淺談潛孔鉆在高邊坡施工的管理與研究

摘要：隨著我國公路發展的日漸加快，公路邊坡防護的問題越來越重要，在施工過程中若處理不當，容易發生碎落、崩塌、滑塌甚至滑坡，對施工安全，施工生產造成極大安全隱患，同時也會造成重大經濟損失。為了保證路基邊坡穩定，防止坡體滑坍和坡面沖蝕、碎落，需要采取合理適宜且及時的工程措施，本合同段對高邊坡錨桿格梁施工采用HC726A履帶式潛孔鉆，在進度、質量、安全上取得了一定的進步。

關鍵詞：高邊坡；邊坡防護；履帶式潛孔鉆

高速公路建設是一項十分復雜且重要的工作，工程建設工作包括很多方面，而高邊坡施工建設作為整個高速公路建設系統中最重要的組成部分，其施工工作水平和質量將直接影響著整個路基工程建設的施工質量，關系著后期高速公路的使用周期和使用壽命，因此，探討、分析高邊坡施工中存在的問題具有重要的作用和意義。目前高速公路高邊坡施工均要求“開挖一級防護一級”，在保證邊坡安全的同時勢必與路基挖方施工進度存在著一定的矛盾，本文著重闡述作者在其施工過程中采用HC726A履帶式潛孔鉆作業，防護施工進度有較大提升，真正做到了“開挖一級防護一級”，從而使進度、安全、質量三要素得到相應平衡。消除了隱患提高了高邊坡施工工作的水平和質量。

一、工程概況

本合同段起于粵桂陳金頂隧道，向南經旺桐、旺科、平寨，經朱砂鎮西側。起點樁號為K0+000，終點樁號為YK5+130，路線全長5.13Km，總工期516日歷天。本項目土石方挖方147萬方，填方105萬方，工程總造價2.11億。

合同段有路塹高邊坡（H≥30m）10處，一般路塹邊坡（H<30m）14處，共計24處；

二、施工方案

1、清表施工

（1）測量放樣：根據設計橫斷面的邊坡坡率、臺階寬度，精確計算路塹塹頂的開挖線，采用全站儀放樣，放出路塹坡口樁及路塹開挖線。

（2）清理：進行場地清理，清除原地面以下0～30cm內的草皮，農作物的根系和表面土，清除路基內的垃圾和有機殘渣。

（3）推土機和挖掘機將清理出的耕植土及草皮堆積，挖掘機裝料，自卸汽車利用便道將廢料運至指定棄土場。

（4）施作塹頂截水溝，以防止上方坡面匯水沖刷下滲引起邊坡坍塌。

2、開挖施工

應自坡頂逐級開挖，開挖一級防護一級，然后再開挖下一級。避免開挖暴露時間過長，使邊坡松弛范圍大，產生新的病害。

（1）施工準備

A、首先對土石的工程分級與類別按規范要求進行鑒定，然后按機具開挖或爆破開挖分別進行施工分類，目前我合同段主要為土質邊坡。

B、測放出路塹的邊線、中線，在路塹頂兩側每5.0m設一固定樁，并在施工中隨時檢查開挖坡度，及時糾正偏差，嚴防超、欠挖。并做好臨時排水設施。

（2）開挖的基本要求

A、土方開挖時，將適用于種植草皮和其它用途的表土儲存于指定地點。

B、開挖土石均自上而下進行，邊坡不得亂挖超挖，嚴禁掏底開挖。機械開挖時，需有人工配合。

C、開挖石方時，對于軟石和強風化巖石，能用機械直接開挖的均選用機械開挖；機械或人工不能直接開挖的少數石方段，采用控制爆破法開挖。

D、施工時要保證路塹坡面平順，無明顯的局部高低差，無凸懸危石、浮石、碴堆、雜物，邊坡上出現的坑穴、凹槽須進行嵌補平整。

E、開挖平臺臺面設有向路基側溝排水的坡度。

F、開挖形成的邊坡按設計要求及時防護，避免長期暴露，造成坡面坍塌。

G、在能保證路塹邊坡和棄土堆自身穩定的情況下，應考慮地形以及對附近建筑物、農田、水利、河道、交通的影響，防止水土流失、淤塞排灌溝渠等弊端，合理確定棄土堆位置與高度。

H、盡量考慮以挖作填，必須棄舍時本著高土高棄、低土低棄、劣土廢棄、優土還田的原則：

J、路塹上方及和路堤邊坡上不棄土。

K、山坡上棄土，要連續堆填；山坡下棄土，每隔適當距離在低凹處留有缺口，并保證地面水順利從缺口排出。

L、沿河岸或傍山路塹的棄土，不棄入河道，以防擠壓橋孔或涵洞出入口、改變水流方向和加劇對河岸的沖刷。

M、貼近橋墩臺處不棄土，以防造成偏壓。

三、錨桿格梁施工

錨桿格梁施工工藝流程如下圖所示：

（1）鉆孔

①測量定位：坡面檢查合格后，按設計要求測量放線測定孔位，孔位誤差不得超過±10cm，錨孔偏斜度不應超過5%。

②鉆機就位：用地質羅盤儀或量角器定向，鉆桿與水平夾角為20°，并確保鉆機安放支架牢固穩定。

③鉆孔機具：采用空壓機供風，潛孔鉆無水干鉆成孔，禁用水沖成孔；使用鉆頭直徑不得小于設計孔徑。

④鉆孔深度：為確保錨孔深度，鉆孔深度大于設計深度0.4m以上。

⑤特殊情況處治：鉆孔速度應根據使用鉆機性能和錨固地層嚴格控制，防止鉆孔扭曲和變徑，造成下錨困難或其它意外事故；如遇地層松散、破碎時，則采用套管跟進鉆孔技術；如遇塌孔、縮孔現象，立即停鉆，及時進行灌漿固壁處理（灌漿壓力0.1～0.2MPa），待水泥砂漿初凝后，重新掃孔鉆進，以使鉆孔完整；若遇錨孔中有承壓水流出，必要時在周圍適當部位設置排水孔處理。

⑥錨孔清理：使用高壓空氣（風壓0.2～0.4MPa）將孔內巖粉及積水全部清除出孔外，以免降低水泥砂漿與孔壁巖土體的粘結強度。

⑦錨孔檢驗：錨孔成孔結束后，須經現場監理檢驗合格后，方可進行下道工序。

（2）錨桿制作及安裝

①錨桿制作

A、錨桿采用Φ32精軋螺紋鋼筋，尾端采用刷漆、涂油等防腐措施處理。

B、錨桿鋼筋如需連接，采用對接雙面幫焊工藝，焊接時采用506系列電焊條，焊接高度、焊接寬度應滿足規范要求，焊接長不小于5D。

C、錨桿定位筋間距2.0m。定位筋和幫焊鋼筋的焊接，應注意留出注漿管位置。

②錨桿安裝

A、錨孔清理：使用高壓空氣（風壓0.2～0.4MPa）將孔內巖粉及積水全部清除出孔外，以免降低水泥砂漿與孔壁巖土體的粘結強度；

B、插放之前進行檢查隱蔽，插放時應避免插體扭壓和彎曲，插體入孔內深度不應小于錨桿長度的95﹪，亦不得超深，以免暴露長度不足。若達不到設計深度，應重新鉆孔。

C、錨桿鋼筋插入鉆孔：插入錨桿時應將灌漿管與錨桿同時放入鉆孔底部，一般情況要求成孔后，立即插放錨桿，插入時將錨桿支架的一面向下方。

（3）注漿

①注漿材料采用普通硅酸鹽水泥。注漿前應按設計強度要求做好配合比試驗。

②鉆孔完成后必須用高壓空氣（風壓0.2～0.4MPa）將孔中巖粉及積水全部清除孔外。

③錨桿錨孔內灌注M30水泥砂漿，水灰比0.45，灰砂比1：1，必要時可適當添加減水劑和早強劑。水泥砂漿應拌和均勻，隨拌隨用，一次拌和的水泥砂漿應在初凝前用完。

④錨桿采用一次性注漿，即孔底到孔口返漿式注漿，注漿壓力不小于0.25MPa，注漿過程中，注漿管從孔底緩慢抽出，當孔口冒漿10秒以上時才可停灌。注漿結束后應觀察漿液的回落情況，若有回落應及時二次補漿。注漿作業過程應做好注漿記錄。

（4）鋼筋砼框梁施工

①施工程序為：測量放線→錨梁開挖→支立模板→綁扎鋼筋→現澆砼→砼養護。

②基礎底面處理：基底用2～5cm厚水泥砂漿找平，遇邊坡有局部超挖較大懸空處采用漿砌片石嵌補。

③鋼筋制作、砼灌注和養護：

A、鋼筋的制作、綁扎，下料、彎制、焊接必須按設計或有關技術規范要求施作。

B、砼澆注時時必須用振動棒振搗密實，尤其在錨桿周圍，鋼筋較密集，應仔細振搗，保證質量。砼澆筑完成后，及時草袋覆蓋灑水養生。

C、錨桿框架按設計分片施工，相鄰兩片框架橫梁接觸處留2cm寬伸縮縫，用浸瀝青木條填塞，深15cm。

（5）框架內鋪砌：采用培土植草防護，將下部土體捶實平整，在框架內培土噴播植草。

四、工程效果評價

1、施工進度

表1 合同段路塹高邊坡列表

根據以上路塹邊坡實際工程數量，人字型骨架砌筑、錨桿格梁與錨索框梁砼澆筑施工相對比較簡單，相應增加施工人員與材料供應及時即可提高作業進度，錨桿格梁與錨索框梁鉆孔施工相對比較慢，以下以ZK0+485～655七級邊坡為例著重探討高邊坡鉆孔施工進度。

表2 ZK0+485～655路塹邊坡防護布設及工程數量表

（1）HC726A履帶式潛孔鉆

（2）進度比較

HC726A履帶式潛孔鉆根據鉆孔速度計算每個工日可以鉆孔進尺300m左右（移機與加班時間相抵消），ZK0+485-655段高邊坡共計9204延米鉆孔深度，施工一切順利條件下約30天便可鉆孔施工完畢，如按傳統施工工藝人工搭設水管平臺鉆孔每天約能鉆孔進尺150m左右，那么傳統鉆孔施工該段邊坡約需要65天（計算搭拆施工平臺時間），該段邊坡在其他施工作業條件相同情況下采用HC726A履帶式潛孔鉆共計節約時間35天。

2、施工質量及安全

HC726A履帶式潛孔鉆大大提高了高邊坡防護的施工進度，使已開挖的邊坡能夠及時防護到位，結合混凝土格梁、框梁、與截水溝的施工使我標段的高邊坡質量與安全得到了極大的保證，目前未出現碎落、滑塌等現象。

3、工程經濟性

據統計我標段鉆孔共計43744延米，目前我標段共有潛孔鉆3臺（配套3臺空壓機），在順利情況下共需47天即可完成本標段所有高邊坡鉆孔施工，如投入人工鉆頭4臺（配套4臺空壓機與4套鋼管支架），順利情況下需要91天才能完成全部鉆孔施工（考慮鋼管平臺搭設時間），經粗略比較機械鉆孔與人工鉆孔機械租賃和材料消耗大概相當，經計算機械鉆孔節約400個工日，共計約80000元。

結語

（1）采用錨桿格梁的支護形式增強邊坡的整體穩走性，對營運后邊坡的穩定性起到重要作用。

（2）選擇履帶式潛孔鉆在施工程序、工藝和技術措施真正達到了開挖一級防護一級，是保證工程質量的關鍵。

（3）對邊坡施工采用機械設備，無論在質量、安全、進度、經濟上都較傳統的施工工藝有所提高，值得借鑒。