挂网喷锚支护技术在除险加固工程的应用

2016-11-30吴天平李维琴江西赣禹工程建设有限公司

河南水利与南水北调 2016年10期

□吴天平 □李维琴（江西赣禹工程建设有限公司）

挂网喷锚支护技术在除险加固工程的应用

□吴天平 □李维琴（江西赣禹工程建设有限公司）

挂网喷锚支护技术是提升边坡稳定性较为常见的支护措施之一，尤其是在边坡低岩性强度或高岩石风化度情况下尤为适用。其主要利用了岩体的粘性、弹性与塑性等物理属性的特点同时结合在岩体中开挖洞室后会引起岩体变形的时间效应进行支护与加固操作。笔者从江西省永新县洞口水库实际情况出发，通过挂网喷锚支护技术的应用对大坝前坝坡进行了支护与防护。

挂网喷锚支护技术；除险加固；应用

1 工程概况

洞口水库位于永新县才丰乡横石村，坝址坐落在洞口支流龙安上游，距离永新县城7 km，建成于1970年，是以灌溉为主，兼有防洪、养殖、发电等综合效益的中型水库。水库集水面积13.50 km2，总库容1152万m3，枢纽工程现状主要由大坝、溢洪道、坝下游涵管和坝后电站组成。洞口水库工程坝体渗漏严重、坝坡缺乏稳定性，溢洪道高度与稳定性皆不符合要求，洞口水库工程坝基坝体渗漏较为严重、坝坡缺乏基本的稳定性，溢洪道不符合要求，消能防冲不合规等。现状已不能保证水库的正常安全运行，影响水库效益的正常发挥。

2 挂网喷锚支护技术的应用

本工程隧洞进出口边坡和新挖隧洞有锚杆和喷混凝土支护。锚杆为注浆钢筋锚杆，喷C20混凝土。锚杆钻孔采用手风钻钻孔；边坡锚杆先注浆后插锚杆的方法；隧洞锚杆采用锚固剂的方法施工；喷混凝土采用湿喷工艺。边坡支护施工需要搭设脚手架进行。施工程序如下：

2.1 施工方法

2.1.1 搭设脚手架

在进行脚手架的搭设之前，要仔细观察并记录边坡的稳定情况，须保证安全的情况下再进行脚手架搭设。搭设过程中必须保证安设钢管支架立柱的岩石的坚硬与稳定，拒绝在浮渣上搭设。为便于施工操作并确保工程施工安全，立柱必须保持1.50 m的间隔，脚手架宽度保持在1.20～1.50 m之间，且在钢架与壁面间进行楔紧操作，保证钢架的稳固与牢靠。

图1 边坡挂网喷锚支护施工程序框图

2.1.2 基面整修

彻底清除掉基面上松散的浮石与岩渣，保证基面光滑且无障碍物。如遇空洞须用石块进行补砌操作，如遇边坡不稳定需进行补砌加固处理，如遇边坡基面裂缝，需采用灌浆与勾缝方法进行补砌与平整。

2.1.3 喷射混凝土作业

进行喷射作业时必须保证所用机械设备、管路及电线等无安全隐患，所以必须进行专项检查与试运行。此外需对破面进行清水冲刷，保证基面湿润与干净。在喷射混凝土前按间距2 m左右布设测针标志；所喷射的第一层混凝土保持在2～3 cm厚度，而且在混凝土凝固之前插入若干铅丝以加强钢筋网的固定程度。待第一层混凝土凝结后遂按厚度要求进行第二层混凝土喷射。

2.1.4 砂浆锚杆

采用气腿式凿岩机，根据设计图纸的孔位布置和锚杆深度钻孔，孔径50 mm。采湿钻进行钻孔作业，为保证基面岩石的稳定并防止出现钻头弯折、变形等突发事件，钻孔过程中，应按照钻机速度钻进，切忌强加压力进行钻进。在正常工作压力下，将比例为1∶1的混凝土浆液通过压力泵注入锚孔，如果锚孔中突遇空洞则须保持0.10 MPa的正常工作压力，切忌加压。在注浆前，将注浆管插入距离孔底5～10 cm的位置，随着混凝土砂浆的注入而匀速拔出。正常情况下孔口应有砂浆溢出，若无则需及时补浆。

2.1.5 挂网

挂网前采用标准规格的钢筋进行钢筋网的现场绑扎。钢筋网经纬方向上的钢筋均应顺着坡面弯折并用预埋的铅丝固定以使编织好的钢筋网紧贴坡面。网孔分布要均匀，规格不大于设计网孔尺寸，孔数有变化时，采用搭接方式调整，搭接长度不小于规范要求。每个网格交点均要求进行牢固绑扎，而在网格与锚杆交叉处必须通过焊接方式进行固定。

2.2 材料要求

按照设计施工图纸准备锚杆材料，钢筋的话需选用强度较高的螺纹（或变形）钢筋，水泥的话需选用标号在32.50级及以上的硅酸盐水泥。进场水泥应有生产厂的质量证明书。骨料：注浆锚杆采用最大粒径＜2.50 mm的中细砂；喷混凝土用粗砂或是中砂，至于细度模数必须＞2.50，选用粒径在15 mm及以下的卵石或是碎石作为喷砂过程中的粗骨料，按照规范要求，杜绝使用含有二氧化硅成分的材料作为骨料。须按照施工设计图纸要求处理注浆锚杆水泥砂浆的强度及喷射混凝土标号；外加剂除按照图纸要求选用并具有厂家质量认证、监理批准之外还必须保证其初凝时间与终凝时间（即初凝时间≤5 min，终凝时间≤10 min），按照施工设计图纸要求并采用现场试验方式确定喷射混凝土的配合比，保证喷射混凝土性能的基础上尽量加大速凝剂的使用量同时降低水和水泥用量。按照施工设计图纸要求设计初凝和终凝时间并报监理批准。

2.3 钻锚杆孔

按照图纸的要求确定锚杆孔的孔位与孔轴的方向，为提升工程质量必须保证孔位偏差在10 cm以内，如果施工设计图纸对孔轴方向未进行明确规定的，则宜保证孔轴方向与开挖面的垂直。对于那些进行局部加固的锚杆，其孔轴方向须相反于滑动面可能的方向，保证两个方向夹角在45°以上。锚杆钻孔的孔径必须不能小于锚杆直径，且在不同施工程序下有更为具体的规定：如采用的施工方法为先注浆后锚杆的话，钻孔孔径必须大于锚杆直径至少0.15 cm以上，如采用先锚杆后注浆方法的话，钻孔孔径必须超过锚杆直径至少0.25 cm以上。除钻孔孔径有要求外，锚杆钻孔孔深也必须符合施工要求，孔深误差值必须保证在0.50 cm以内。

2.4 锚杆注浆操作

按照施工设计规范要求水泥砂浆配合比应符合水泥与砂的重量比为1∶1～1∶2且水泥与水之比为1∶0.38～1∶0.45的规定。永久性支护锚杆必须先注浆，并在注浆满后即刻进行插杆操作，注浆后砂浆凝固之前，必须保证锚杆的稳固性，切忌敲击、碰撞、拉拔等。

2.5 锚杆质量检验

为确保工程施工质量，锚杆材料除了符合施工设计要求外，必须附上厂家的质量保证书，承包方（施工方）必须按照工程施工设计规定以及监理人员所规定的抽检数量和抽检方式进行锚杆材质与性能的抽检。

在确保锚杆性能及质量的基础上进行注浆密实度试验操作。试验前选取与施工锚杆在长度、孔径、倾斜度等方面完全相同的钢管（或塑料管、PVC管），选取与施工注浆相同配合比的砂浆，采用与实际施工过程完全相同的注浆工艺进行注浆试验，试验完成后进行持续7 d的养护，完成后剖管进行密实度检查。试验范围除须覆盖到所有类型与长度的锚杆外，还需报监理审核。对锚杆的孔径、孔深及倾斜度等按照规定的抽检范围进行检查并记录。

在锚杆养护28 d之后进行拉拔力试验时，在每三百根锚杆中抽三根进行，并保证与锚杆轴线方向一致进行拉力试验，当拉拔力实际值达到规定值，立即停止实验。