噴錨技術在礦石破碎生產線中的應用

沈 凱

(馬鋼集團設計研究院有限責任公司 安徽馬鞍山 243000)

1 噴錨技術在支護過程中的原理

土方開挖以后，會形成一個坑洞。超過5 m的坑洞由于四周高度過高，且土的側壓力會導致土體失衡，造成基坑上側坑壁的土方滑坡至坑內，造成人員傷害及財產損失。噴錨技術就是應用于過高的基坑內壁上，將坑壁利用物理特性連接成整體，同時錨桿可伸入圍巖的縫隙內，起到加固土體的作用，減少土體流失的可能性，提高坑壁的整體性和承受能力。總體來說，噴錨支護作用就是利用錨桿、注漿固定、掛網噴漿，將部分區域的土質結合成整體，達到基坑側壁的作用，保護坑內的施工人員及財產的安全。

2 噴錨技術在破碎生產線中的應用

2.1 工程概況

本次研究所選擇的是某礦石破碎生產線中的粗破碎廠房，該座廠房位于山體腳下，廠房高度與山坡高度齊平，約為20 m，山體整體坡度為80°。并且由于山坡上需新建礦石運輸卸料平臺，導致廠房必須建在山體邊5 m內，不然無法達到工藝效果。如果在山體不采取任何措施的情況下，冒然進行粗破碎廠房施工的，大型設備的震動荷載可能會導致山體的塌方或部分碎石的滾落，造成人員傷害。經過方案討論，由于該廠房的位置無法避開山體，同時山體(20 m)過高無法采用鋼板樁支護方案，所以采用噴錨加固土體技術。

2.2 工程地質條件

根據地勘報告，本項目巖土層特征分述如下：

①層雜填土(Q4ml)：淺黃色-褐黃色，濕、松散，上段0.3 m為水泥混凝土，下段主要為粉質黏土，含有大量碎石，局部混有塊石，承載力低。揭露層0.9 m-3.6 m，層底絕對標高53.08—64.29。

②層粉質黏土(Q4al+pl)：褐黃色-灰黃色，不均勻，稍濕，硬塑，局部混有少量碎石，干強度中等，韌性中等，局部為軟可塑。揭露層厚度1.5 m-14 m，層底絕對標高為41.9—57.8，分布整個場地。

③層碎石層(Q4al+pl)：淺黃色-雜色，不均勻，稍濕，中密，骨架成分為碎石，含量為75%，充填物為粉質黏土，碎石巖性為灰巖、砂巖等，揭露層厚度2.9 m-6.2 m。層底絕對標高41.34—45.34。

④層強風化石灰巖(c)：灰黑色，淺灰色，不均勻，巖石風化程度強烈，巖質軟，泥質膠結，層狀結構，位于場地水泥平地區域內風化石取芯似煤矸石，巖石松軟，揭露層厚1.3 m—10.3 m。層底標高為35.31—54.5.

⑤層中風石灰巖(c)：淺灰色，不均勻，巖石風化程度中等，巖質稍硬，泥質膠結，層狀結構。巖石的基本質量等級為IV級，未揭穿，揭露層厚4.6 m—9.2 m。

設計方案：本次需支護的區域為扶壁擋墻靠山體側，面積約2450 m2，邊坡全長76 m，最高處(正面)約17.9 m(即坡頂標高為73.00 m)，最低處為14.9 m(即坡頂標高為70,00 m)。邊坡上方為山體，道路下方為正在施工的扶壁擋土墻現場，為防止工程基礎開挖時造成上方道路邊坡坍塌，結合上述地質情況描述，該區域的地質條件存在滑坡的可能性較大，經計算，決定采用錨桿，錨桿長度18.00 m，間距2 m，呈梅花狀，鉆孔深度為150 mm，錨桿注漿材料等級M30水泥砂漿。錨桿規格為?25鋼筋，鋼筋網片?10@200×200，混凝土等級采用C20噴射混凝土，厚度為100 mm?；炷翐鯄κ┕ね瓿珊?，土方回填至高程73.00 m。以下為部分計算數據，因計算書篇幅過大，本文不詳述全部計算內容。

計算參數：

A、支護結構重要性系數：1.0

基坑深度：18.0 m

坑內地下水深度：31.0 m

基坑外地下水深度：1.0 m

錨桿參數：11道，材料：鋼筋。

B:輸出參數(見表1)

表1 抗拔承載力驗算結果

根據上述計算結果，可得本項目采用的錨桿構件規格為?25鋼筋，鋼筋網片?10@200×200符合設計要求。

2.3 工藝流程

本工程的順序為：清除山體側的石塊→土方開挖到第一排錨桿以下300→鉆設錨桿孔→錨桿施工→坡面清理→噴射混凝土(掛網)→土方開挖至第二排錨桿以下300→鉆設錨桿孔→錨桿施工→坡面清理→噴射混凝土→直至最后一排錨桿施工完畢→截排水。

2.4 施工方法

1)施工準備：三通一平，技術安全交底，測量放線

2)錨桿施工：根據現場情況采用鑿巖機YT28造孔，MZ-30錨桿注漿機注漿，砂漿由0.75 m3砼攪拌機集中拌和站拌制。錨筋在鋼筋加工場加工制作成型，運至施工現場進行安裝。流程為：坡面清理→鉆孔孔位位置→操作平臺搭設→鉆具及風、水準備→鉆孔→灌注。

3)鋼筋綁扎及噴射砼：根據上述計算采用?25鋼筋，鋼筋網片?10@200×200，雙向設置，鋼筋設置范圍超過坑頂放坡線1 m，網邊采用?12壓邊鋼筋通常設置，并將長1 m，間距1.5 m的垂直打入坡頂地面?25鋼筋，縱向采用通長的2根?25鋼筋。

4)噴射混凝土：采用HTS-300型混凝土噴射機施工，噴射料采用0.75m3攪拌機拌和站集中拌制。

5)坡底、坡頂明溝排水：水流是導致山體塌方的主要因素，因此在坡底每隔25 m設置集水井(800*800*1000)，沿坡腳每20 m設置集水井，基坑外設置截水溝，并及時將截水溝中的水排至沉淀池，坡頂現有排水溝無須考慮。

6)臨邊防護：坡頂現有一條上山通道，現由于施工將半幅道路封閉，采用封閉式彩鋼瓦圍擋，并懸掛安全警示標志及夜間紅色警示燈。

2.5 現場質量管理及檢測

強度檢測：嚴格要求施工單位在噴射混凝土之后做混凝土抗壓強度的試驗，采用300*300專用試塊盒，現場進行灌制。同時在現場與構筑物同條件情況進行混凝土養護7天。然后繼續在標準條件下養護至28d齡期后，進行抗壓強度試 驗。

噴漿掛網質量控制：a、在施工第一層噴射混凝土面層達到設計強度的70%后方可開挖第二層土方及下層噴錨施工。b 、在挖機開挖后，應輔以人工修整坡面，坡面平整度的允許偏差±20 mm，在坡面噴射混凝土支護前，應清除坡面虛土。

土方開挖：開挖前應完成支護結構、地面排水、地下水控制、基坑及周邊環境奸惡、施工條件驗收和應急預案準備等工作的驗收，合格后方可進行土方開挖。開挖過程中，定期測量和校核設計平面位置、邊坡坡率和水平標高。平面控制樁和水準控制點采取可靠措施加以保護，定期檢查和復測。實時觀測山體土方不塌方，確保施工安全。

3 結語

隨著時代的進步，建設過程中各方責任主體對施工安全愈加重視。各種超危大工程的專項措施也幫助施工人員確保安全。本工程將噴錨技術應用在礦山破碎生產線，起到保護山體的作用，大大保障了施工人員的生命安全，加快了施工效率。今后的建筑行業將愈加規范，所有施工步驟必須嚴格執行方案，在確保安全的同時，做好每一個項目。