路塹邊坡大多采用錨固樁防護，樁間配合使用土釘墻加固，樁間土體的穩(wěn)定主要依靠土釘與既有巖體形成整體，提高巖體的整體抗滑能力，確保路塹邊坡巖體的整體穩(wěn)定。樁間土釘墻適用大部分的巖土體，抗拔力較高，質(zhì)量較可靠，在工程邊坡防護工程中普遍使用。樁間土釘墻施工從確定試驗參數(shù)、土釘鉆孔過程中的重點控制、鉆孔注漿及臨近既有線鐵路施工的重點控制等主要施工過程進行說明。

Abstract： In slope protection engineering construction of ordinary railway in the present， in order to ensure the stability of slope， slope protection pile anchor is used， soil nailing wall is used between piles， the stability of soil between piles mainly depends on the formation of soil nail and the existing rock mass， to improve the overall anti-sliding capacity of rock mass， to ensure the overall stability the cutting slope of rock mass. The soil nailing wall between piles is suitable for most rock and soil， with high uplift resistance and reliable quality. Construction of soil nailing wall between piles is described from determining test parameters， key control in soil nailing drilling， main construction process of drilling and key control of construction of the existing railway line.

關(guān)鍵詞：邊坡防護；穩(wěn)定性；試驗；土釘；既有線

Key words： slope protection；stability；testing；soil nailing；existing line

中圖分類號：U213.1+3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）04-0100-03

0 引言

樁間土釘墻依靠數(shù)量眾多的土釘群體作用，試驗研究表明，即使個別土釘有質(zhì)量缺陷或功能失效，同排及上排的土釘分擔(dān)了較大的荷載，對邊坡的整體穩(wěn)定影響較小。其基本原理是首先在不穩(wěn)定的巖體上鉆孔，鉆孔至滑動面以下堅固穩(wěn)定的巖層中，依靠土釘?shù)睦?，使不穩(wěn)定的巖體形成整體。土釘鉆孔由于孔徑較小，與傳統(tǒng)的鉆孔項目比較，穿透卵石及巖層的能力更強。開挖面形狀不規(guī)則，坡面傾斜等施工情況不影響土釘施工。前期先施工試驗段，確定合理的參數(shù)，確保整個工程的土釘施工不留安全及質(zhì)量隱患，不出安全事故，施工質(zhì)量達到設(shè)計各項指標(biāo)。

1 土釘墻施工的基本原理

土釘墻的基本原理是在原位坡面巖土中設(shè)置密集的土釘，在邊坡表面構(gòu)筑鋼筋網(wǎng)及澆筑混凝土面層，通過原位巖土、土釘、混凝土面層三者的共同作用力，使邊坡受力穩(wěn)定。采用土釘墻施工，過程中不單獨占用工期，挖土與支護同步進行，工期較短。根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗資料分析，土釘墻的工程建設(shè)費用比其它支護類型約低1/3～1/4。

2 土釘試驗?zāi)康募皡?shù)確定

2.1 土釘試驗?zāi)康?/p>

中鐵六局集團路橋建設(shè)有限公司承擔(dān)昆明樞紐擴能改造昆陽支線路基工程，路塹高邊坡采用樁間土釘墻防護，根據(jù)規(guī)范及設(shè)計要求，土釘墻施工前必須進行拉拔試驗，驗證土釘砂漿的握裹性和錨固段設(shè)計指標(biāo)，檢驗和優(yōu)化土釘砂漿配合比，檢驗土釘?shù)氖┕ぴO(shè)備及施工工藝能否滿足土釘砂漿密實度等指標(biāo)。通過現(xiàn)場試驗實測地層的綜合摩阻力，為現(xiàn)場土釘施工提供準(zhǔn)確的參數(shù)。通過實驗，為樁間土釘墻全面積施工提供具有針對性的措施，確保土釘施工工藝的科學(xué)合理，整個工程的土釘施工不留安全及質(zhì)量隱患，不出安全事故，施工質(zhì)量達到設(shè)計各項指標(biāo)。

2.2 土釘試驗基本參數(shù)的確定

通過現(xiàn)場試驗實測地層的綜合摩阻力，檢驗土釘?shù)氖┕ぴO(shè)備及施工工藝能否滿足土釘砂漿密實度，為現(xiàn)場土釘施工提供準(zhǔn)確的參數(shù)。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，昆陽支線K6+575- K6+675左側(cè)樁間土釘墻做為試驗段。此段為單孔單根土釘，土釘長6m和8m。本試驗段地質(zhì)為強風(fēng)化泥巖夾巖，泥灰?guī)r（弱膨脹土）。土釘試驗設(shè)計要求：土層內(nèi)抗拔力不小于35kN，巖層內(nèi)抗拔力不小于100kN。試驗時，應(yīng)保證土釘與試驗器材連接牢固，預(yù)防在拉拔過程中出現(xiàn)安全事故。應(yīng)按照路基及路基附屬規(guī)范要求勻速松壓或加壓，不得一步到位，加壓時現(xiàn)場施工人員，嚴(yán)禁站在試驗儀器下方，防止拉拔過程中出現(xiàn)安全事故。

3 土釘施工過程重點控制

3.1 坡面開挖的過程控制

按設(shè)計坡率、平臺標(biāo)高進行測量放樣，確認(rèn)胸坡坡率及平臺標(biāo)高達到設(shè)計要求。根據(jù)放線后彈線標(biāo)記，按照1：0.25坡率從上至下分層開挖墻前邊坡，分層開挖高度土層宜為0.5～2m，巖層宜為1～4m。在同一開挖分層內(nèi)，當(dāng)邊坡形成后，應(yīng)先清除坡面和邊坡底部的巖渣、浮土和松石，過低則用漿砌片石嵌補，過高則用風(fēng)鎬鑿除，如遇較大裂縫，可采用灌漿或勾縫加固處理。土釘墻坡面巖體開挖距設(shè)計邊坡線1m時，應(yīng)采用人工配合小型機具施工，防止破壞墻后巖體的整體性及樁身等其它支擋結(jié)構(gòu)，必須確保坡面胸坡率與土釘墻設(shè)計坡率一致，坡面規(guī)則平整，不得出現(xiàn)欠挖、超挖現(xiàn)象，確保工程質(zhì)量。

3.2 土釘鉆孔重點控制

要求鉆孔鉆頭準(zhǔn)確定位，鉆機軸心傾角與鉆孔傾角基本吻合，鉆孔采用氣動潛孔鉆機（YQ100E），用三角支架及倒鏈將潛孔鉆吊裝至平臺上就位，根據(jù)坡面布設(shè)的孔位，準(zhǔn)確安裝固定鉆機，并認(rèn)真進行機位調(diào)整，確保土釘鉆孔位置準(zhǔn)確，孔位縱橫誤差不得超過±100mm，土釘孔深不小于設(shè)計長度，也不宜大于設(shè)計長度500mm。鉆孔傾角符合設(shè)計要求，傾角允許誤差±1.0°，土釘長度的允許偏差-30～100mm。土釘鉆孔過程中，隨時檢查鉆機立軸傾角，發(fā)現(xiàn)鉆進傾角大于設(shè)計允許誤差時及時糾正。

土釘鉆孔過程中，鉆孔人員依據(jù)試驗確定參數(shù)，合理控制鉆進速度，避免鉆孔過程中出現(xiàn)坍方、變形或扭曲現(xiàn)象。在鉆進過程中，鉆孔人員應(yīng)及時觀察孔內(nèi)出渣、出灰和漏風(fēng)情況，做好錯落面、滑動面等軟弱面位置記錄，判斷鉆孔深度是否進入穩(wěn)定巖層中，鉆孔進入穩(wěn)定巖層深度不小于設(shè)計要求入巖深度。為防止孔底清渣不徹底，實際鉆孔深度應(yīng)大于設(shè)計深度35cm左右。當(dāng)遇到破碎、松散地層時，采用套管跟進鉆孔技術(shù)，使鉆孔完整不塌。

當(dāng)土釘鉆孔深度達到設(shè)計孔深后，不能立即停鉆，要求鉆孔人員穩(wěn)鉆1～2分鐘。土釘鉆孔必須采用干鉆，不得采用水鉆，孔徑、孔深應(yīng)滿足設(shè)計要求。在鉆進過程中，應(yīng)精神集中，精心操作，防止埋鉆、卡鉆等各種孔內(nèi)事故。一旦發(fā)生縮孔塌孔等不良鉆孔現(xiàn)象時，必須立即停鉆，快速進行固壁灌漿處理（灌漿壓力不小于0.2MPa）。在鉆孔過程中，遇鉆孔中有承壓水流出時，待水量、水壓變小后，方可安裝土釘與注漿，必要時在土釘周圍適當(dāng)部位設(shè)置排水孔，或采用二次鉆進、注漿封堵等方法處理鉆孔內(nèi)部積聚水體。在達到鉆孔設(shè)計深度后，用高壓風(fēng)槍清除孔內(nèi)和孔口處的粉塵、浮渣及其它雜物等，清孔完成后，應(yīng)將孔口暫時封堵，避免碎屑雜物進入孔內(nèi)。

3.3 土釘安裝過程控制

土釘安裝前需進行定位支架焊接，定位支架采用Φ6HPB335的鋼筋制作，自錨桿前端0.2m處每1.5m設(shè)置一處，如圖1、圖2。

支架焊接時需滿焊支架，且注意焊接過程中不得損傷土釘母材。每個孔位插入一根土釘，采用Φ25HRB400鋼筋。

3.4 灌注水泥砂漿重點控制

灌漿前應(yīng)對現(xiàn)場原材料進行詳細檢查，機制砂不得出現(xiàn)石子、塊石等其它雜物，防止注漿機器出現(xiàn)堵塞，同時檢查注漿泵、管路及接頭的牢固程度，防止注漿過程中漿液沖出傷人。注漿材料選用M30水泥砂漿（1：0.5～1：1）。注漿漿液應(yīng)攪拌均勻，每次攪拌時間滿足設(shè)計及規(guī)范要求，并在初凝前用完。注漿采用埋管式注漿，注漿過程中保證從鉆孔中順利排水、排氣，直到注漿結(jié)束為止。注漿管應(yīng)有足夠的內(nèi)徑，能使?jié){液輸送至鉆孔的底部。注漿管應(yīng)能承受不小于1.0MPa的注漿壓力。注漿前先進行漿液拌制，土釘注漿應(yīng)采用自孔底向上一次性有壓注漿，中途不得停漿，注漿壓力不得小于0.4MPa，孔內(nèi)漿液必須飽滿密實。注漿結(jié)束后的次日，應(yīng)檢查各土釘孔注漿是否灌滿，若孔內(nèi)漿液不飽滿，待水泥砂漿初凝前進行二次補漿，確保漿液均勻填滿鋼筋與孔壁漿的間隙。注漿結(jié)束后，應(yīng)將外露的注漿套管、注漿管、注漿槍清洗干凈，注漿過程中做好注漿記錄。

3.5 坡面掛網(wǎng)及噴射混凝土的過程控制

坡面嵌補平整完成后，應(yīng)掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片應(yīng)固定在邊坡上，且與土釘連接牢固。鋼筋網(wǎng)片掛設(shè)完成后，應(yīng)立即噴射5cm厚的混凝土，機械噴射作業(yè)前應(yīng)進行試噴，調(diào)節(jié)水灰比，使噴射表面光澤平整，回彈量小，骨料分布均勻，嚴(yán)禁在雨中進行噴射作業(yè)。按照自下而上的順序進行噴射。噴射區(qū)域應(yīng)分段進行，噴射與坡面的距離約為1.0m左右為宜。

4 土釘墻混凝土澆筑的過程控制

4.1 模板安裝過程中的重點控制

模板安裝之前，應(yīng)先清理現(xiàn)場，然后用墨線彈出模板的中心線，便于模板安裝和校正。模板底部應(yīng)預(yù)先找平，以保證模板位置正確，防止模板底部漏漿，找平方法是沿模板內(nèi)邊線用1：3水泥砂漿找平層。模板的接縫嚴(yán)密，不漏漿。清除模板內(nèi)的泥土、木片、垃圾等雜物，確保模板內(nèi)部干凈。

4.2 混凝土澆筑的過程控制

混凝土采用攪拌站集中攪拌，混凝土泵送車運送，現(xiàn)場采用混凝土輸送泵泵送澆筑，插入式振搗器振搗。在混凝土澆筑過程中，嚴(yán)格控制混凝土的和易性、坍落度和混凝土的運輸時間，嚴(yán)防混凝土產(chǎn)生離析現(xiàn)象。為保證土釘墻混凝土的整體性，應(yīng)連續(xù)澆筑，控制澆筑時不留或少留施工縫，如必須間歇時，間歇時間應(yīng)盡量縮短，在澆筑完畢后的12h以內(nèi)對混凝土灑水養(yǎng)護，混凝土澆水養(yǎng)護時間不少于7d，摻用外加劑的混凝土，養(yǎng)護不少于14d。在混凝土澆筑時，注意預(yù)留泄水孔。

5 臨近既有線安全防護措施

5.1 地下管線安全防護措施

在臨近既有線施工之前，與設(shè)備管理單位、使用單位聯(lián)系，探測、查明施工現(xiàn)場地下管線的分布情況，繪制詳細地下管線的走向圖，人工開挖探槽（坑）與儀器探測探明相結(jié)合，探明地下管線準(zhǔn)確位置，監(jiān)護（配合）單位人員未到場，施工現(xiàn)場無安全監(jiān)護人員配合，不準(zhǔn)施工。安排專業(yè)人員挖溝探測，確保地下管線的安全，與相關(guān)產(chǎn)權(quán)單位聯(lián)系遷改和保護工作，未經(jīng)產(chǎn)權(quán)單位認(rèn)可和核實，不得盲目施工。已探明的地下管線等隱蔽設(shè)備，管線路徑作出明顯標(biāo)記，開挖外露的電纜進行有效的防護和遷改，由于遷改緩慢、工期緊迫的等客觀原因，地下管線沒有確認(rèn)及遷改完成必須施工的地段，必須取得設(shè)備管理單位的同意，施工單位與設(shè)備管理單位簽訂《施工安全配合協(xié)議》，施工單位與設(shè)備單位，共同查明地下管線的準(zhǔn)確位置，采取可靠的安全措施方可施工。施工期間，施工區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備維修單位派專人在現(xiàn)場配合施工。施工范圍內(nèi)有管線等其它隱蔽設(shè)備時，做明顯的地面標(biāo)志，不得隨意改動隱蔽設(shè)備的地下位置。開挖電纜探溝距原地面40cm時，要小心輕挖，杜絕損壞既有電纜。地下管線暴露后，馬上檢查并進行產(chǎn)權(quán)確認(rèn)，采用角鋼等方式對管線進行有效的臨時保護，做好明顯的標(biāo)識或撒上白灰線。在位于地下管網(wǎng)兩側(cè)2m范圍內(nèi)，不準(zhǔn)動用挖掘機及鐵鎬等小型工具，若機械在管線附近作業(yè)時，施工過程中安排專職防護人員實施現(xiàn)場指揮，使管線不被破壞，施工完畢后在相關(guān)人員配合下按要求進行恢復(fù)。

5.2 防止邊坡坍塌措施

嚴(yán)禁在坡面頂部堆土及存放建筑材料，減輕坡體負擔(dān)。坡面開挖完成后，應(yīng)及時進行坡面防護，避免巖體長時間外露。防止地表水滲入坡面土體內(nèi)，做好排水、降水措施，避免沖刷坡面及坡腳，防止邊坡失穩(wěn)而造成坍方。當(dāng)邊坡出現(xiàn)裂縫、連續(xù)滾石時，表明坡面可能發(fā)生局部滑動，及時處理滑坡體，防止坡面突然垮落傷人。若遇有暴雨或連陰雨天氣，對開挖面進行彩條布遮蓋，做好四周的排水，施工現(xiàn)場管理人員不間斷的對施工現(xiàn)場加強巡回檢查，做好檢查記錄，有異常情況及時處理并向有關(guān)部門上報。

5.3 坡面開挖穩(wěn)定性監(jiān)測

對于樁間土釘墻坡面開挖工程，邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測非常關(guān)鍵。通過對邊坡變形的監(jiān)測，判斷邊坡滑動面深度、滑動范圍及變形發(fā)展趨勢，評估開挖坡面自身穩(wěn)定性及周圍建筑物的影響情況。在開挖的過程中，監(jiān)測坡面圍巖穩(wěn)定，掌握邊坡水平、垂直方向的變化，了解邊坡范圍和邊坡穩(wěn)定情況，及早發(fā)現(xiàn)安全隱患，依據(jù)實際情況進行工序和工藝的調(diào)整，采取更加安全的施工方案組織施工。在坡面平臺上設(shè)置坡面變形觀測點，通過數(shù)據(jù)處理分析，繪制時間～位移、距離～位移、位移速度～時間關(guān)系曲線，系統(tǒng)分析坡面在施工過程中的水平位移變化情況。根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，找出不同時刻邊坡圍巖的變形量及邊坡圍巖的發(fā)展趨勢，分析邊坡圍巖變形是否在變形范圍之內(nèi)，準(zhǔn)確判斷圍巖的穩(wěn)定性及防護結(jié)構(gòu)的可靠性，確保施工過程中邊坡穩(wěn)定。

5.4 臨近既有線施工機械的重點控制

臨近鐵路既有線施工，使用大型機械作業(yè)之前，對機械操作人員及機械現(xiàn)場的管理人員，全員進行鐵路行車安全教育培訓(xùn)，培訓(xùn)合格后，才能上崗作業(yè)。裝載機、推土機、挖掘機等自行設(shè)備在既有線附近作業(yè)時，應(yīng)該做到“一機一人”監(jiān)護。既有線兩側(cè)15m范圍內(nèi)行駛的施工車輛和機械設(shè)備，在鐵路限界外設(shè)置防護繩（帶），并設(shè)置現(xiàn)場防護員和駐站聯(lián)絡(luò)員?，F(xiàn)場防護人員、駐站聯(lián)絡(luò)員及設(shè)備管理單位監(jiān)督人員不到位，嚴(yán)禁啟動機械車輛。在既有線二側(cè)10m范圍內(nèi)施工時，嚴(yán)禁施工機械車輛掉頭，確需要調(diào)頭時，在現(xiàn)場指定位置設(shè)置調(diào)頭區(qū)，并派專人監(jiān)護。既有線有車輛經(jīng)過時，停止所有施工作業(yè)。在鐵路設(shè)施附近倒車、卸車時，在設(shè)施周圍設(shè)置護欄及安全警示標(biāo)志，派專人進行防護。停用的機械、車輛由監(jiān)護人員看管，禁止操作人員擅自啟動機械作業(yè)。

6 結(jié)束語

土釘墻施工以其施工簡單，經(jīng)濟可靠，邊坡穩(wěn)定及安全性較高的特點，目前在鐵路工程邊坡防護中大量使用。本文以昆明地區(qū)普通鐵路工程邊坡防護土釘墻為研究對象，進一步對邊坡土釘墻支護技術(shù)進行深層次的探討。土釘墻的施工不需要復(fù)雜的技術(shù)和大型的機械設(shè)備，施工時對環(huán)境的干擾很小，施工方法有較大的靈活性，特別適用于臨近既有線邊坡防護工程。在臨近既有線施工中，對施工單位安全生產(chǎn)管理水平及安全生產(chǎn)的控制能力提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本文對臨近既有線樁間土釘墻施工重點控制進行詳細論述，對施工過程中確保既有線行車安全及采取措施進行說明，旨在為工程實踐提供參考依據(jù)。

參考文獻：

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