铁路路堑高边坡防护锚杆框架梁施工工艺及优化措施

王沂超

（中铁十二局集团第三工程有限公司，山西 太原 030024）

据国家铁路局发布的《2019年铁道统计公报》显示，全国铁路营业里程达13.9万km，投产新线8489km。然而由于我国山区地形起伏较大，在铁路工程建设中普遍涉及挖方高边坡问题，倘若未能采取有效的防护措施，则易引发坡面溜坍、落石、滑坡等地质灾害，因此对边坡防护措施及施工质量提出了较高要求。

1 工程实例分析

1.1 工程概况

文章以某新建铁路工程ZQ-3标段项目为例，DK135+195.00～DK135+750.00段左侧一级堑坡、DK135+090.00～DK135+800.00段右侧一级堑坡均采用矩形框架锚杆，在框架内填入不小于0.3m厚的种植土、铺设六边形空心块，并在块内撒草籽、间种紫穗槐等本土灌木植物。选用直径32mm的HRB400钢筋布设在框架节点处，锚杆长8m、锚孔俯斜角20°、锚孔直径110mm，采用M40水泥砂浆作为注浆材料，抗拔力不小于300kN。施工现场位于丘陵缓坡，地形起伏较大，路堑中心最大挖深11.64m，路堑边坡最大高度为13.54m，地层由素填土、粉质黏土、砾砂、二长花岗岩组成，地下水为第四系孔隙潜水与基岩裂隙水、埋深为0.5～0.9m，土壤最大冻结深度为0.32m。

1.2 施工准备

施工原材料包含1753m3的混凝土、278t的钢筋、10557m的0.1m钻孔、99m3的M40水泥砂浆以及840m3六边形空心块，施工机械设备包含IMY潜孔钻、立式搅拌机、13X1-500电焊机、空压机、发电机、QB152型便携式注浆泵、BX1-400型电焊机，对原材料和机械设备进行分批验收、取样送检，经由检测合格后方可进场使用。结合项目工期要求与施工现场实际情况进行施工计划的编制，在施工前完成设计图纸审核与技术交底，现场配置技术负责人、技术员、质检员、专职安全员等管理人员及施工人员，保障落实责任到人。

2 锚杆框架梁施工工艺要点及质量保证措施

2.1 锚杆施工工艺

（1）测量放线。基于设计要求进行锚孔定位，采用测量仪器在起止点分别设置固定桩，结合施工条件进行桩位之间的适当加密处理，做好固定桩的防护措施，并利用钢尺量测其他孔位，完成整体放样处理，将孔位误差控制在±30mm以内。结合边坡高度调节竖梁长度，将锚杆间距控制在3m左右。

（2）设备与操作平台配置。待现场边坡开挖到位后，选取扣件式钢管脚手架依照自下而上的顺序搭设操作平台，立杆、水平杆与连墙杆均为φ48mm×3.5mm的钢管，搭设的长度和高度分别为6m和8m，固定点拉杆深度至少为1.5m，并在脚手架立面外侧设置剪刀撑，起到加固作用。在完成操作平台搭设的基础上，采用锚杆将脚手架固定在坡面上，选取三脚支架提升钻机，在钻孔作业环节结合坡面控制好孔位误差，将钻机安装固定。

（3）钻进作业。在钻孔设备选取上，采用MQT-900锚杆钻机作为岩层钻孔机具，针对破碎岩层和地层运用跟管钻进技术，结合锚杆孔设计规格选取直径为900mm的钻头，确保钻孔深度至少超出设计深度0.15m，并且在钻进过程中密切关注地层状态，当出现塌孔、缩孔问题时及时采用固壁灌浆方案，待水泥砂浆初凝后重新开展钻进作业。经现场监理人员验孔合格后，方可进入下一道工序[1]。

（4）锚杆孔注浆。选取直径为φ32mm的HRB400高强精轧螺纹钢作为锚杆杆体材料，沿锚杆轴线方向以1.5m的间隔设置对中支架进行固定，将保护层厚度控制在50mm以上，采用焊接工艺连接支架与锚杆体，并将锚杆体缓慢放入锚孔中，控制好外露长度（锚杆剖面如图1所示）。在锚杆孔注浆环节，选用M40水泥砂浆材料，以0.2MPa以上的压力实行一次性注浆，待观察到孔口停止排气、有浓浆液溢出后方可停止注浆，为确保注浆饱满密实，在浆液初凝前要进行二次补浆，使浆液均匀地填满钢筋与孔壁间的空隙。

图1 锚杆施工剖面图（单位：mm）

（5）养护。在注浆结束后进行7d以上的养护，养护期间严禁敲击、摇动锚杆或在杆体上悬挂重物。待孔内砂浆强度超过70%，且按设计要求对锚杆进行拉拔试验合格后，才能进行框架梁施工。

2.2 框架梁施工工艺

（1）测量放样与基础开挖。待完成施工现场的“三通一平”（水通、电通、道路通和场地平整），施工机具、作业人员均进场到位后，针对开挖后的纵、横断面进行复测，结合施工要求进行修坡处理，再完成框架纵、横梁位置的测量放样，确定施工作业的起止范围。待完成边坡修整处理后，结合框架梁规格大小、模板厚度确定梁肋轮廓，监理单位验收通过后进行基础开挖处理[2]。待框架嵌入坡面20cm左右改用人工开挖方式，针对坡面超挖部分采用C20混凝土进行调整。

（2）钢筋绑扎与立模。在框架钢筋安装前，需彻底清理框架基础底部，选取C20混凝土材料在基础底部铺设厚度为10cm的找平垫层，待将钢筋绑扎处理后放置在混凝土垫块上，控制好钢筋与坡面的间距，利用短钢筋锚钉将钢筋连接固定。在立模前，需做好钢筋骨架质量与模板尺寸的检验，将脱模剂均匀涂刷在模板表面，并控制好模板拼装精度，借助脚手架进行模板安装固定，使其与基础具备良好的密合度，同时做好立模的质检与记录。

（3）混凝土浇筑作业。在开展浇筑作业前，需先做好框架截面尺寸、钢筋数量与保护层厚度的检查，并严格实行混凝土的连续浇筑作业，在浇筑的同时进行均匀振捣，做好接缝处理，留取C35混凝土试件进行试验检测。同时，精确测量定位锚杆、混凝土框架的相对位置，保障两道工序紧密衔接。在边坡底部坡脚处铺设M10浆砌片石护裙，起到边坡防护作用。

（4）边坡修整。当测得基础混凝土强度符合设计要求后进行测量挂线，基于人工作业进行削坡，控制好成型坡度，并且确保坡面压实度达标。

2.3 六棱块铺砌作业

待完成坡面整平处理后，选取规格为20cm×4cm×20cm的C25混凝土预制六棱块，将其依照由下至上的顺序铺砌在骨架上，在铺砌过程中选取橡皮锤轻敲块面，保障紧密贴合，并选用砂浆填充缝隙。待完成边坡铺砌处理后，选取黏性土进行空心部位的回填。

2.4 质量保证措施

（1）开展工艺性试验。针对框架梁锚杆开展拉拔工艺性试验，试验里程为DK135+714～DK135+750段路堑左侧一级边坡，取锚杆总数目的3%、以3m间距矩形布置在框架梁节点处，锚杆长度为8m，与水平下倾角20°施作。在试验过程中由施工方、监理方共同在施工现场开展拉拔试验，与试验室配合确定具体的施工参数，并且在施工过程中严格实行“三检”制度，保障施工质量符合设计要求[3]。

（2）细化质量检查项目。通常针对锚杆框架进行质量检查，其检查内容包括锚杆材质、注浆密实度、拉拔力试验以及钻孔规格的抽验；针对框架梁质量进行检查，保障框架基础、竖梁定位准确、框架体线条顺直，并且经监理人员验收合格后留存资料。其具体检查项目、检查方法如表1所示。

表1 质量检查项目

3 结论

在铁路供给侧结构性改革深入贯彻的背景下，坚持推动铁路高质量发展已成为新时期铁路行业的指导目标。锚杆框架梁防护形式在改善地层强度与力学性能、优化边坡绿化效果等方面具有显著优势，在施工过程中还需针对锚杆、框架梁采取质量保证措施，做好坡体变化监测，以此提升边坡稳定性与防护加固效果。