浅析挂网喷锚技术在高边坡治理中的应用

2018-01-11彭驰

湖南水利水电 2017年4期

彭驰

（郴州市水利水电勘察设计研究院郴州市 423000）

引言

随着我国“一带一路”战略布局和新型城镇化政策的推出，国家对高速公路、高速铁路的发展愈加重视，逐步连接起了全国的各个大、中、小城市，其中路桥工程在整个构建交通网中也起到了重要作用。在路桥施工中不但对路面、路基严格控制质量，还需要对边坡施工加以严格要求。目前采用的边坡处理方法有四种：分别是挡土墙方法、锚索方法、抗滑桩方法和挂网喷锚方法。本文结合工程实际情况，着重介绍挂网喷锚方法在高边坡治理中的应用。

1 案例介绍

在河北承德某水电站因升压站布置需要进行挖掘作业，恰逢赶上雨季雨水较多，发生了浅层滑坡事故，造成了宽约45 m，高约15 m的滑坡面。在进行了挡土墙方法、抗滑桩方法后再次发生滑坡，经过认真研究决定立即进行地质勘测工作，找出具体滑坡事故的原因，以方便采取针对性措施对高边坡进行有效治理。

2 高边坡滑坡失稳的原因分析

2.1 滑坡面的具体形态

一般按照形态破坏的程度和特征可以将滑坡体分为滑动变形、崩塌变形以及两种结合的复合形态三种形式，滑动变形主要位于边坡的中下部，崩塌变形主要处于边坡的上部。通过清理乱石后，宏观观察在滑坡面为滑动与崩塌结合的复合形态，此边坡主要以浅部变形为主，然后在拉张作用下形成了裂缝，导致了边坡上部的深度变形。从裸露处的地层判断为第四系粉质粘土，边坡破坏表现为沿岩土分界面向临空面逐渐崩塌，造成了滑坡土体结构松散。再往深处探测发现变形特征为地表裂缝与滑动面已经贯穿，下部滑动面纵向方向上呈现平缓波状面。在拉张裂缝产生后又赶上雨水渗入冲刷，导致了岩土整体物理力学性能进一步降低。

2.2 边坡滑动带的分析

在滑动带上岩土体受到雨水长时间冲刷和浸泡，岩土体物理力学性能下降后受到剪切力以及滑动面的水流渗流综合作用下，致使原来岩体结构受到破坏，逐步变得松散，渗透性越来越强。结合边坡稳定理论计算和具体的实际勘测结果，初步认定为滑动面为岩土分界面为主。

2.3 滑坡体下部岩石特征

经过勘测滑坡变形区下部主要以灰黑色浅变质中细粒石英砂岩为主，岩层与滑坡主滑动面成70°角，倾向山体。在岩石风化作用下原有裂隙持续扩大，在垂直方向向下勘测发现自上而下为强风化层和弱风化层两大层，它们之间分界线不是很清晰，呈现渐变逐渐过度的形态。

2.4 此滑坡发生的原因分析

此滑坡体为在挖掘升压站时诱发边坡失稳导致的事故，从其坡体性质和滑坡规模来分析为中型浅层牵引式滑坡。造成滑坡主要原因为本地区地质构造简单，没有断层横穿，主要以边坡自身物质组成为内在诱发因素，开挖坡体导致的岩土层下沉为直接原因，再加之雨季雨水持续冲刷进一步加剧了岩土体的松散移动。

3 此高边坡进行治理的流程

根据实际勘测情况以及和其他治理方法进行综合对比，确定使用挂网喷锚方法对此高边坡治理更为妥当，结合开挖减载、设置疏水、坡面支护和深层加固等多种措施综合利用，确保此方案能够满足安全和技术的要求。见图1。

图1 高边坡施工工艺流程

（1）选点放坡卸载。放坡卸载的目的是通过疏解失稳的岩土层来减少坡体中上部载荷，巩固边坡的稳定性。根据实际地形，将原有边坡由1∶0.45放缓至1∶0.65。在局部卸载时需要对底部坡脚处用石挡墙进行围挡，防止滚落远处。

（2）锚杆支护。为了确保边坡卸载和修整时的稳定性，在经过稳定性理论测算和实地进行考察比较后，对不能进行放坡卸载的部分进行锚杆支护，然后挂网喷混凝土，进一步加强边坡的稳定性。

（3）挂网喷混凝土。挂网喷混凝土前应将坡面松散、脱落的碎石块进行清理，以增加喷混凝土时的粘结力，经过试验对比决定采用C35混凝土进行喷涂造面。

（4）疏水设计。为了减少雨水对工程的影响，设置了两道截水沟，分别设在距坡顶外边界4 m处和距坡脚挡墙顶处。此种方法可以将水引致排水沟通至附近河道。

（5）绿植加固。对于边坡稳定的部分采用铺设草皮来防止水土流失，这样将会加强了边坡的稳定性、施工也较为方便。

4 挂网喷锚方法的应用

（1）喷锚挂网施工首先进行打孔锚杆，需要搭建脚手架，根据施工方案确定打孔部位再进行打孔操作，如果遇到岩石密度过大打孔困难时可以采用加水钻孔方法，清理孔壁后就可以将已经预制好的锚杆进行穿杆，再用混凝土对其进行固定。一般按照要求孔径应大于锚杆直径15 mm以上，锚孔深度偏差在50 mm以内，角度允许偏差在1°～3°。

（2）一次喷射工作开始之前应做好喷射混凝土厚度的标志，并将钻孔后的碎屑、脱落的岩石块清理干净，在喷涂前进行洒水保湿工作，应保持喷射速度缓慢，喷射面均匀坚固。

（3）提前按照设计要求制作好钢筋网，在安装挂网时应紧贴混凝土壁，并与锚杆进行焊接连接，防止在二次喷射过程中发生变形走位。

（4）挂网完毕后，进行二次喷射直至达到设置的标志物厚度。需要注意的是混凝土在喷射完成之后应进行科学养护，一般要求进行至少7 d的洒水养护，以防止护面开裂。

挂网喷锚护坡技术示意见图2。

图2 挂网喷锚护坡技术

5 在高边坡挂网喷锚过程中的一些注意事项

（1）施工前的放线测量是对整个工程的规划，必须保证放线测量的准确性，否则将会导致“差之毫厘、谬以千里”的后果，因此施工技术人员应认真测量，并由相关负责人进行验证确认，确保做好前期的规划工作。

（2）在喷射作业之前应先检查喷射机、搅拌机以及风水管路等运行状况，确保喷射过程中的连续稳定作业。为了确保喷射效果，应将配制好的灰水进行局部试喷，监理确认合格后方可大面积施工作业。

（3）除了对喷射面进行清扫冲洗以外，还应控制喷射的顺序。一般要求喷射作业按照自下而上的顺序进行分片喷射，一般喷射站立在上风口处，按照设计间隔要求设置膨胀缝。

（4）按照设计要求需要设置动态监测的部位应严格按照检测周期进行监测位移情况，一旦发现问题应及时汇报采取相应措施。

（5）因施工中自然环境差异很大，人员活动地区较少，自然环境恶劣，提前勘察施工作业现场周边环境。例如在山脚下施工时要提前做好土质、岩石、雨水、水流等的现场勘测，以免造成泥石流、山体滑坡等自然灾害。

（6）岩体高处所积存的水分对坡面损害很大，特别需要注意在坡脚或是积存水分较多的位置多设置一些排水孔，排水PVC管道可以与挂网一起被喷射在混凝土内。

6 质量管理与检测

（1）因高边坡挂网喷锚施工中涉及多道工序的衔接问题，上一道工序不合格致使下一道工序也会返工，甚至出现质量问题导致返工。因此引入“点检”制度，在施工前由技术人员对重要关键点进行标注划分，当施工到某一节点必须由专业负责人员验收合格后方可进行下一道工序。通过此制度把控每一细小节点的合规性，确保工程质量的完整性，避免因工程质量造成的重大事故。

（2）某些地区的水pH超标或是砂石料含杂质过多，不但会降低混凝土强度而且会导致混凝土干燥后产生裂纹。因此应严格控制砂石含杂质率在1%以下，也可以将砂石提前清洗后再晾干使用，同时水泥、砂石料、添加剂进行合理配比方可进行喷涂，否则将会导致混凝土与岩壁粘结性差。

（3）操作规程都是经过严格审批和实践检验过的，施工过程中应严格按照操作规程操作。杜绝擅自改变制作工艺、偷工减料、更换标号材料等严重违章现象。并加强质量检测，包括喷射达到标准后进行抗压强度检测、喷层厚度检测、锚杆质量检测，外观感检测等确保质量合格。

7 总结

总的来说，挂网喷锚技术在高边坡治理中的作用十分明显，必须从设计之初就要加以重视，结合当地岩体坡度、岩体地质条件等多方面综合考虑，严格按照有关设计规范做好各方面的设计、施工工作，特别是设计时应多加考虑实际的应用情况，与实践进行紧密联系，使施工后的边坡安全牢固，又可以发挥其最大防护作用，保证投入使用后的优质效果，为路桥的健康发展做出贡献。