錨桿噴射混凝土支護技術在防滲工程中的應用

李 止 芳

(山西一建集團有限公司,山西 太原 030012)

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錨桿噴射混凝土支護技術在防滲工程中的應用

李 止 芳

(山西一建集團有限公司,山西 太原 030012)

結合某市生活垃圾填埋場的工程地質條件，制定了錨桿掛網錨固噴射抗滲混凝土的防滲治理方案，并從打孔、掛網、噴射混凝土等方面，闡述了具體的施工方法及質控措施，經實踐，取得了顯著的經濟社會效益。

垃圾填埋場，錨桿，混凝土，噴射作業

生活垃圾衛生填埋場是城市建設中必需而重要的大型市政工程，而防滲處理又是垃圾場的必要的組成部分。垃圾填埋場中滲漏的廢液即滲濾液初始COD濃度達1 000 mg/L～5 000 mg/L，而國家排放標準為COD 100 mg/L(一級)或COD 300 mg/L(二級)。對地下水造成嚴重的污染。由于當前城市供水很大一部分來自地下水，地下水的污染會直接地影響居民的生活用水和身體健康，因此垃圾場的防滲處理是勢在必行的。目前防滲常采用國外防滲方法，但結合我國北方丘陵地區的一些實際情況，垃圾場設置通常均在溝壑中。所以，尋找一種簡便、便宜、耐久性高的處理方法是十分必要的。

1 工程概況

我省某市生活垃圾填埋場工程場地土為中硬土，建筑場地類別為Ⅱ類，無震陷，無液化，標準凍深0.60 m，抗震設防烈度為7度，設計地震分組第一組，設計基本地震加速度值為0.15g，安全等級為二級，設計使用年限為50年。由于部分邊坡大于1∶2，設計時如果強行實施1∶2的邊坡，無疑會造成土方工程量大量增加，乃至無法削坡。滲透系數K是根據達西定律的水力梯度J=1時推導出的，當水力梯度J=0時，滲透速度為0，當邊坡較陡時在邊坡上不可能存水，即使在特大暴雨時可能積存一些水，但時間也是十分短暫，滲透速度和滲透量可以忽略。只需采取一定的防滲措施即可解決防滲問題。因此對于邊坡大于1∶2時，如何進行防滲處理則應提出一種合理的解決辦法。

2 施工前準備

2.1 場地平整

平整原則為清除所有植被及表層耕植土，確保所有軟土、有機土和其他所有可能降低防滲性能和強度的異物被去除，所有裂縫和坑洞被堵塞，并使場地形成相對整體坡度，以不小于2%的坡度坡向垃圾壩。同時還要求對場地進行壓實，為了與土質基礎之間的緊密接觸，場地表面要用振動式碾壓機進行碾壓，使壓實處理后的地基表面密度分布均勻，最大限度減少因場地的不均勻沉降而影響防滲效果，平整順序最好從垃圾主壩處的庫區向后端延伸。

2.2 治理方案的確定

根據生活垃圾衛生填埋場錨固平臺布置情況，結合工程所在地區的環境情況及地質條件情況，擬采用錨桿掛網錨固噴射抗滲混凝土。由于錨桿斜打入土體外掛金屬網后噴射防滲混凝土，使得整個土體更加穩定，形成整體加固層。通過采用條分法進行邊坡錨桿支護設計穩定性分析，計算出各層最危險滑動面及所需的錨桿參數。但在防滲處理過程中由于防滲系統承受的負荷過大造成的損害；滲濾液、填埋氣體或者其他材料和物質成分接觸防滲系統所造成的侵蝕；以及地基沉降對防滲系統造成的傷害等，而加入XPM的混凝土納米外加劑后的混凝土的抗滲性、抗壓性、抗折性、粘結性及耐磨性和抗腐蝕性優于常規材料，對于以上問題均能迎刃而解。因此在噴射混凝土中加入XPM納米外加劑，可起到阻水防滲的作用。

3 施工工藝

搭設腳手架→錨桿鉆孔→放入桿體→錨固→掛鋼筋網→噴射混凝土→打排水孔→銜接部分二次噴射。

4 主要施工方法及控制措施

4.1 打孔

1)使用錨桿鉆機打孔，孔深2 m，孔間距2 m，排距2 m，孔傾斜度根據土體節理、裂縫、破碎程度而定，一般垂直于斜面護坡體成孔。2)灌漿：選用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.4～0.45的純水泥漿。3)錨桿用φ20的螺紋鋼，長2 m，外露0.1 m，便于噴漿掛網。

4.2 掛網

護坡經人工修整后，在層面上設置鋼筋網，鋼網距離護坡宜控制在3 cm～6 cm之間，與錨桿連接牢固后噴漿作業。

4.3 噴射混凝土

噴射混凝土是通過混凝土噴射機，用壓縮空氣做動力，沿著管道將混合料壓送到噴頭處，與水混合后，以較高的速度噴射到土體上凝結硬化的一種新型支護形式。

1)施工配合比。

(水泥+XPM)∶砂∶石∶水∶調凝劑=(1+0.1)∶2∶2∶0.45∶4%。

2)原材料規格性能及要求。

a.水泥選用不低于32.5普通硅酸鹽水泥，礦渣水泥、火山灰水泥不宜用做噴射混凝土的材料。過期、受潮結塊或混合的水泥不得使用。

b.砂采用中砂或中粗砂，細度模數不宜大于2.5 mm，細砂會增加水泥用量，增加混凝土的收縮和降低混凝土的強度，砂子使用前要過篩，含泥量超過3%時，要用水沖洗，含水率不大于5%～7%。噴射混凝土用砂技術要求見表1。

c.采用堅硬的河卵石或碎石，石子使用前應過篩，顆粒不宜大于15 mm，級配要適中。噴射混凝土用石技術要求見表2。

d.調凝劑摻量必須嚴格控制，而且在噴射前的最短時間內加入，盡量做到隨攪隨噴，摻量為水泥重量的4%，要求3 min～5 min初凝。

e.水必須采用飲用水，不宜含有雜質、污水、pH值大于4的酸性水和硫酸鹽含量按SO3計超過水重1%的水都不允許使用。

表1 噴射混凝土用砂技術要求

表2 噴射混凝土用石技術要求

3)噴射要求及措施。a.材料的攪拌與摻量。首先，測定每車料所用的砂子、石子、水泥的重量，然后將石子隔離加水，待石子潤濕后一次加入XPM外加劑、砂子、水泥。拌料要均勻，現場檢測標準為：手握成團，松手即散，用嘴吹起，沒有浮塵，XPM外加劑摻量為水泥重量的5%(Ⅱ型)。b.原材料最好按重量稱重法，稱量的允許偏差應符合以下規定：水泥、XPM外加劑和調凝劑的數量偏差±2%；砂石重量偏差均不超過3%。c.采用人工攪拌，攪拌次數不得少于3次。d.混合料宜隨拌隨用，存放時間不得超過2 h，調凝劑在噴射機中加料時均勻加入。

4)施工工具。噴漿機的性能應符合下列要求：a.密封性能良好，輸料連續均勻。b.生產能力混合料為3 m3/h～5 m3/h。c.輸送距離：水平面不大于100 m，垂直面不大于30 m。d.噴槍：雙水環錐形噴頭，噴槍上設置雙水環。環上鉆有微孔，水壓射出的水流形成負壓攪拌，水流呈交叉網狀，充分濕潤物料。e.輸料管應能承受0.8 MPa以上的壓力，并有良好的耐磨性能。f.選用的空氣壓縮機必須能滿足噴射機工作風壓和耗風量的要求。g.供水設施應保證噴頭處的水壓為0.15 MPa～0.25 MPa。

5)噴前準備工作。a.清除開挖面的浮土、浮石以及護坡墻角的巖土渣堆積物。b.用高壓風沖洗受噴面，對遇到易潮解、泥化的巖面，應用高壓風清洗巖土面。c.埋設控制噴層厚度的標志。d.噴射機司機與噴射手不能直接聯系時，應配備聯絡設備。e.作業應有良好的通風和足夠的照明。f.機械設備、風、水管路和電纜線路等進行全面檢查及試運轉。g.對收集回彈物所需的風筒布及量具鋪設準備。h.現場取樣的試斗檢查，刷油等放置妥當。

6)噴射作業。a.首先檢查混合料的攪拌是否均勻，人工搭配是否合理及配合噴射手的照明措施是否合適。b.選擇受配面分段分片依次進行，噴射順序應自下而上，噴射旋轉速度摻XPM材料應慢于空白不摻速度的2/5。c.作業開始時，應先送風、水、電；再給料，結束時應先停料，待料噴完后再關電、水、風。d.供料應連續均勻，調凝劑的摻配必須均勻撒入料斗內。e.工作風壓應滿足噴頭處的壓力0.1 MPa～0.15 MPa左右，水壓在0.2 MPa，水壓大于風壓。采用移動式空壓機送風壓力應在0.65 MPa左右，垂直距離每增加10 m適當增加風量。f.噴頭與受噴面應垂直，宜保持0.6 m～1.5 m距離。g.噴射手應嚴格掌握水灰比，保持混凝土表面平整，呈濕潤光澤，無干斑或滑移流淌現象是最佳水灰比。h.由于噴射料中水泥和速凝劑對人體皮膚有腐蝕作用，所以在帶風工作面加料時應避免頂風作業。避免工人出汗粘上物料，腐蝕皮膚，噴射手應戴風鏡保護眼睛。

5 施工效果及綜合效益分析

在生活垃圾填埋工程中通過采用錨桿噴射混凝土支護技術，使得整個土體更加穩定，形成整體加固層，有效地防治了垃圾填埋場廢液的滲漏及對地下水、地下環境的污染，滿足了工程的防滲、防污染要求。噴射用混凝土通過摻加XPM納米外加劑，可有效改善混凝土性能，回彈率由常規的35%～50%降至6%～8%，減少浪費，降低施工成本。同時混凝土強度可提高1倍～2倍，粘結力可提高5倍，一次可噴厚35 mm～70 mm，而且減少水灰比，降低水化熱峰值，水泥、石子結合為一體，抗滲且二次水化封堵泌水。利用XPM納米材料的布朗運動活潑，使混凝土的堆積密度改變，密實度增加，促進凝結速度。使水泥、混凝土的孔隙率從75 000A降到100A，水分子滲透是250A開放性的孔，空氣分子160A，所以抗滲指標S40，400 m水頭的壓力滲透0.33 mm。使混凝土成為了抗滲、高強、粘結力高、不透水性好的無機防滲剛性材料，常規Ca(OH)2占混凝土體積4.2%(90 d)，混凝土的耐久性成倍提高，而且噴射一次成型，加快了施工進度，節省了勞動力的投入。施工粉塵降低50%，回彈低，節約施工成本，使工人的勞動環境大大改善，給社會帶來巨大的綜合效益。

6 結語

綠色建筑及建筑的綠色施工已是當下建筑業發展的必然趨勢，越來越多的城市建設環保、節能工程，在現代城市建設發展的基礎工程。同時，隨著建筑技術的不斷創新，新材料、新工藝和新技術的推廣和應用，在防滲工程中應采取更有效、更環保的施工技術，以滿足工程的防滲漏要求，以保證生態環境不受污染。

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On application of anchor sprayed concrete support in anti-seepage projects

Li Zhifang

(ShanxiNo.1ConstructionGroupCo.,Ltd,Taiyuan030012,China)

Combining with the geological conditions of some garbage disposal plant, the paper makes out the anchor-bolted anti-seepage governance method for the anchor sprayed anti-seepage concrete, and illustrates the construction method and quality control measures from the holing, bolted suspension, and sprayed concrete, so as to achieve better economic and social benefits.

garbage disposal plant, anchor rod, concrete, sprayed work

1009-6825(2016)27-0052-02

2016-07-13

李止芳(1978- )，女，高級工程師

TU472

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