麗水南城全國(guó)低丘緩坡綜合利用開發(fā)展示館工程-展示面巖體防風(fēng)化處理研究與實(shí)踐

張方晗,王良木,張宏建,岑仰潤(rùn),侯少華

(1.杭州錢新生態(tài)技術(shù)有限公司,浙江 杭州 310012; 2.杭州市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,浙江 杭州 310012)

0 引 言

風(fēng)化巖體的防風(fēng)化處理受巖體類型、氣候環(huán)境、地質(zhì)構(gòu)造等多因素影響[1],李璐[2]研究了干旱地區(qū)巖體表面的防風(fēng)化處理,采用的處理方式為有機(jī)材料和無機(jī)材料結(jié)合的化學(xué)加固方式,有機(jī)類保護(hù)材料經(jīng)常使用的是丙婚酸類和有機(jī)硅類,無機(jī)保護(hù)材料主要是高模數(shù)的改性硅酸鉀材料。楊雋永[3]揭示了杭州市的朱熹曇山題刻和風(fēng)水洞摩崖題記的風(fēng)化機(jī)理,制定了由防滲措施、表層加固和表面清洗三部分組成的題刻防風(fēng)化保護(hù)措施。孫瑜[4]研究了大同焦山寺石窟的保護(hù)措施,認(rèn)為對(duì)于開裂巖體,采用灌漿修復(fù),對(duì)于風(fēng)化巖體,采用防風(fēng)化材料進(jìn)行加固。

由于在體做防風(fēng)化處理的工程可參考案例較少,設(shè)計(jì)與施工工藝技術(shù)參數(shù)需根據(jù)本工程地理環(huán)境及巖體地質(zhì)情況摸索試驗(yàn),為了檢驗(yàn)設(shè)計(jì)要求技術(shù)參數(shù)指標(biāo)是否與本工程相適用,以及試驗(yàn)不同產(chǎn)品材料滲透性系數(shù),為施工提供涂刷技術(shù)參數(shù),現(xiàn)場(chǎng)做了大量的產(chǎn)品試驗(yàn)及實(shí)體檢測(cè)。獲取施工材料技術(shù)參數(shù):材料顏色、材料固化性能、耐介質(zhì)性能、耐大氣老化性能、耐濕熱老化性能、抗?jié)B透性能、抗污染能力、涂刷次數(shù)等。選擇的材料應(yīng)具備良好的持久強(qiáng)度和足夠的安全可靠性。確保工程質(zhì)量、安全達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期目的。

本文以麗水南城全國(guó)低丘緩坡綜合利用開發(fā)展示館工程-展示面巖體防風(fēng)化處理為例,依據(jù)邊坡設(shè)計(jì)與施工方案,采用環(huán)氧樹脂和硅烷防護(hù)劑,對(duì)巖石表面進(jìn)行高度防風(fēng)化處理,為本項(xiàng)目展示面防護(hù)經(jīng)處理后完美展示山體巖層產(chǎn)狀、巖石節(jié)理等原生地質(zhì)構(gòu)造原貌。同時(shí)為類似項(xiàng)目提供借鑒。

1 工程概況

本工程位于麗水市南城開發(fā)區(qū)七百秧區(qū)塊,南四路與東十一路交叉口(圖1)。展示館項(xiàng)目包含麗水南城全國(guó)低丘緩坡綜合利用開發(fā)展示館工程、地質(zhì)公園工程、紅豆杉主題園工程(含接待中心)。規(guī)劃用地面積約 107 682.48 m2(約160.77畝),建筑總面積約 16 059 m2。其中展示館工程依靠保留山體建設(shè),局部山體需進(jìn)行削坡處理,由于展示功能需要,設(shè)置了室內(nèi)與室外山體展示區(qū)。其中室內(nèi)展示區(qū)需巖體裂隙(裂縫)處理與防風(fēng)化處理,室外展示區(qū)需進(jìn)行巖體裂隙(裂縫處理),室內(nèi)展示區(qū)面積約為 400 m2,室外展示區(qū)面積約為 1 000 m2。

圖1 防護(hù)前邊坡實(shí)景照片

展示區(qū)為本項(xiàng)目的突出亮點(diǎn)與重點(diǎn),設(shè)計(jì)與施工工藝直接關(guān)系到本工程的成敗。根據(jù)展示館概念設(shè)計(jì)要求,室內(nèi)外展示區(qū)邊坡要盡量保持巖體天然結(jié)構(gòu)面的原則,直接削坡經(jīng)處理后保持原態(tài)。

2 工程地質(zhì)條件

2.1 氣象水文

場(chǎng)地屬亞熱帶季風(fēng)氣候,溫暖濕潤(rùn),四季分明,雨量充沛,光照充足。多年平均氣溫18.1℃,月平均氣溫最高(7月)29.3℃,最低(1月)6.3℃,極端最高氣溫41.5℃,極端最低氣溫-7.7℃。區(qū)內(nèi)降雨充沛,多年平均降雨量 1 479.1 mm,降雨量季節(jié)分配不均,主要集中在4—6月的梅汛期及7—9月的臺(tái)汛期。據(jù)麗水市水文站1961—2006年資料,蓮都區(qū)1小時(shí)最大降雨量為 104.4 mm(1993年9月18日,上顯灘水文站),2小時(shí)最大降雨量為 115.8 mm(2001年8月23日,碧湖水文站),3小時(shí)最大降雨量為 136.4 mm(2001年8月23日,碧湖水文站),6小時(shí)最大降雨量為 204.7 mm(2004年8月12日,夏莊水文站),12小時(shí)最大降雨量為 269.1 mm(2004年8月12日,夏莊水文站),區(qū)內(nèi)最大24小時(shí)降水達(dá) 329.2 mm(2004年8月12日夏莊水文站)。

場(chǎng)地地下水主要為松散巖類孔隙潛水和紅層裂隙水。

2.2 地形地貌

場(chǎng)地地貌為低丘緩坡。山體自然地形坡度10°～20°,中上部位地形坡度較陡,山體最高峰位于建設(shè)場(chǎng)地中西部,海拔高程127.1m。山坡坡面植被發(fā)育一般—較發(fā)育,主要為雜草。建設(shè)場(chǎng)地因整平場(chǎng)地和山體削坡,形成邊坡(高度10～22 m),坡度50°～80°。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

場(chǎng)地所處的大地構(gòu)造單元為華南褶皺系(Ⅰ級(jí))中的浙東南褶皺帶(Ⅱ級(jí))的南西側(cè),麗水—寧波隆起(Ⅲ級(jí))中的龍泉—遂昌斷隆(Ⅳ級(jí))的北東側(cè)。區(qū)域內(nèi)斷裂主要有:麗水—余姚深斷裂;南延福建,北經(jīng)嵊縣過余姚,潛入杭州灣水域,總體走向約30°,省內(nèi)長(zhǎng)達(dá) 350 km,地表為一系列北東、北北東向大致平行的仰沖斷裂,組成寬達(dá) 30 m～40 km的斷裂帶,局部出現(xiàn)強(qiáng)烈的片理化。場(chǎng)地單斜構(gòu)造,巖層傾向南東,傾角7°～10°。

場(chǎng)地地層巖性主要為粉砂巖,局部夾砂巖或砂礫巖,層狀構(gòu)造,層理面間距0.10～1.0 m,巖層產(chǎn)狀125°～140°∠7°～10°。在斷裂構(gòu)造的兩側(cè),節(jié)理較發(fā)育。節(jié)理展布方向主要以北東向?yàn)橹?其次北西和北西西向,其他方向發(fā)育較少。節(jié)理走向受附近斷裂構(gòu)造影響明顯,斷裂構(gòu)造發(fā)育地段,節(jié)理亦發(fā)育。節(jié)理力學(xué)性質(zhì)一般為剪切節(jié)理,北西走向節(jié)理傾角55°～78°,2～3條/m,長(zhǎng)度一般8～15 m,結(jié)構(gòu)面平直、閉合,無充填物。北東走向節(jié)理傾角55°～67°,1～3條/m,長(zhǎng)度一般10～14 m,結(jié)構(gòu)面平直、閉合,無充填物。北西西走向節(jié)理傾角45°～60°,2～3條/m,長(zhǎng)度一般8～12 m,結(jié)構(gòu)面平直、閉合,無充填物。

2.4 區(qū)域地震穩(wěn)定性

蓮都區(qū)地震活動(dòng)總的特點(diǎn)是強(qiáng)度弱、震級(jí)小、烈度低。自新生代以來,本區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為以區(qū)域性深斷裂的繼承性重新活動(dòng)為特征,區(qū)域地殼基本以間歇性抬升為主,在總體抬升的前提下,差異性較為明顯,以差異斷塊升降運(yùn)動(dòng)為主,但活動(dòng)性較弱。據(jù)麗水市志記載:1690年以來的三百多年間,共發(fā)生地震6次,震級(jí)低,以淺源地震為主,具強(qiáng)度弱、頻率小等特點(diǎn)。蓮都區(qū)地震動(dòng)峰值加速度小于 0.05 g,對(duì)應(yīng)地震基本烈度小于Ⅵ度,區(qū)域地殼穩(wěn)定[5]。

2.5 場(chǎng)地地層

場(chǎng)地地層為白堊系下統(tǒng)朝川組(K1c)、第四系殘坡積層(Qel-dl)和上更新統(tǒng)坡洪積層(Qdl-pl3)。結(jié)合地勘報(bào)告及地災(zāi)報(bào)告,本邊坡地層分布描述如下:

第四系殘坡積層(Qel-dl)分布于坡面及山麓地帶,主要為碎石土,碎石含量40%～60%,呈棱角狀,大小4～10 cm,坡面層厚0.10～0.50 m,局部凹處厚約 1 m。該層物理力學(xué)性質(zhì)一般。

白堊系下統(tǒng)朝川組(K1c)巖性主要為粉砂巖,局部夾砂巖、砂礫巖,呈磚紅色,砂、礫結(jié)構(gòu)或凝灰質(zhì)砂粒結(jié)構(gòu),中厚層狀構(gòu)造。顆粒主要由砂粒和膠結(jié)物組成,膠結(jié)物成分為粉砂和泥質(zhì)。砂粒直徑0.5～1 mm為主,含量約50%～60%,其余為膠結(jié)物。層理面間距0.20～1.0 m,地層產(chǎn)狀125°～140°∠7°～10°。結(jié)合詳勘報(bào)告,該層分布有:

②-2層強(qiáng)風(fēng)化砂巖:紫紅色,具水平層理,厚層狀,強(qiáng)風(fēng)化,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖質(zhì)軟,巖石破碎,巖芯呈碎塊狀。巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ類。全場(chǎng)大部分布。層頂高程101.32～126.32m,層厚0.30～9.50 m。

②-3層中風(fēng)化砂巖:紫紅色、青灰色,具水平層理,厚層狀,節(jié)理裂隙較發(fā)育,巖質(zhì)較硬,為較硬巖,巖石較完整,巖芯呈短柱狀,失水后易崩解。RQD值50%～75%,巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅲ類。層頂高程98.82～124.62 m,最大控制層厚 5.00 m。

3 設(shè)計(jì)防風(fēng)化處理方案

3.1 室內(nèi)展示區(qū)

(1)基本情況及設(shè)計(jì)方案:

室內(nèi)展示區(qū)位于邊坡南側(cè)中部,長(zhǎng)度約37 m,展示區(qū)高差最高約12 m,景觀要求邊坡盡量陡峭,直接給室內(nèi)參觀人以視覺上沖擊。邊坡巖體與室外建筑間設(shè)置玻璃幕墻隔離,頂部設(shè)置玻璃蓋頂,主要展示山體巖層產(chǎn)狀、巖石節(jié)理等原生地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象。山體與建筑主體間設(shè)置5m寬隔離緩沖區(qū),設(shè)置碎落平臺(tái)及防護(hù)網(wǎng)。

針對(duì)室內(nèi)展示區(qū)的景觀要求,結(jié)合設(shè)計(jì)院提供總平圖分析,室內(nèi)展示區(qū)邊坡處理采用保持巖體天然結(jié)構(gòu)的原則,直接削坡及巖石表面防風(fēng)化處理,保持原巖形態(tài)的方案。

(2)邊坡室內(nèi)展示區(qū)方案施工順序:清坡→頂部裂隙灌漿加固→施工頂部錨桿和格構(gòu)梁→清坡(清除坡面危巖)→安排專人檢查清坡后巖面,確保消除滑落、崩塌等隱患→環(huán)氧樹脂加固注漿→展示面注漿孔修補(bǔ)及坡面人工修鑿痕跡清理→硅烷防水劑涂刷施工→成品保護(hù)。

(3)巖體加固及防風(fēng)化主要工況:

①削坡和清除表面危巖

結(jié)合建筑主體布置對(duì)邊坡進(jìn)行削坡,清除局部裸露的危巖,削坡后坡度保持為80°左右,并坡底與建筑觀賞幕墻間留設(shè)足夠的安全距離,設(shè)置碎落平臺(tái)及防護(hù)網(wǎng),如圖2所示。

圖2 室內(nèi)展示區(qū)坡面危巖體

②坡頂巖體裂隙灌漿結(jié)合錨桿加固

山體巖性為粉砂巖,受三條斷層影響,巖石中裂隙和節(jié)理較發(fā)育,巖體易風(fēng)化。在山體頂部平臺(tái)附近設(shè)置二排?90 mm@1.5 m豎向灌漿孔,通過注漿對(duì)巖體中裂隙進(jìn)行充填加固,提高巖體裂隙間的黏結(jié)力。注漿后孔內(nèi)設(shè)置豎向鋼筋進(jìn)行加固處理。

局部節(jié)理高度發(fā)育處設(shè)置隨機(jī)錨桿加固,錨桿端頭進(jìn)行特殊處理(隨機(jī)錨桿可采用?90孔徑錨桿,施工后采用膠泥等膠結(jié)材料對(duì)表層巖石進(jìn)行填充修復(fù)),恢復(fù)巖體原貌,不影響展示效果。

③巖體面層防風(fēng)化加固

由于室內(nèi)展示區(qū)巖體距離建筑主體結(jié)構(gòu)較近,巖體表面易風(fēng)化,落石等會(huì)對(duì)建筑物及游客產(chǎn)生較大的安全隱患。采取環(huán)氧樹脂裂隙注漿后表面涂刷硅烷防護(hù)劑,對(duì)巖石表面進(jìn)行高度防風(fēng)化處理。根據(jù)業(yè)主要求組織了相關(guān)單位在施工現(xiàn)場(chǎng)做試驗(yàn)后,采用杭州國(guó)電大壩安全有限公司生產(chǎn)的HK-G-4環(huán)保型環(huán)氧樹脂和濟(jì)南萬承生產(chǎn)的WSC-3010有機(jī)硅防水劑。

3.2 室外展示區(qū)

(1)基本情況及設(shè)計(jì)方案:

室外展示區(qū)位于邊坡西部,長(zhǎng)度約 51 m,高差最高約 17 m,巖體露天展示,主要展示山體巖層產(chǎn)狀、巖石節(jié)理等地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象。

室外展示區(qū)邊坡處理方案采用錨桿結(jié)合局部破碎帶和錨頭處加固及防風(fēng)化處理思路。

(2)邊坡室外展示區(qū)施工順序:

采用削坡處理(削坡整體控制坡率1∶0.5控制)→坡頂巖體裂隙灌漿加固→清坡(清除坡面危巖)→安排專人檢查清坡后巖面,確保消除滑落、崩塌等隱患→巖體局部破碎處淺部裂隙加固處理→環(huán)氧樹脂加固注漿→展示面注漿孔修補(bǔ)及坡面人工修鑿痕跡清理→成品保護(hù)。

4 施工技術(shù)參數(shù)試驗(yàn)方案

巖體風(fēng)化防護(hù)目前在浙江省乃至全國(guó)施工案例很少見,為了確保工程質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求,相關(guān)的材料及技術(shù)參數(shù),施工工藝需經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)認(rèn)證,所以在大面積展開加固和防風(fēng)化施工前,首先在使用的原材料上入手,必須先進(jìn)行材料試驗(yàn)確定技術(shù)參數(shù)指標(biāo)和配比。待試驗(yàn)效果和參數(shù)指標(biāo)確定后再應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)展示面大面積展開施工。

4.1 理化性能指標(biāo)

根據(jù)設(shè)計(jì)文件對(duì)防風(fēng)化材料物理性能指標(biāo)要求(表1),同時(shí)考慮確保山體巖面的安全性,我們盡量多進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研考察,以選取更安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的產(chǎn)品品牌作為本工程防風(fēng)化材料。

表1 設(shè)計(jì)要求各理化性能指標(biāo)參數(shù)表

根據(jù)設(shè)計(jì)文件提出的理化性能指標(biāo),經(jīng)市場(chǎng)調(diào)查及聽取專家相關(guān)意見,市場(chǎng)上部分國(guó)產(chǎn)品牌及進(jìn)口品牌均能滿足要求,但在滲透性、耐久性及色澤方面存在一定的差異。

(1)滲透性

無論國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口產(chǎn)品理化參數(shù)均能夠滿足要求,是由于參數(shù)指標(biāo)是在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中(干燥)獲取的。而本工程實(shí)際環(huán)境無法滿足實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境,現(xiàn)場(chǎng)巖石表面及內(nèi)部均存在水汽,國(guó)產(chǎn)材料遇水汽可能造成潮濕敏感反應(yīng),分子滲透性降低,導(dǎo)致后續(xù)經(jīng)風(fēng)吹日曬會(huì)引起表面起鼓或起皮。對(duì)于進(jìn)口材料,在適應(yīng)潮濕環(huán)境具有一定的優(yōu)越性,親水性方面能夠比國(guó)產(chǎn)材料表現(xiàn)更佳,即使有水汽分子也能夠滲入巖石內(nèi)部,形成固化及防水的效果。同時(shí),國(guó)產(chǎn)材料為了提高滲透性,在材料生產(chǎn)過程中增加一定的外加溶劑,降低有效成分,導(dǎo)致材料活性降低。

(2)耐久性

在耐久性方面,進(jìn)口材料以較好的穩(wěn)定性多應(yīng)用于地鐵防水、文物保護(hù)等領(lǐng)域,性能指標(biāo)上雖與國(guó)產(chǎn)品牌一致,但耐久性方面優(yōu)于國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品。據(jù)了解,一般過程品牌在耐久性方面3至5年就產(chǎn)生剝落及老化,而進(jìn)口材料在現(xiàn)有的應(yīng)用中已達(dá)15～16年。

(3)色澤

本工程展示墻目的是為了達(dá)到觀賞效果,表面應(yīng)避免色差存在,否則大大影響展示的效果。在材料選用上,國(guó)產(chǎn)材料與進(jìn)口材料有細(xì)微的差別,一般進(jìn)口材料純凈度較高,雜質(zhì)少,與水及空氣反應(yīng)均不會(huì)改變色澤。而對(duì)于國(guó)產(chǎn)材料,原液一般有些帶淡黃色,經(jīng)水與空氣反應(yīng)后會(huì)顏色加重,甚至變?yōu)樯詈稚?/p>

4.2 材料品牌選擇

鑒于目前本工程對(duì)材料的應(yīng)用國(guó)內(nèi)無借鑒,缺少經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)要求,為確保萬無一失,從而達(dá)不到防風(fēng)化和黏結(jié)牢固的效果,邀請(qǐng)材料廠家及該領(lǐng)域?qū)＜业浆F(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察指導(dǎo),經(jīng)各方協(xié)商討論選取滲透性、耐久性、色澤等性能較好的進(jìn)口材料。并對(duì)選擇符合要求的品牌進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

(1)環(huán)氧樹脂為:

①FERMADUR-EL(飛瑪度)

②環(huán)氧樹脂P-201AB

③CCC700(福思特)

(2)硅烷防水劑:

①SN-GF500(森耐)

②IE-6682(道康寧)

③WSC-306滲透結(jié)晶防水劑

4.3 理化性能指標(biāo)試驗(yàn)方案

(1)試驗(yàn)位置及面積:在現(xiàn)場(chǎng)選擇與展示區(qū)同等巖質(zhì)的坡面,選擇三個(gè)品種(A、B、C)的防風(fēng)化材料,按設(shè)計(jì)和材料產(chǎn)品的施工工藝要求,各做1 m2的試驗(yàn)區(qū)二組(每組涂刷次數(shù)分別為1次和2次,主要是為施工涂刷次數(shù)提供依據(jù)),在同等條件的自然環(huán)境下試驗(yàn),觀察各樣品試驗(yàn)區(qū)的不同變化,如實(shí)記錄各品牌材料的強(qiáng)度、防水、色澤等技術(shù)指標(biāo),及各種品牌材料涂刷的次數(shù)及用量經(jīng)濟(jì)指標(biāo)?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)如圖3所示。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

(2)試驗(yàn)要求:

①驗(yàn)證材料及配比與巖石的適用性能;

②驗(yàn)證設(shè)計(jì)要求是否合理及涂刷技術(shù)參數(shù)。主要技術(shù)參數(shù):材料顏色、材料固化性能、耐介質(zhì)性能、耐大氣老化性能、耐濕熱老化性能、抗?jié)B透性能、抗污染能力、涂刷次數(shù)等。材料應(yīng)具備良好的持久強(qiáng)度和足夠的安全可靠性;

③試驗(yàn)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。待試驗(yàn)效果和參數(shù)指標(biāo)經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等相關(guān)單位確定后再進(jìn)行防護(hù)面的施工。

(3)人工、材料含量試驗(yàn)參數(shù):

根據(jù)防風(fēng)化材料品牌確定會(huì)(開發(fā)區(qū)建設(shè)指揮部專題會(huì))會(huì)議精神,為測(cè)算防風(fēng)化材料的人工和材料含量及產(chǎn)品性能,在現(xiàn)場(chǎng)選擇具代表性坡面做測(cè)試試驗(yàn),各參建相關(guān)單位共同參加現(xiàn)場(chǎng)實(shí)體防風(fēng)化材料試驗(yàn)。

5 防護(hù)處理施工

5.1 巖體裂隙處理及表面防風(fēng)化加固施工工藝及技術(shù)措施

(1)巖體裂隙處理及表面防風(fēng)化加固施工方案

①削坡、清坡是本分項(xiàng)工程的第一道工序,也是難度很大的一道工序,為了展示山體巖層產(chǎn)狀、巖石節(jié)理等原生地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象自然面供參觀,清坡后的巖體表面要看不出有機(jī)械開挖的痕跡,所以該坡面無法采用機(jī)械一次性削坡到位,需大量人工慢慢精雕細(xì)鑿的處理。

②加固和防風(fēng)化材料在使用前,先進(jìn)行小塊樣品試驗(yàn),以確定使用材料各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。試驗(yàn)并經(jīng)業(yè)主確定后再進(jìn)行大面積展開施工。

③坡頂削坡至豎向注漿孔標(biāo)高,先施工注漿孔,通過注漿對(duì)巖體中裂隙進(jìn)行充填加固,提高巖體裂隙間的黏結(jié)力,并有效阻止巖體裂隙內(nèi)的雨水從坡中滲透到展示面。注漿后孔內(nèi)設(shè)置豎向鋼筋進(jìn)行加固處理。室內(nèi)展示區(qū)設(shè)計(jì)斷面圖如圖4所示。

圖4 室內(nèi)展示區(qū)設(shè)計(jì)斷面圖

④巖體裂縫注漿加固材料:采用HK-G-4環(huán)保型環(huán)氧灌漿料,AB組分體積配比4∶1,再進(jìn)行高壓注漿施工。

⑤展示面巖體表面涂刷硅烷防水劑:采用WSC-3010有機(jī)硅防水劑,施工前將原液用水以原液∶水=1∶10的比例稀釋成成品,再涂刷施工。

⑥環(huán)氧樹脂裂縫修補(bǔ)處理施工順序:

a.先采用電鉆成孔后植入注漿錨釘,并采用扳手?jǐn)Q緊錨釘,確保錨釘牢固和密封,防止?jié){液從錨釘部位滲出,注漿錨釘數(shù)量根據(jù)坡面裂隙情況布置,1 m2約25個(gè)左右,孔深根據(jù)坡面破碎程度確定,一般20～30 cm左右。電鉆打注漿錨釘孔施工如圖5所示。

圖5 電鉆打注漿錨釘孔施工

b.環(huán)氧樹脂AB劑混合劑配料,根據(jù)生產(chǎn)廠家的配比要求,過秤計(jì)量,環(huán)氧樹脂AB劑混合后需充分?jǐn)嚢杈鶆?攪拌均勻后及時(shí)進(jìn)行施工,并盡量在可使用時(shí)間內(nèi)使用完已混合的膠液,以避免一次配料過多無法在固化時(shí)間前使用完,所以施工中小量配制,邊配邊施工。并及時(shí)做好對(duì)鄰近已完成坡面的保護(hù)工作。

c.注漿采用wx-999型高壓灌漿堵漏機(jī),注漿施工過程中嚴(yán)格控制注漿壓力,注漿施工中需慢慢進(jìn)行,停停注注,確保漿液能滲透到巖體破碎裂隙深處去,如施工中有漿液從巖體表面滲透出來,需立即停止注漿,并及時(shí)采用面紗沾專用清洗液進(jìn)行擦拭或采用灰刀鏟除流出坡面的漿液,確保坡面原始外觀不受到污染。當(dāng)裂隙寬度大于 1.5 mm時(shí)可采用力頓或環(huán)氧膠泥先進(jìn)行臨時(shí)封縫后再注漿(注漿完成漿液凝固后再及時(shí)清除巖體表面臨時(shí)封縫材料),防止?jié){液滲流出坡面。環(huán)氧樹脂注漿施工如圖6所示。

圖6 環(huán)氧樹脂注漿施工

d.注漿施工中如停待時(shí)間超過 1.0 h,需采用專用清洗劑清洗注漿機(jī)及注漿管,避免注漿材料發(fā)生固化堵塞注漿機(jī)及注漿管。專用清洗劑使用過程中嚴(yán)禁煙火(專用清洗劑屬化學(xué)危險(xiǎn)品,遇火既燃)。

⑦硅烷防水劑施工:

在工序上,需待環(huán)氧樹脂注漿完成后再進(jìn)行硅烷防水劑的施工。由巖體上部自上而下均勻涂刷2遍(不沾水養(yǎng)護(hù)24 h以上)觀察涂刷后表面平整度情況,決定是否增加涂刷次數(shù)。根據(jù)坡面實(shí)際情況,裂隙多風(fēng)化嚴(yán)重的坡面應(yīng)反復(fù)涂刷多次,直至飽和,讓防水劑充分滲透到風(fēng)化巖石的裂隙中,確保風(fēng)化巖石充分吸收防水劑,并達(dá)到最大的滲透深度。如發(fā)生掛流或材料在巖石表面集聚現(xiàn)象,應(yīng)立即停止涂刷,并馬上用吸水性較強(qiáng)的海綿或毛巾及時(shí)將掛流或集聚的防水劑盡可能吸去。根據(jù)巖石表面的溶液揮發(fā)情況,一般在半小時(shí)至一小時(shí)后,再次使用同濃度溶液重復(fù)上述操作程序。硅烷防水劑噴涂施工如圖7所示。

圖7 硅烷防水劑噴涂施工

⑧成品保護(hù):

在環(huán)氧樹脂施工開始前,必須先采取相應(yīng)的防雨和防曬措施,擬采用雨布在施工工作面上搭設(shè)遮陽防雨棚,如遇雨天停止施工等措施。確保施工中環(huán)氧樹脂和硅烷防水劑凝固前的保護(hù)和施工后的成品保護(hù)。

5.2 巖體裂隙處理及表面防風(fēng)化加固施工技術(shù)措施

(1)削坡、清坡自上而下分層進(jìn)行,外層機(jī)械削坡為主,表面留 300 mm采用人工清理,主要采用小風(fēng)槍鑿除和人工鑿子手鑿,毛面清理出來后再進(jìn)一步采用毛刷或低風(fēng)壓清洗進(jìn)行精細(xì)清理。處理面在刷防護(hù)劑前坡面不得有巖粉及砂土等雜物,如有必要可采用清水沖洗坡體表面,必須保證防護(hù)面干凈。

(2)注漿施工中嚴(yán)格控制注漿壓力,確保展示面巖體整體性和穩(wěn)固性。錨桿制作、安裝嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施工。

(3)環(huán)氧樹脂灌漿液施工過程中,按廠家提供的配比配制,AB劑混合后需充分?jǐn)嚢杈鶆?以避免固化不完全。施工過程中因根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況適量配制漿液,避免浪費(fèi),攪拌均勻后及時(shí)進(jìn)行施工,并盡量在可使用時(shí)間內(nèi)使用完已混合的膠液,并根據(jù)施工環(huán)境和溫度,配料應(yīng)少量多次原則,防止因氣溫高和時(shí)間長(zhǎng)未使用完而產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),引發(fā)液體燃燒機(jī)械損壞等事故,使用時(shí)做好對(duì)鄰近巖面的保護(hù)。室外展示區(qū)設(shè)計(jì)斷面圖如圖8所示。

圖8 室外展示區(qū)設(shè)計(jì)斷面圖

(4)漿液滲透清理及錨嘴拆除和修補(bǔ)處理:灌漿施工過程中和完成后坡面會(huì)有液體滲透出,應(yīng)及時(shí)采取處理,采用毛巾或棉紗沾專用清洗液進(jìn)行擦拭或采用灰刀鏟除流出坡面的漿液,漿液凝固后及時(shí)拆除注漿錨嘴,并及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)處理,如展示面巖體表面有液體凝固后的痕跡需采用磨光機(jī)打磨處理,確保展示面達(dá)到最佳展示效果。展示面人工修鑿痕跡打磨清理如圖9所示。

圖9 展示面人工修鑿痕跡打磨清理

6 結(jié) 語

(1)通過工程措施對(duì)現(xiàn)狀自然邊坡巖體進(jìn)行大面積的人為防風(fēng)化設(shè)計(jì)、施工,有效保證展示面巖體在抵抗自然環(huán)境下保持裸露面山體巖層產(chǎn)狀、巖石節(jié)理等原生地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象,并在一定期限內(nèi)保持一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。

(2)大膽嘗試在建筑工程結(jié)構(gòu)中使用環(huán)氧樹脂及硅烷防水劑常規(guī)產(chǎn)品材料,并應(yīng)用到自然邊坡巖體上。在無類似項(xiàng)目可借鑒的條件下,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造面,通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)獲取技術(shù)參數(shù),并在現(xiàn)場(chǎng)展開了實(shí)體研究實(shí)踐。對(duì)于類似項(xiàng)目可提供參考。

(3)項(xiàng)目于2016年5月份竣工驗(yàn)收至今已經(jīng)六年多時(shí)間,巖體展示面經(jīng)受自然環(huán)境下的考驗(yàn),展示面保持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài),如圖10、圖11所示。

圖10 室外展示區(qū)現(xiàn)狀

圖11 室內(nèi)展示區(qū)現(xiàn)狀