论文部分内容阅读
摘要：挂网锚喷支护可提高边坡岩（土）体的结构强度和抗变形刚度，增加整体稳定性。本文根据新建扎兰屯至阿荣旗铁路工程路堑边坡采用挂网锚喷支护的工程实践，介绍了挂网喷锚的设计方案、材料选用要求、施工方法、技术措施，以及现场质量控制与检测，以供相关挂网锚喷工程参考借鉴。
关键词：挂网锚喷；设计；施工；质量控制与检测
1、概述
挂网锚喷支护是一种有效的岩石边坡坡面防护措施，它通过喷射混凝土在高压空气作用下高速喷向受喷面，在喷层与岩土层间产生嵌固层效应，改善边坡受力条件，有效控制侧向位移；利用锚杆深固岩土体内部，形成主动支护；通过钢筋网调整喷层与锚杆间应力分布，增加支护体系的柔性和整体性，最终达到增强边坡的整体稳定性和耐久性。主要适用于岩性较差，强度较低，易于风化的岩石边坡，或节理发育易受自然应力影响而产生危害的岩石边坡坡面防护。如新建扎兰屯至阿荣旗铁路工程DK46+280～DK46+580路堑石质边坡。
2、设计方案及材料要求
新建扎兰屯至阿荣旗铁路工程DK46+280～DK46+580路堑为石质路堑，采用纵向台阶法开挖，光面爆破，分级开挖、分级支挡、分级防护。该路堑垂直开挖24.908m，设计地质为绢云母石英片岩，青绿色，变晶结构，片理构造，表层为强风化层，Ⅳ级软石，由于该层岩石破碎，节理发育，边坡坡度设置为1：1，采用挂网喷射混凝土方式防护；其下为弱風化层，Ⅳ级软石，边坡坡度设置为1：0.5，不再进行防护。
2.1 构造设计方案
（1）铁丝网采用φ6mm圆钢筋作框条，由φ2mm镀锌铁丝编制而成，各钢筋网之间用φ1mm普通铁丝绑扎连接。
（2）铁丝网用锚杆锚固。锚杆采用φ20mm螺纹钢筋，锚杆长度200cm。
（3）喷射混凝土强度为C20混凝土，厚度为10cm，在喷射前拌合混凝土时添加速凝剂，掺入量为水泥重量的2%～3%。
（4）沿框条延伸方向每隔10m设伸缩缝一道，缝宽2cm，内填塞沥青麻筋。在坡面上每隔2～3m交错设置泄水孔，尺寸10cm×15cm。
2.2材料选择要求
（1）水泥：优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。当有抗冻或抗渗要求时，水泥强度不得低于42.5级，并在使用前做强度复查试验；
（2）砂：采用硬质洁净的中粗砂，细度模数应大于2.5，含水率宜为5%～7%，砂中小于0.075mm的颗粒不应大于20%；
（3）骨料：采用坚硬耐久的碎石、卵石，当使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石料，粒径不应大于15mm，骨料级配应选用连续级配；
（4）外加剂：用于喷射混凝土的速凝剂，水泥相容性和速溶效果检验需合格，喷射混凝土的初凝时间不应小于5min，终凝时间不应大于10min。
（5）水：水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质，不得使用污水。
2.3混合料的配合比设计
为满足设计强度和喷射工艺要求，配合比并通过试验确定，也可参照下列数据选择：
（1）水泥与砂石之重量比为1：2：2～1：2：3；
（2）砂率宜为45%～60%；
（3） 水灰比宜为0.4～0.45；
（4）速凝剂掺量应通过水泥净浆的凝结试验确定。
3施工方法及技术措施
挂网锚喷的施工顺序：搭设脚手架—边坡处理—喷底层混凝土—钻孔、锚固锚杆—制安铁丝网—喷面层混凝土—养生—拆除脚手架。现把几道主要工序的施工方法及技术措施简述如下：
3.1搭设脚手架
（1）在脚手架搭设前需仔细观察边坡岩面稳定情况，如发现存在浮石需及时清理，确保作业安全后再行支架搭设；
（2）钢管支架立柱应置于稳定的岩石上，立柱间距1.5m；架子宽度1.2～1.5m；横杆高度1.8m，以满足施工操作；
（3）施工上下通道横杆加密且外侧设置密目网；搭设管扣要牢固和稳定；钢架与坡面之间必须楔紧，设置斜杆，相邻支架之间连接牢靠并及时锁定，保证支架整体强度及刚度，达到整体稳定性。
3.2坡面整修
清除坡面较大松动土石、浮土，坡面如有较大裂缝或凹坑时应先嵌补牢实，使坡面尽量平顺整齐；岩体表面应冲洗干净。
3.3钻孔锚固锚杆
（1）钻孔前按设计要求定出孔位、做出标记，利用气腿式凿岩机钻孔，孔径5cm，孔深比锚固深度深20cm且垂直于边坡坡面；
（2）锚杆安装采用“先注浆后插杆”的程序进行，砂浆配合比宜使砂浆稠度适宜，灌浆前清理干净钻孔内岩粉，注浆管插至距孔底5～10cm处，随注随拔，灌浆压力不大于0.4Mpa；
（3）灌浆后及时插入锚杆，将砂浆挤压密实，灌浆需饱满，浆液不满时需及时补灌，锚杆外露3～5cm，以便挂网。砂浆凝固前避免敲击、碰撞、拉拔锚杆；
（4）在坡面上每隔2～3m交错设置泄水管。
3.4喷射混凝土
（1）喷射混凝土前对空压机等机械设备及水、风、电等管路进行全面检查，确保正常运转；
（2）喷射混凝土分两次进行，首先进行底层混凝土的喷射，底层混凝土的目的是为了对凸凹不平的岩面进行找平，方便挂网，底层混凝土喷射厚度控制在3～4cm；
（3）喷层周边与未防护坡面的衔接处应做好封闭处理，防止水从缝隙侵入；
（4）喷射混凝土应自上而下进行，喷枪头与坡面保持垂直，距离控制在0.6～1.0m左右，减少回弹量，一般情况下，回弹的骨料不宜重复使用，喷射混凝土的拌合料应在规定的时间内喷射完毕。
（5）喷射前埋设厚度标志，待底层混凝土强度达到设计强度的70%以后，方可挂网，然后喷射面层混凝土，自上而下喷射2～3次，喷层应均匀，直到铁丝网、锚杆头完全被覆盖； 3.5制安铁丝网
（1）先将φ6mm盘圆钢筋调直，将其作为框条，利用φ2mm镀锌铁丝编织成规格20cm×20cm的网孔，最终形成2m×2m的网片；
（2）将预制完成的铁丝网片与坡面上锚杆焊接，同时网片与网片之间用φ1mm普通铁丝绑扎连接，形成整体；
（3）网片制作、安装应与坡面适应，其保护层厚度应大于3cm，网片与锚杆应连接牢固，锚杆与坡体应锚接牢固，形成完整的支护体系。
3.6养护
（1）喷射混凝土完成后2h即应开始养护，养护用水应与拌合用水相同，养护时间一般为7～10d；
（2）养护视当日气温情况确定洒水次数，以混凝土表面保持湿润为宜，当气温低于+5℃时，应采取保温措施，并停止对混凝土洒水养护；
（3）在养护过程中，如发现喷射混凝土剥落、裂纹、局部潮湿、色泽不均等情况，应分析原因，及时处理。
4质量控制与检测
为保证挂网喷锚作业质量，需在喷射作业前和作业过程中做好以下几方面工作：一、全面检查路堑横断面，确认其平面位置等符合设计要求；二、对原材料加强控制，其进场检验满足规定要求；三、对施工作业人员，尤其是喷射机等操作手必须经培训考试合格后方上岗；四、建立锚喷支护质量检查制度，采用自检和专检结合的方法，将质量检查贯穿于锚喷支护工作的始终，主要包括对喷射混凝土厚度、锚杆排间距、混凝土强度及外观质量的控制及相关检测，确保满足设计要求。
4.1喷射厚度检测
利用凿孔实测或预埋厚度标志的方式进行喷射厚度检测，“喷射混凝土厚度在每个断面上全部检查，60%以上不应小于设计厚度，最小值不应小于设计厚度的一半；同时，检查孔处厚度的平均值，不应小于设计厚度值。”本工程共检测35点，均符合规范要求。
4.2锚杆排间距检测
利用在工作面尺量的方式检查锚杆间距，锚固前通过观察、尺量对锚杆数量的10%进行锚杆设置深度检查。本工程共检查20点，其中19点合格，符合《喷锚支护工程质量检测规程》（MT015-96）的规定要求。
4.3喷射混凝土外观质量检测
外观质量通過人工观测的方法，有目测法和实测法两种。通过观测，该工程喷层表面均匀、平顺，喷层与基面结合牢固，没有漏喷、脱层、铁丝网出露、锚杆露头现象，泄水孔孔径、排水方向符合设计要求，并排水通畅。
4.4喷射强度检测
28天龄期的抗压强度采用喷大板切割法制备试件，喷满混凝土的模具在标准养护条件下养护3d以上，待其抗压强度大于10Mpa时，取其中部混凝土加工成边长100mm的立方体试块，试块加工时标明喷射方向。继续标养至28d龄期后进行抗压强度试验。本工程共计制作试件30组，经试验，结果满足规范要求。
5结语
高陡边坡防护应切实根据实际地质情况，有针对性的进行锚喷支护设计，优化设计方案；施工中做好工序衔接，做到分级开挖，分级支护，减少岩石边坡的暴露时间。同时，施工过程中严格执行施工工艺和技术措施，制定并落实行之有效的现场质量管理及控制措施，加强对喷射混凝土强度、喷层厚度等检测更是保证挂网喷锚支护工程质量的关键，实现挂网喷锚通过锚杆、铁丝网、混凝土共同作用，提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，增强边坡的整体稳定性的目的。
参考文献：
【1】MT/5015-1996喷锚支护工程质量检测规程[S]
【2】GBJ86-1985锚杆喷射混凝土支护技术规范[S]
【3】龚晓南：地基处理手册[M]北京：中国建筑工业出版社2000
关键词：挂网锚喷；设计；施工；质量控制与检测
1、概述
挂网锚喷支护是一种有效的岩石边坡坡面防护措施，它通过喷射混凝土在高压空气作用下高速喷向受喷面，在喷层与岩土层间产生嵌固层效应，改善边坡受力条件，有效控制侧向位移；利用锚杆深固岩土体内部，形成主动支护；通过钢筋网调整喷层与锚杆间应力分布，增加支护体系的柔性和整体性，最终达到增强边坡的整体稳定性和耐久性。主要适用于岩性较差，强度较低，易于风化的岩石边坡，或节理发育易受自然应力影响而产生危害的岩石边坡坡面防护。如新建扎兰屯至阿荣旗铁路工程DK46+280～DK46+580路堑石质边坡。
2、设计方案及材料要求
新建扎兰屯至阿荣旗铁路工程DK46+280～DK46+580路堑为石质路堑，采用纵向台阶法开挖，光面爆破，分级开挖、分级支挡、分级防护。该路堑垂直开挖24.908m，设计地质为绢云母石英片岩，青绿色，变晶结构，片理构造，表层为强风化层，Ⅳ级软石，由于该层岩石破碎，节理发育，边坡坡度设置为1：1，采用挂网喷射混凝土方式防护；其下为弱風化层，Ⅳ级软石，边坡坡度设置为1：0.5，不再进行防护。
2.1 构造设计方案
（1）铁丝网采用φ6mm圆钢筋作框条，由φ2mm镀锌铁丝编制而成，各钢筋网之间用φ1mm普通铁丝绑扎连接。
（2）铁丝网用锚杆锚固。锚杆采用φ20mm螺纹钢筋，锚杆长度200cm。
（3）喷射混凝土强度为C20混凝土，厚度为10cm，在喷射前拌合混凝土时添加速凝剂，掺入量为水泥重量的2%～3%。
（4）沿框条延伸方向每隔10m设伸缩缝一道，缝宽2cm，内填塞沥青麻筋。在坡面上每隔2～3m交错设置泄水孔，尺寸10cm×15cm。
2.2材料选择要求
（1）水泥：优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。当有抗冻或抗渗要求时，水泥强度不得低于42.5级，并在使用前做强度复查试验；
（2）砂：采用硬质洁净的中粗砂，细度模数应大于2.5，含水率宜为5%～7%，砂中小于0.075mm的颗粒不应大于20%；
（3）骨料：采用坚硬耐久的碎石、卵石，当使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石料，粒径不应大于15mm，骨料级配应选用连续级配；
（4）外加剂：用于喷射混凝土的速凝剂，水泥相容性和速溶效果检验需合格，喷射混凝土的初凝时间不应小于5min，终凝时间不应大于10min。
（5）水：水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质，不得使用污水。
2.3混合料的配合比设计
为满足设计强度和喷射工艺要求，配合比并通过试验确定，也可参照下列数据选择：
（1）水泥与砂石之重量比为1：2：2～1：2：3；
（2）砂率宜为45%～60%；
（3） 水灰比宜为0.4～0.45；
（4）速凝剂掺量应通过水泥净浆的凝结试验确定。
3施工方法及技术措施
挂网锚喷的施工顺序：搭设脚手架—边坡处理—喷底层混凝土—钻孔、锚固锚杆—制安铁丝网—喷面层混凝土—养生—拆除脚手架。现把几道主要工序的施工方法及技术措施简述如下：
3.1搭设脚手架
（1）在脚手架搭设前需仔细观察边坡岩面稳定情况，如发现存在浮石需及时清理，确保作业安全后再行支架搭设；
（2）钢管支架立柱应置于稳定的岩石上，立柱间距1.5m；架子宽度1.2～1.5m；横杆高度1.8m，以满足施工操作；
（3）施工上下通道横杆加密且外侧设置密目网；搭设管扣要牢固和稳定；钢架与坡面之间必须楔紧，设置斜杆，相邻支架之间连接牢靠并及时锁定，保证支架整体强度及刚度，达到整体稳定性。
3.2坡面整修
清除坡面较大松动土石、浮土，坡面如有较大裂缝或凹坑时应先嵌补牢实，使坡面尽量平顺整齐；岩体表面应冲洗干净。
3.3钻孔锚固锚杆
（1）钻孔前按设计要求定出孔位、做出标记，利用气腿式凿岩机钻孔，孔径5cm，孔深比锚固深度深20cm且垂直于边坡坡面；
（2）锚杆安装采用“先注浆后插杆”的程序进行，砂浆配合比宜使砂浆稠度适宜，灌浆前清理干净钻孔内岩粉，注浆管插至距孔底5～10cm处，随注随拔，灌浆压力不大于0.4Mpa；
（3）灌浆后及时插入锚杆，将砂浆挤压密实，灌浆需饱满，浆液不满时需及时补灌，锚杆外露3～5cm，以便挂网。砂浆凝固前避免敲击、碰撞、拉拔锚杆；
（4）在坡面上每隔2～3m交错设置泄水管。
3.4喷射混凝土
（1）喷射混凝土前对空压机等机械设备及水、风、电等管路进行全面检查，确保正常运转；
（2）喷射混凝土分两次进行，首先进行底层混凝土的喷射，底层混凝土的目的是为了对凸凹不平的岩面进行找平，方便挂网，底层混凝土喷射厚度控制在3～4cm；
（3）喷层周边与未防护坡面的衔接处应做好封闭处理，防止水从缝隙侵入；
（4）喷射混凝土应自上而下进行，喷枪头与坡面保持垂直，距离控制在0.6～1.0m左右，减少回弹量，一般情况下，回弹的骨料不宜重复使用，喷射混凝土的拌合料应在规定的时间内喷射完毕。
（5）喷射前埋设厚度标志，待底层混凝土强度达到设计强度的70%以后，方可挂网，然后喷射面层混凝土，自上而下喷射2～3次，喷层应均匀，直到铁丝网、锚杆头完全被覆盖； 3.5制安铁丝网
（1）先将φ6mm盘圆钢筋调直，将其作为框条，利用φ2mm镀锌铁丝编织成规格20cm×20cm的网孔，最终形成2m×2m的网片；
（2）将预制完成的铁丝网片与坡面上锚杆焊接，同时网片与网片之间用φ1mm普通铁丝绑扎连接，形成整体；
（3）网片制作、安装应与坡面适应，其保护层厚度应大于3cm，网片与锚杆应连接牢固，锚杆与坡体应锚接牢固，形成完整的支护体系。
3.6养护
（1）喷射混凝土完成后2h即应开始养护，养护用水应与拌合用水相同，养护时间一般为7～10d；
（2）养护视当日气温情况确定洒水次数，以混凝土表面保持湿润为宜，当气温低于+5℃时，应采取保温措施，并停止对混凝土洒水养护；
（3）在养护过程中，如发现喷射混凝土剥落、裂纹、局部潮湿、色泽不均等情况，应分析原因，及时处理。
4质量控制与检测
为保证挂网喷锚作业质量，需在喷射作业前和作业过程中做好以下几方面工作：一、全面检查路堑横断面，确认其平面位置等符合设计要求；二、对原材料加强控制，其进场检验满足规定要求；三、对施工作业人员，尤其是喷射机等操作手必须经培训考试合格后方上岗；四、建立锚喷支护质量检查制度，采用自检和专检结合的方法，将质量检查贯穿于锚喷支护工作的始终，主要包括对喷射混凝土厚度、锚杆排间距、混凝土强度及外观质量的控制及相关检测，确保满足设计要求。
4.1喷射厚度检测
利用凿孔实测或预埋厚度标志的方式进行喷射厚度检测，“喷射混凝土厚度在每个断面上全部检查，60%以上不应小于设计厚度，最小值不应小于设计厚度的一半；同时，检查孔处厚度的平均值，不应小于设计厚度值。”本工程共检测35点，均符合规范要求。
4.2锚杆排间距检测
利用在工作面尺量的方式检查锚杆间距，锚固前通过观察、尺量对锚杆数量的10%进行锚杆设置深度检查。本工程共检查20点，其中19点合格，符合《喷锚支护工程质量检测规程》（MT015-96）的规定要求。
4.3喷射混凝土外观质量检测
外观质量通過人工观测的方法，有目测法和实测法两种。通过观测，该工程喷层表面均匀、平顺，喷层与基面结合牢固，没有漏喷、脱层、铁丝网出露、锚杆露头现象，泄水孔孔径、排水方向符合设计要求，并排水通畅。
4.4喷射强度检测
28天龄期的抗压强度采用喷大板切割法制备试件，喷满混凝土的模具在标准养护条件下养护3d以上，待其抗压强度大于10Mpa时，取其中部混凝土加工成边长100mm的立方体试块，试块加工时标明喷射方向。继续标养至28d龄期后进行抗压强度试验。本工程共计制作试件30组，经试验，结果满足规范要求。
5结语
高陡边坡防护应切实根据实际地质情况，有针对性的进行锚喷支护设计，优化设计方案；施工中做好工序衔接，做到分级开挖，分级支护，减少岩石边坡的暴露时间。同时，施工过程中严格执行施工工艺和技术措施，制定并落实行之有效的现场质量管理及控制措施，加强对喷射混凝土强度、喷层厚度等检测更是保证挂网喷锚支护工程质量的关键，实现挂网喷锚通过锚杆、铁丝网、混凝土共同作用，提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，增强边坡的整体稳定性的目的。
参考文献：
【1】MT/5015-1996喷锚支护工程质量检测规程[S]
【2】GBJ86-1985锚杆喷射混凝土支护技术规范[S]
【3】龚晓南：地基处理手册[M]北京：中国建筑工业出版社2000