水利工程施工中邊坡開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用研究

陳乃嘉，謝艾楠

（松遼水利委員會(huì)流域規(guī)劃與政策研究中心，吉林 長(zhǎng)春 130021）

水利工程建設(shè)過(guò)程中，對(duì)邊坡進(jìn)行開(kāi)挖施工時(shí)，為避免出現(xiàn)滑坡、坍塌等問(wèn)題，要采取合理可行的支護(hù)技術(shù)，提高邊坡結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。借此就水利工程施工中邊坡開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用展開(kāi)研究。

1 工程概況

某水利工程項(xiàng)目中有一處邊坡，位于工程后側(cè)，支護(hù)面積為550 m2左右。由于邊坡較陡，加之場(chǎng)地條件受限，無(wú)法使用大型施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行開(kāi)挖支護(hù)。依據(jù)工程特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，決定在邊坡開(kāi)挖施工中，采取漿砌石、錨桿、噴射混凝土掛網(wǎng)相聯(lián)合的支護(hù)形式。

2 邊坡開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)應(yīng)用

水利工程施工中，用漿砌石砌筑邊坡?lián)跬翂A(chǔ)，以錨桿和掛網(wǎng)噴射混凝土聯(lián)合的方法支護(hù)邊坡，以此來(lái)確保邊坡整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，為工程順利進(jìn)行提供了保障。

2.1 漿砌石施工

2.1.1 主要原材料

漿砌石砌筑施工中的主要原材料包括水泥、砂和片石等，其中水泥選用質(zhì)量合格的42.5 號(hào)普硅水泥；砂以中砂作為首選，要求級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬，含泥量不得超過(guò)規(guī)范規(guī)定；選擇的片石強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)達(dá)到30 MPa 以上。砌筑前，要對(duì)片石澆水潤(rùn)濕，去除泥土和灰塵，使片石表面保持潔凈，單個(gè)片石的厚度應(yīng)不小于15 cm[1]。

2.1.2 工藝流程

在漿砌石砌筑施工中，要了解相關(guān)的工藝流程，為施工的順利開(kāi)展提供支撐，具體的工藝流程：前期準(zhǔn)備→坡面修整→基礎(chǔ)開(kāi)挖→砂礫墊層→坡面漿砌→片石砌筑→勾縫抹面。

2.1.3 施工要點(diǎn)

1）砌筑前，要將石料表面沖洗干凈，并使表面得到充分潤(rùn)濕，制備好砌筑砂漿，要求砂漿飽滿，做到隨拌隨用，避免浪費(fèi)。采用分層砌筑的方法，平縫交錯(cuò)布置，接縫處用砂漿填塞密實(shí)，外露的縫隙均應(yīng)當(dāng)進(jìn)行勾縫。

2）現(xiàn)場(chǎng)掛線砌筑，經(jīng)常復(fù)核，以此來(lái)確保線形平順，砌體應(yīng)當(dāng)與邊坡的坡面緊密貼合，片石咬口應(yīng)當(dāng)緊密，無(wú)通縫、浮塞等缺陷。砌縫的寬度應(yīng)當(dāng)與設(shè)計(jì)要求相符，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)置沉降縫。

3）外露的漿砌石面用強(qiáng)度等級(jí)為M10 的砂漿勾縫，施工前，先用水潤(rùn)濕縫內(nèi)砂漿，避免投入使用后出現(xiàn)脫落的情況。

4）砂漿初凝后，采取灑水、覆蓋的方法對(duì)漿砌石養(yǎng)生，時(shí)間以7～14 d 為宜，養(yǎng)生過(guò)程中，要避免振動(dòng)或是受壓。

2.2 錨桿施工

2.2.1 材料選擇

錨桿支護(hù)中，材料的選擇至關(guān)重要，與邊坡支護(hù)效果密切相關(guān)。為此，必須對(duì)材料進(jìn)行合理選取。

1）錨桿作為主要材料之一，可以選用HRB400鋼筋，以焊接的方法連接。鋼筋的質(zhì)量與性能應(yīng)當(dāng)符合規(guī)范要求。

2）水泥選用42.5 號(hào)普硅水泥，各項(xiàng)指標(biāo)均應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；砂選擇中細(xì)砂，最大粒徑不超過(guò)2.5 mm，細(xì)度模數(shù)控制在2.0 以內(nèi)；砂漿的強(qiáng)度等級(jí)為M25[2]。

2.2.2 施工要點(diǎn)

1）沿邊坡坡腳搭設(shè)腳手架，在其上鋪設(shè)踏板，形成作業(yè)平臺(tái)。在鋼筋加工廠內(nèi)，依據(jù)圖紙要求對(duì)錨桿及注漿管進(jìn)行加工，成品經(jīng)質(zhì)檢合格后，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)備用。

2）按照設(shè)計(jì)圖紙，在邊坡圍巖上確定錨孔位置，并對(duì)孔位做好標(biāo)記。采用風(fēng)鉆鉆設(shè)錨桿孔，鉆進(jìn)方向應(yīng)當(dāng)與巖面保持垂直，孔位的最大偏差不得超過(guò)規(guī)范要求，傾斜角度控制在2°以內(nèi)[3]。鉆孔完畢后，要及時(shí)清孔，將孔底的石碴、巖石粉末等清除干凈，確保錨桿入孔后能夠達(dá)到孔底。

3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室給出的配合比，對(duì)水泥砂漿進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)配制，拌制好的砂漿，通過(guò)注漿泵注入錨桿孔。錨桿支護(hù)采用技術(shù)較為成熟的先注漿法施工，當(dāng)錨桿孔內(nèi)注滿水泥砂漿后，要立即將錨桿插入孔內(nèi)。施工過(guò)程中，需要重點(diǎn)注意的是，錨桿入孔后，在砂漿尚未達(dá)到足夠的強(qiáng)度前，不得對(duì)錨桿進(jìn)行敲擊、碰撞或是拉拔，以免導(dǎo)致錨桿移位，影響支護(hù)效果。錨桿插入孔內(nèi)的實(shí)際長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)超過(guò)設(shè)計(jì)要求的95%，錨孔注漿時(shí)，注漿管與孔底之間應(yīng)保持50 cm 左右的距離，待砂漿注入后，將注漿管從孔內(nèi)緩慢拔出，錨桿插入后，孔口無(wú)砂漿溢出，要及時(shí)補(bǔ)注。

4）為使錨桿的早期強(qiáng)度達(dá)到邊坡支護(hù)要求，可在拌制水泥砂漿時(shí)，摻入早強(qiáng)劑，具體的摻入量可通過(guò)試驗(yàn)確定，以確保錨桿在3 d齡期時(shí)，強(qiáng)度達(dá)到75%以上。注漿過(guò)程中，應(yīng)依據(jù)規(guī)范要求制作試件，每根錨桿至少有一組試件，每組不少于6塊。

2.2.3 質(zhì)量檢驗(yàn)

1）要做好錨桿材質(zhì)的檢驗(yàn)工作，每批材料都必須有質(zhì)量合格證，按照規(guī)范要求抽檢，確認(rèn)錨桿的性能達(dá)標(biāo)后，方可在施工中使用。

2）依據(jù)錨桿支護(hù)施工質(zhì)量規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，對(duì)錨桿的孔徑、孔深及傾斜角度進(jìn)行檢查，并做好相關(guān)記錄，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不合格的情況，要及時(shí)處理。

2.3 掛網(wǎng)噴射混凝土

2.3.1 施工材料

1）水泥選用42.5號(hào)普硅水泥，保證所選的產(chǎn)品性能和質(zhì)量均符合國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求。

2）骨料以中粗砂作為首選，確保質(zhì)地堅(jiān)硬，細(xì)度模數(shù)不低于2.5，含水率控制在6%左右，石子的含水率不超過(guò)3%。需要注意的是，噴射混凝土施工中，不可以重復(fù)使用回彈的骨料，以免對(duì)質(zhì)量造成影響。

3）拌和水的水質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范要求；鋼筋網(wǎng)選用光面鋼筋網(wǎng)；速凝劑、減水劑等外加劑，應(yīng)為質(zhì)量合格產(chǎn)品，并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后，方可使用。

2.3.2 配合比

實(shí)驗(yàn)室通過(guò)試驗(yàn)的方法對(duì)噴射混凝土的配合比進(jìn)行確定，應(yīng)在確?；炷林笜?biāo)滿足邊坡支護(hù)施工需要的基礎(chǔ)上，減少水泥用量，降低水化熱的產(chǎn)生，避免早期開(kāi)裂?；炷恋某跄徒K凝時(shí)間及強(qiáng)度等關(guān)鍵指標(biāo)，必須滿足噴射工藝要求和設(shè)計(jì)好的配合比，要及時(shí)報(bào)監(jiān)理工程師審核，獲得批準(zhǔn)后嚴(yán)格執(zhí)行，不得隨意更改[4]。制備混凝土?xí)r若是摻入速凝劑，則應(yīng)在拌制后立即噴射，并且要在20 min 內(nèi)全部用完，否則應(yīng)作廢棄處理。

2.3.3 工藝流程

掛網(wǎng)噴射混凝土是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作，為確保此項(xiàng)工作的有序開(kāi)展，作業(yè)人員應(yīng)了解相關(guān)的施工工藝流程：排架搭設(shè)→受?chē)娒媲謇怼鷩姾駱?biāo)志埋設(shè)→混凝土初噴→掛設(shè)鋼筋網(wǎng)→復(fù)噴射混凝土→養(yǎng)護(hù)。

2.3.4 施工要點(diǎn)

1）噴射混凝土前，先依托邊坡搭設(shè)作業(yè)平臺(tái)，要確保平臺(tái)牢靠、穩(wěn)固，檢驗(yàn)合格后方可投入使用。隨后將邊坡開(kāi)挖作業(yè)面上的浮石、松動(dòng)的塊石及堆積物等全部清除干凈，按照?qǐng)D紙的要求，在相應(yīng)的位置埋設(shè)控制混凝土噴射厚度的標(biāo)志。

2）采用干式噴射機(jī)對(duì)混凝土進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)噴射，作業(yè)正式開(kāi)始前，要對(duì)設(shè)備安裝調(diào)試，并檢查性能是否完好，確認(rèn)無(wú)任何問(wèn)題后，才可開(kāi)工。噴射混凝土?xí)r，應(yīng)確保上料的連續(xù)性，使料斗始終維持在滿料的狀態(tài)。為避免超粒徑料進(jìn)入，可在料斗上加裝篩網(wǎng)。

3）混凝土采用分段、分片的方式噴射，一個(gè)作業(yè)區(qū)段內(nèi)，按照從上向下的順序噴射，每層的噴射厚度控制在5.0 cm 以內(nèi)，前一層終凝后，噴射后一層。噴嘴與受?chē)娒嬷g保持80 cm 左右的距離，噴出的混凝土與受?chē)娒娴膴A角應(yīng)達(dá)到75°以上[5]。

4）依據(jù)圖紙要求確定掛網(wǎng)部位，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放樣后，掛設(shè)鋼筋網(wǎng)。施工人員可以利用腳手架掛鋪鋼筋網(wǎng)，并與錨桿頭通過(guò)點(diǎn)焊的方法連接固定，鋼筋網(wǎng)的中間部位采用螺栓加密，確保網(wǎng)面與噴射混凝土面緊貼，網(wǎng)間使用扎絲綁牢。掛好后，由監(jiān)理工程師驗(yàn)收，確認(rèn)合格后可噴射第二層混凝土，直至達(dá)到設(shè)計(jì)厚度為止。

5）當(dāng)混凝土噴射完畢，并在終凝2 h 后，便可按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)混凝土進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，使混凝土處于濕潤(rùn)狀態(tài)，避免早期開(kāi)裂，要控制好養(yǎng)護(hù)時(shí)間，不得少于7 d。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水利工程邊坡開(kāi)挖支護(hù)是一項(xiàng)非常重要的工作，支護(hù)效果的優(yōu)劣，除了與所選的技術(shù)密切相關(guān)外，還與施工質(zhì)量有關(guān)。所以，要結(jié)合工程特點(diǎn)，選取適宜的支護(hù)技術(shù)措施，作業(yè)人員應(yīng)掌握相關(guān)的施工要點(diǎn)，以此來(lái)確保支護(hù)質(zhì)量達(dá)標(biāo)，最大限度發(fā)揮支護(hù)作用，確保邊坡穩(wěn)定。