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逐级开挖坡面喷锚支护施工技术介绍

逐级开挖坡面喷锚支护施工技术介绍

刘  辉

(深圳市广水建设工程有限公司,项目安全主任、工程师)

【摘  要】本文阐述在铜锣径水库扩建工程中,逐级开挖坡面喷锚施工技术。并介绍方便施工、用小型挖机自行改造的锚杆安装机具。

【关键词】潜孔钻;挖掘机;坡面开挖;喷锚

铜锣径水库扩建工程土建二标有输水改造隧洞出口洞脸和3#副坝右坝肩2个坡

面喷锚支护施工项目,边坡高度分别为28.9m和22.3m,锚杆长度3m~15m。

1、输水改造隧洞出口洞脸边坡及3号副坝右坝肩边坡喷锚支护工程概况

1.1  输水改造隧洞出口洞脸边坡喷锚支护工程

输水改造隧洞出口洞脸坡面坡度为1∶1,出口洞脸坡顶高程89.5m,坡脚高程60.655m。在高程73.0m处设一级宽2m平台,洞脸为全风化土层。采用喷锚支护,喷锚支护的锚杆采用φ28钢筋。在高程89.5m~85.0m及80.0m~73.0m处单杆长度15m;85.0m~80.0m及洞口轴线方向坡面80.0m~73.0m处和洞口左侧山体坡面7.03m~63.6m处单杆长度9m;洞口轴线方向坡面73.0m~65.655m处单杆长度6m;洞口左侧坡面73.0m~67.255m处单杆长度6m;洞口右侧坡面67.255m~63.655m处单杆长度3m。各类锚杆间距均为1200mm*1200mm,置入土层角度与坡面垂直,外露140mm。坡面分两层喷射砼,第一次喷射厚为75mm,喷完第一层后挂以φ12@1200mm*1200mm和φ8@200mm*200mm形成的钢筋网,以钢垫片(75mm*75mm*8mm)和锣帽对锚杆施加5KN预紧力后,再喷射第二层75mm砼护面。

1.2  3号副坝右坝肩边坡和改造隧洞竖井边坡喷锚支护工程

3#副坝右坝肩边坡坡度为1∶1,坡顶高程107.7m,坡底高程85.4m。在高程95.0m处设一级宽2m平台,坡面地质为全风化土层。采用喷锚支护,喷锚支护的锚杆采用φ25钢筋,在高程107.7m~95.0m坡面单根锚杆长度9m;95.0m~85.4m坡面单根锚杆长度6m。

改造隧洞竖井边坡边坡坡度为1∶1,坡顶高程99.35m,坡底高程84.8m。采用喷锚支护,喷锚支护的锚杆采用φ25钢筋,锚杆单根长度9m。

各类锚杆间距均为1200mm*1200mm,锚杆置入土层角度与坡面垂直,外露100mm。坡面分两层喷射砼。第一次喷射厚为50mm,喷完第一层后安装φ12架立筋和φ8@200mm*200mm形成的钢筋网,以钢垫片(75mm*75mm*8mm)和锣帽对锚杆施加5KN预紧力后,再喷射第二层50mm砼护面。坡面设排水管孔,深2m,Ф40@2400mm*2400mmpvc排水管,外包土工布。

2、采用施工方法

结合现场实际情况,采用逐级开挖逐级喷锚支护施工,具体步骤如下:

(1)按测量放线,每级开挖垂直高度3m~4m。以开挖的土方沿坡脚形成不小于5m宽的施工平台,并用挖掘机平整、碾压密实,平台外围搭设高度不低于1.1m临边围栏。

(2)坡面开挖完成后用红色喷漆在开挖好的坡面上按设计要求尺寸标注好锚杆孔位。

3)选用PC40小型挖机(视平台宽度结合现场既有设备选型),将潜孔钻用钢管焊接固定在挖机斗上,利用挖机作为潜孔钻作业平台载体钻孔作业、移动至钻孔孔位和调整钻孔角度等(如右图所示)。

(4)钻孔完成后进行锚杆安装、注浆、钢筋绑扎、喷射混凝土等工序全部完成后进入下一级开挖循环施工。

3、施工中注意控制要点

(1)每一级坡面开挖完成后,需对坡脚相应高程的坡脚线进行复核,以保证整体坡面开挖质量。

(2)每一级坡面混凝土应距平台面预留高1250px~2000px土层不覆盖,以利与下一级坡面开挖削坡衔接顺平。

(3)每一级钢筋网或架立筋纵向钢筋应外露预留足够的搭接长度,保证与下一级边坡钢筋规范搭接。

(4)每一级边坡开挖垂直高度不得超过钻孔挖机斗最大高度,以满足潜孔钻作业高度要求。

(5)锚杆安装时应焊接定位器,保证锚杆居孔中部,孔内砂浆应灌注饱满。

(6)钢筋网上、下级接头应规范搭接和绑扎牢固。

(7)混凝土喷射作业时应分段、分层由下而上顺序进行,避免死角。喷头在喷射过程中作连续不断的形成螺旋状运动,保证喷射厚度均匀。


4、较之整体坡面开挖锚杆施工优点

4.1降低了施工安全风险

整体坡面开挖完成后,一般采用搭设脚手架作为人员和机械钻孔施工平台。潜孔钻在作业过程中由于机械性能会对脚手架的稳固产生一定的破坏,加之人员在脚手架上施工,存在的安全风险较高。采用逐级开挖及挖掘机配合钻孔施工,无需搭设脚手架,消除了作业人员脚手架高空作业安全风险。

4.2  加快了施工进度

采用搭设脚手架作为潜孔钻施工平台时,一般以锚杆纵向间距逐级水平搭设钻孔施工平台。潜孔钻在平台上水平移动、固定进行钻孔。每完成一个孔后挪位、固定潜孔钻,耗时较长且人工劳动强度高。一般潜孔钻挪位、固定需40分钟~60分钟。采用本施工工艺施工,潜孔钻挪位、固定仅需3分钟~5分钟,大大降低了人工劳动强度和提高了钻孔效率,同时减少搭、拆脚手架施工工序,整体加快了施工进度。

4.3  保证了喷射混凝土施工质量

采用搭设脚手架作业时,脚手架小横杆一端全部插入坡面土层受力。混凝土完成后拆除脚手架时会留下和小横杆数量相对应的孔洞,经修补后对喷射混凝土整体施工质量产生一定的影响。逐级开挖施工将消除该影响而保证了喷射混凝土的施工质量。

5、本施工方法取得的效果和适用性

采用本施工方法,降低了锚杆施工过程中安全风险,加快了施工进度,保证了喷射混凝土施工质量。本施工方法施工适用于自然山体较缓,在开挖过程中有足够土方形成施工平台的坡面锚杆支护施工。