石质边坡喷锚加固施工技术

蒲海明

（国网新源控股有限公司北京十三陵蓄能电厂 北京昌平 102200）

北京十三陵电厂蓄能电站位于北京市昌平区北部，电站枢纽工程主要由上水库、下水库和地下发电设备厂房等组成，其交通洞口位于电站地下厂房出口与蟒山路交汇处，主要作用是对出入电站地下厂房的交通进行控制。本次项目的任务的之一是将交通洞口两侧挡墙进行重建，其右侧挡墙上方为较为高陡的石质边坡，因为较长时间的自然侵蚀作用，风化较为严重，其表面显现松散裂隙较多，如果不对其进行支护，将对边坡下方的挡墙施工形成较为严重的威胁，本项目采用喷锚技术对其进行加固处理。本文以该项目交通洞口西侧边坡支护为例，简要地介绍石质边坡喷锚加固施工技术。

1 锚杆施工基本工艺

根据锚杆使用时孔向的不同，锚杆可以分为平向锚杆、下斜锚杆和上斜锚杆，这几种锚杆在施工方法和顺序上略有区别，现在分别对上述三种锚杆施工的施工顺序和方法进行简要的介绍。

平向锚杆和下斜锚杆施工时，先清除边坡上的风化松散岩石及堆积物，必要时采用喷射混凝土进行护面处理，然后按设计要求进行锚杆点位放样，采用专业钻孔设备成孔并冲洗钻孔，再将水泥砂浆压注入孔，最后将锚杆插至孔内。上斜锚杆施工时，边坡基面处理、锚杆点位放样、成孔和洗孔与平孔及下斜孔基本相同，只是在锚杆安装和压注水泥砂浆时稍有不同，为了防止砂浆流落，先安装锚杆后将孔口封闭，然后再压注水泥砂浆。

2 锚杆施工的步骤和方法

2.1 锚杆施工材料要求

锚杆制作通常使用强度较高的Ⅱ级钢筋（月牙纹螺纹均可），灌注锚孔的水泥砂浆强度等级一般为M20或M25，砂浆拌制所用水泥通常使用强度等级为32.5以上的普通硅酸盐水泥，不宜使用火山灰质或粉煤灰质水泥，砂子细度模数不得低于2.5 mm，含泥量不得大于3%，砂浆配合比应由资质试验室根据送样试验确定，水灰比的取值范围一般为 0.37∶1～0.46∶1，胶砂比的取值范围一般为 1∶1～1∶2。

2.2 锚杆施工

1）平孔及下斜孔锚杆施工

平孔及下斜孔施工时，成孔所用钻头应略大于孔内锚杆的直径，通常钻头直径较锚杆直径大15 mm，钻孔完成后应校验孔位、孔向和孔深（孔位偏差不得超过100 mm，孔深偏差应不得超过50 mm，孔向偏差不得超过5°），检验合格后采用高压风清除孔内的残粉、杂物和积水，将压浆导管插入孔内中孔端100 mm处，然后采用砂浆压注设备向孔内压注水泥砂浆，随着水泥砂浆的压注将压浆导管缓慢外抽，应确保砂浆压注饱满和密实，水泥砂浆压注完成后立即插入锚杆，最后采用砂浆封闭锚孔口。

2）上倾孔锚杆施工

上斜孔施工时，成孔所用钻头的直径也应大于钻杆直径，通常钻头直径较锚杆直径大25 mm，钻孔完成后对孔位进行校验，校验指标和偏差同平孔及下斜孔，校验确认合格后可采用高压风或高压水对锚孔进行冲洗，将孔内残粉清除干净。然后把锚杆插入孔内至底100 mm处，同时将压浆导管和排气管放至孔内，排气管应伸至孔端，压浆导管放入孔口即可，用三孔塞临时封闭孔口。采用压浆设备将水泥砂浆缓慢的压入孔内，锚孔内的气体则通过排气管压出，砂浆注满锚孔后，抽出排气管，最后采用砂浆封闭排气孔和锚孔口。

锚孔压注所用砂浆通常采用人工拌和，拌制时应严格控制配合比，主要掌握好砂浆的匀均性和流动性，砂浆应随用随拌，并且在初凝前使用完毕，如有凝结必须弃掉重新拌制，在气温较高时可适当掺些缓凝剂来延长砂浆的凝结时间。锚杆安装后在砂浆凝结过程中，不得对其进行扰动，以免影响其抗拉拔效果。

3）锚杆质量检验

锚杆质量检验：制作锚杆所采用的钢筋在进场时应检查该批钢材的质量检验报告和产品合格证，进场后按规范要求对其进行取样和送检，由资质试验室出具的检验报告，确认符合规范要求后方可在本工程项目上使用。

压浆工艺性试验：采用与锚孔相同直径和深度的钢管，从现场制作的锚杆中随机选取7根，使用砂浆压注设备将按配比现场拌制的砂浆压注入钢管内并进行养护，7 d将钢管切割开观察砂浆的密实情况。

拉拔力试验：根据规范要求按施工锚杆总数的3%进行现场拉拔力检测。

3 边坡混凝土喷射

1）边坡混凝土喷射的基本程序

边坡混凝土喷射前，先对受喷面进行清理，清除表面的松散物，然后按照配合比拌制混凝土，初喷混凝土将边坡凹坑找平，再进行钢筋网片安装，最后分层喷射混凝土至设计厚度。

2）边坡喷射混凝土的材料要求

边坡喷射混凝土所用水泥的凝结时间和安定性必须满足规范要求，初凝时间和终凝时间分别不得大于510 min和10 min；砂和石子等骨料的质地应坚硬，砂的细度模数宜小于2.5，石子的料径应小于10 mm，并且其级配应符合要求。

3）边坡混凝土喷射施工作业准备

混凝土喷射施工前，将受喷面上的松散石块及尘土清理干净，一般采用高压水进行冲洗，冲洗干净后，在受喷面上作喷射厚度标记，然后按照要求对受喷面及施工水、电、风等情况进行检查，符合要求后进行喷射施工。

4）混凝土喷射施工

削切后的边坡一般为垂直面或斜面，所以边坡喷射混凝土应采用湿喷混凝土，喷射混凝土应按要求分区段进行，喷射时先将岩面的裂隙及凹坑进行找平喷射，然后再按照分片要求逐层喷射，喷嘴一般保持与受喷面约10°左右，与受喷面的距离控制在0.5～1.0 m，由喷射工手持喷枪由下而上螺旋状喷射，每层厚度控制在50 mm左右。上层混凝土必须在下层混凝土终凝后再进行喷射，否则会引起混凝土滑坠，从而影响喷射混凝土质量。喷射混凝土与普通混凝土一样，在终凝后应进行养护，以防止混凝土缩水干裂，养护时间一般为14 d左右。

5）喷射混凝土安全注意事项

混凝土喷射作业应做好安全管理工作，以免发生事故。喷射人员应配戴安全帽、防尘口罩、乳胶手套和护目镜等人个防护用品，喷射前应对喷射设备进行检查并进行试运行，确认安全后再行喷射作业。喷射过程中应注意堵管，如发现压力突然上升，应马上停止混凝土喷射，清除管内堵塞物，切不可采用强喷来处理清管。

4 结束语

锚杆支护是边坡加固常用的一种施工方法，具有工艺比较简单，操作较为方便，机械化程度高等优点。用这种工艺不仅对地形的适应性比较强，而且其结构也比较牢固，能够充分地利用边坡深层岩体的稳定来带动岩面结构的稳定，是一项值得广泛推广的应用技术。