喷射混凝土技术在水土保持边坡防护的应用措施研究

□张毅（河南省水土保持监督监测总站）

喷射混凝土技术在水土保持边坡防护的应用措施研究

□张毅（河南省水土保持监督监测总站）

近年来，公路、铁路、水利、电力、市政等基础设施建设迅速发展，与之而来也产生了很多生态安全问题。比如水土流失、生态环境破碎化等，因此就需要积极探讨水土保持边坡防护问题，加快生态修复，促进人与自然的和谐相处。文章就喷射混凝土技术在各类边坡防护中的应用做了阐述，并对其在边坡防护中的应用进行了研究。

喷射技术；边坡防护；植被混凝土；胶结材料

0 引言

最近几年，我国的边坡防护施工中，引入了喷射混凝土的方法，该方法有着非常明显的特点及优势，那就是高程度的机械化工作的特点以及高生产力的优势。对于喷射边坡绿化来说，其有很多种方式，同时其使用的范围也非常广，在绿化工程中起到了很大的作用。现在，在很多的施工现场，人们都会看到喷射混凝土的施工方法，比如在一些铁路的边坡施工当中、在一些水电工程边坡施工当中或者在一些采石场和矿山的边坡施工当中，可以说现在的喷射混凝土方法已经成为了边坡防护的重要技术手段。

1 喷射方式分类

对于液压喷播，各国的学者是这样对其定义的：将草、粘结剂以及肥料和保水剂等制作成有一定粘度的悬浊液，利用一系列专门性的设备喷播在需要绿化的表面之上。在国外的一些地区，比如欧洲或者日本，有很多公司专门生产这种液压形式的播种机。现在，我国也能够生产这种液压播种机，其技术主要是从日本引进过来的。对于这项先进的科学技术，其工作原理是在机器的搅拌桶内将料进行混合，并且加上一些水将干料预制成悬浊液，然后从机器的管道喷洒到需要绿化的地面或者边坡之上。

目前对于混凝土的搅拌以及喷射主要有两种方式，即干式喷射和湿式喷射。干式喷射是利用混凝土喷射混合干拌料,在水嘴注水,干拌料与水混合后喷射。干式喷射的优点在于其操作非常简单，并且运输的距离比较远，但是其劣势在于会产生大量的粉尘，并且反弹也很大。国内基本上都是使用国产的干式混凝土喷射设置。其显著特点是喷射混合料是干燥的,空气压力作用在混凝土喷射枪前和喷射嘴注水。湿式喷射，主要是运用液压喷射机进行喷射，把预拌好的混凝土，通过一定压力将其送入到喷射嘴，然后在喷射嘴处加入一定量的速凝剂,在压力的推动之下喷出。这种方法的优点在于其粉尘量比较少，同时喷出之后不容易反弹，但是其劣势在于，运用该方法其传输的距离比较短，一般的设备不能超过30m，并且容易堵塞管道。这极大地限制了该技术的应用。而且设备非常复杂，并且喷嘴的脉冲搅动现象也非常严重。在国内也有很多厂家能够生产这种设备。湿喷技术的特点在于喷射机料斗添加水混合成泥通过喷射管喷射到需要绿化的表面。它可以利用压缩空气运输，也可以螺旋挤压，或压缩空气螺杆挤压。

2 喷射技术在边坡防护的应用

2.1 坡面整修

很多岩石表面都是不光滑和不均匀的，因此对于岩石表面的一些碎石渣要进行及时的清理，并且拆除岩石表面的障碍物，确保坡面的光滑度。可以用石头填补石头空隙；用高压水清洗边坡表面；加固斜坡不稳定岩石，进行灌浆或处理，在有空洞的地方要设置泄水孔，预留的长度应根据现场有较大裂缝的渗水情况而定。

2.2 混凝土配合比需要注意的问题

水灰比：水灰比应控制在0.40～0.50。如果水灰比过大，虽然可以降低回弹率，但是其强度也会有所降低；但是如果水灰比过小的话，其强度会增大，反弹比也会升高。所以在对混凝土的配比过程当中一定要掌握好其水灰比的比例。水灰比过小，需要及时增加水量，当表面光滑，呈水亮光泽状，灰尘和反弹较少，则表明水灰比较适宜。

砂率：砂率应当控制在0.50～0.60。砂率大小不但能够在一定程度上影响喷射混凝土的性能，而且还会在很大程度上影响施工所使用机械的性能。如果在施工过程中，砂率过大的话，就会由于粗骨料的缺乏，导致喷浆的冲击碎石的冲击不强，使喷射混凝土的强度减小；砂骨料表面面积增加，以此来实现相应的坍落度和砂浆的流动性，同时导致水泥用料的增加和施工费用的增加。但是沙子的比例过小的话，就会让反弹有所增高，同时很容易堵塞喷射管道，施工过程中不容易把握，喷射混凝土层厚度变薄，喷射混凝土离散。运用中砂时，砂率过大；那么运用细砂的时候，砂率要小一些。

2.3 喷射施工的技术措施

2.3.1 施工的准备

对于施工前的准备工作，首先要做的就是在一些边坡当中，凿涂浮岩，并且要将其表面清洁干净，用绑扎钢筋网起来，同时要尽力的让钢筋网面整齐，以使表面平整，边坡混凝土看起来可以更美观一些。当天预拌的混凝土必须要在当天进行使用。其次，在对混凝土进行喷涂时，一定要经过严格的测试，其目的就是要让混凝土满足施工的要求，这样才能够进行施工。同时，在喷射混凝土之前，还应当将岩石的表面用水湿润，以此来增加岩石表面的附着力，保证工程的质量，降低施工的难度。

2.3.2 施工中应注意的技术问题

在施工中，首先要检查施工的机器，对喷雾最低要求是其雾化的效果必须要好，同时对于喷雾嘴的形状，可以让嘴头稍微长一些，因为钢筋混凝土的喷涂水和干料的接触面积大，较长的喷雾嘴，会对水泥的水化效果有一定的促进作用，以此来确保工程的质量。其次，在施工当中为了降低回弹率，喷射的厚度应当进行适当的选择，确保施工的反弹率在10%以内。最后，施工必须严把质量关，针对碎砂石的质量以及砂的质量，需要严格按照检验标准来控制。

2.3.3 锚杆钻孔及注浆

在混凝土喷射第一层的锚杆钻探位置定位；用气腿式凿岩钻钻孔，钻孔直径50mm；锚杆深度在3m和5m，钻孔成垂直于侧斜面。地脚螺栓用直径16mm钢筋，间距90～180cm，梅花式来进行排列。如果岩石太硬采取加水钻进方式钻孔时，必须随着钻孔速度进行钻进，不能用力来钻，以免造成边坡失去稳定性。使用压力泵注入1：1水泥砂浆于锚杆成孔。注浆时注浆管须插入孔内5～10cm，随砂浆的喷射慢慢拉出。要充分保证钻孔注满砂浆，不能存在里空外满的现象。注浆完成的判别方法是从孔口中流出一些砂浆。注浆完成以后，要立即插入锚杆，如果出现孔内砂浆不满的情况应当继续进行注浆，然后再插入锚杆，这样反复多次，直到注满。

2.3.4 后期养护

在最后一次进行喷射混凝土的时候，在2h后固化，应立即喷洒水并保持≥7d、每天需要喷水4次。第一次喷水养护的时候，压力不要过大，以免损坏喷射混凝土保护层的表面。特别是在冬天施工的时候，当混凝土喷射到边坡后，就应当用无纺布来覆盖，这样可以保证混凝土表面的湿度及温度，从而能够保证混凝土的喷射质量，切忌用水进行养护。喷射混凝土表面如果出现一些裂纹或者脱皮的现象，或者是出现颜色不均匀或局部受潮现象，就应当针对具体的问题，进行针对性筛选其原因，及时采取一系列的措施进行修复。

3 结语

在水土保持边坡防护工程设计和施工中，要逐步建立以满足生态功能、工程功能、安全功能等特性的边坡生态综合治理要求，形成以建设满足坡面植被自然恢复的护坡工程为设计共识，并尽可能采取各种措施来恢复周边原始边坡的生态环境状况，使人工边坡和周围自然环境相融合。要根据当地地质、气候、社会等条件选出适宜的绿化植物构成，把灌木、花草树木和其他植物相结合，对其进行合理的定位和配置优化，实现人工绿化和自然植被相适应，防治边坡水土流失，改善生态环境状况。虽然我们一直强调的是在对植物的边坡防护当中，优先选择植物防护的形式，但一旦存在缺乏营养肥料和水分的现象，就很容易在岩质边坡蒸发。对于白天和晚上温差比较大的情况之下，怎样在岩体的表层提供植物生长的有利条件，怎样选择以及搭配植物的品种和种类，如何加强景观设计的效果，如何防止边坡植被的退化等工作都需要我们进一步去探索和研究。

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（责任编辑：左英勇）

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2016-04-13