淺談潛孔鉆在高邊坡施工的管理與研究

摘要：隨著我國(guó)公路發(fā)展的日漸加快，公路邊坡防護(hù)的問(wèn)題越來(lái)越重要，在施工過(guò)程中若處理不當(dāng)，容易發(fā)生碎落、崩塌、滑塌甚至滑坡，對(duì)施工安全，施工生產(chǎn)造成極大安全隱患，同時(shí)也會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失。為了保證路基邊坡穩(wěn)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(shí)的工程措施，本合同段對(duì)高邊坡錨桿格梁施工采用HC726A履帶式潛孔鉆，在進(jìn)度、質(zhì)量、安全上取得了一定的進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：高邊坡；邊坡防護(hù)；履帶式潛孔鉆

高速公路建設(shè)是一項(xiàng)十分復(fù)雜且重要的工作，工程建設(shè)工作包括很多方面，而高邊坡施工建設(shè)作為整個(gè)高速公路建設(shè)系統(tǒng)中最重要的組成部分，其施工工作水平和質(zhì)量將直接影響著整個(gè)路基工程建設(shè)的施工質(zhì)量，關(guān)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(wèn)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(kāi)挖一級(jí)防護(hù)一級(jí)”，在保證邊坡安全的同時(shí)勢(shì)必與路基挖方施工進(jìn)度存在著一定的矛盾，本文著重闡述作者在其施工過(guò)程中采用HC726A履帶式潛孔鉆作業(yè)，防護(hù)施工進(jìn)度有較大提升，真正做到了“開(kāi)挖一級(jí)防護(hù)一級(jí)”，從而使進(jìn)度、安全、質(zhì)量三要素得到相應(yīng)平衡。消除了隱患提高了高邊坡施工工作的水平和質(zhì)量。

一、工程概況

本合同段起于粵桂陳金頂隧道，向南經(jīng)旺桐、旺科、平寨，經(jīng)朱砂鎮(zhèn)西側(cè)。起點(diǎn)樁號(hào)為K0+000，終點(diǎn)樁號(hào)為YK5+130，路線全長(zhǎng)5.13Km，總工期516日歷天。本項(xiàng)目土石方挖方147萬(wàn)方，填方105萬(wàn)方，工程總造價(jià)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(jì)24處；

二、施工方案

1、清表施工

（1）測(cè)量放樣：根據(jù)設(shè)計(jì)橫斷面的邊坡坡率、臺(tái)階寬度，精確計(jì)算路塹塹頂?shù)拈_(kāi)挖線，采用全站儀放樣，放出路塹坡口樁及路塹開(kāi)挖線。

（2）清理：進(jìn)行場(chǎng)地清理，清除原地面以下0～30cm內(nèi)的草皮，農(nóng)作物的根系和表面土，清除路基內(nèi)的垃圾和有機(jī)殘?jiān)?/p>

（3）推土機(jī)和挖掘機(jī)將清理出的耕植土及草皮堆積，挖掘機(jī)裝料，自卸汽車(chē)?yán)帽愕缹U料運(yùn)至指定棄土場(chǎng)。

（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(kāi)挖施工

應(yīng)自坡頂逐級(jí)開(kāi)挖，開(kāi)挖一級(jí)防護(hù)一級(jí)，然后再開(kāi)挖下一級(jí)。避免開(kāi)挖暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使邊坡松弛范圍大，產(chǎn)生新的病害。

（1）施工準(zhǔn)備

A、首先對(duì)土石的工程分級(jí)與類(lèi)別按規(guī)范要求進(jìn)行鑒定，然后按機(jī)具開(kāi)挖或爆破開(kāi)挖分別進(jìn)行施工分類(lèi)，目前我合同段主要為土質(zhì)邊坡。

B、測(cè)放出路塹的邊線、中線，在路塹頂兩側(cè)每5.0m設(shè)一固定樁，并在施工中隨時(shí)檢查開(kāi)挖坡度，及時(shí)糾正偏差，嚴(yán)防超、欠挖。并做好臨時(shí)排水設(shè)施。

（2）開(kāi)挖的基本要求

A、土方開(kāi)挖時(shí)，將適用于種植草皮和其它用途的表土儲(chǔ)存于指定地點(diǎn)。

B、開(kāi)挖土石均自上而下進(jìn)行，邊坡不得亂挖超挖，嚴(yán)禁掏底開(kāi)挖。機(jī)械開(kāi)挖時(shí)，需有人工配合。

C、開(kāi)挖石方時(shí)，對(duì)于軟石和強(qiáng)風(fēng)化巖石，能用機(jī)械直接開(kāi)挖的均選用機(jī)械開(kāi)挖；機(jī)械或人工不能直接開(kāi)挖的少數(shù)石方段，采用控制爆破法開(kāi)挖。

D、施工時(shí)要保證路塹坡面平順，無(wú)明顯的局部高低差，無(wú)凸懸危石、浮石、碴堆、雜物，邊坡上出現(xiàn)的坑穴、凹槽須進(jìn)行嵌補(bǔ)平整。

E、開(kāi)挖平臺(tái)臺(tái)面設(shè)有向路基側(cè)溝排水的坡度。

F、開(kāi)挖形成的邊坡按設(shè)計(jì)要求及時(shí)防護(hù)，避免長(zhǎng)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(wěn)定的情況下，應(yīng)考慮地形以及對(duì)附近建筑物、農(nóng)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(shí)本著高土高棄、低土低棄、劣土廢棄、優(yōu)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(xù)堆填；山坡下棄土，每隔適當(dāng)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(duì)河岸的沖刷。

M、貼近橋墩臺(tái)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(cè)量定位：坡面檢查合格后，按設(shè)計(jì)要求測(cè)量放線測(cè)定孔位，孔位誤差不得超過(guò)±10cm，錨孔偏斜度不應(yīng)超過(guò)5%。

②鉆機(jī)就位：用地質(zhì)羅盤(pán)儀或量角器定向，鉆桿與水平夾角為20°，并確保鉆機(jī)安放支架牢固穩(wěn)定。

③鉆孔機(jī)具：采用空壓機(jī)供風(fēng)，潛孔鉆無(wú)水干鉆成孔，禁用水沖成孔；使用鉆頭直徑不得小于設(shè)計(jì)孔徑。

④鉆孔深度：為確保錨孔深度，鉆孔深度大于設(shè)計(jì)深度0.4m以上。

⑤特殊情況處治：鉆孔速度應(yīng)根據(jù)使用鉆機(jī)性能和錨固地層嚴(yán)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(shí)，則采用套管跟進(jìn)鉆孔技術(shù)；如遇塌孔、縮孔現(xiàn)象，立即停鉆，及時(shí)進(jìn)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(jìn)，以使鉆孔完整；若遇錨孔中有承壓水流出，必要時(shí)在周?chē)m當(dāng)部位設(shè)置排水孔處理。

⑥錨孔清理：使用高壓空氣（風(fēng)壓0.2～0.4MPa）將孔內(nèi)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(jié)強(qiáng)度。

⑦錨孔檢驗(yàn)：錨孔成孔結(jié)束后，須經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理檢驗(yàn)合格后，方可進(jìn)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(duì)接雙面幫焊工藝，焊接時(shí)采用506系列電焊條，焊接高度、焊接寬度應(yīng)滿足規(guī)范要求，焊接長(zhǎng)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(yīng)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(fēng)壓0.2～0.4MPa）將孔內(nèi)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(jié)強(qiáng)度；

B、插放之前進(jìn)行檢查隱蔽，插放時(shí)應(yīng)避免插體扭壓和彎曲，插體入孔內(nèi)深度不應(yīng)小于錨桿長(zhǎng)度的95﹪，亦不得超深，以免暴露長(zhǎng)度不足。若達(dá)不到設(shè)計(jì)深度，應(yīng)重新鉆孔。

C、錨桿鋼筋插入鉆孔：插入錨桿時(shí)應(yīng)將灌漿管與錨桿同時(shí)放入鉆孔底部，一般情況要求成孔后，立即插放錨桿，插入時(shí)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(yīng)按設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求做好配合比試驗(yàn)。

②鉆孔完成后必須用高壓空氣（風(fēng)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(nèi)灌注M30水泥砂漿，水灰比0.45，灰砂比1：1，必要時(shí)可適當(dāng)添加減水劑和早強(qiáng)劑。水泥砂漿應(yīng)拌和均勻，隨拌隨用，一次拌和的水泥砂漿應(yīng)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(guò)程中，注漿管從孔底緩慢抽出，當(dāng)孔口冒漿10秒以上時(shí)才可停灌。注漿結(jié)束后應(yīng)觀察漿液的回落情況，若有回落應(yīng)及時(shí)二次補(bǔ)漿。注漿作業(yè)過(guò)程應(yīng)做好注漿記錄。

（4）鋼筋砼框梁施工

①施工程序?yàn)椋簻y(cè)量放線→錨梁開(kāi)挖→支立模板→綁扎鋼筋→現(xiàn)澆砼→砼養(yǎng)護(hù)。

②基礎(chǔ)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(bǔ)。

③鋼筋制作、砼灌注和養(yǎng)護(hù)：

A、鋼筋的制作、綁扎，下料、彎制、焊接必須按設(shè)計(jì)或有關(guān)技術(shù)規(guī)范要求施作。

B、砼澆注時(shí)時(shí)必須用振動(dòng)棒振搗密實(shí)，尤其在錨桿周?chē)摻钶^密集，應(yīng)仔細(xì)振搗，保證質(zhì)量。砼澆筑完成后，及時(shí)草袋覆蓋灑水養(yǎng)生。

C、錨桿框架按設(shè)計(jì)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(nèi)鋪砌：采用培土植草防護(hù)，將下部土體捶實(shí)平整，在框架內(nèi)培土噴播植草。

四、工程效果評(píng)價(jià)

1、施工進(jìn)度

表1 合同段路塹高邊坡列表

根據(jù)以上路塹邊坡實(shí)際工程數(shù)量，人字型骨架砌筑、錨桿格梁與錨索框梁砼澆筑施工相對(duì)比較簡(jiǎn)單，相應(yīng)增加施工人員與材料供應(yīng)及時(shí)即可提高作業(yè)進(jìn)度，錨桿格梁與錨索框梁鉆孔施工相對(duì)比較慢，以下以ZK0+485～655七級(jí)邊坡為例著重探討高邊坡鉆孔施工進(jìn)度。

表2 ZK0+485～655路塹邊坡防護(hù)布設(shè)及工程數(shù)量表

（1）HC726A履帶式潛孔鉆

（2）進(jìn)度比較

HC726A履帶式潛孔鉆根據(jù)鉆孔速度計(jì)算每個(gè)工日可以鉆孔進(jìn)尺300m左右（移機(jī)與加班時(shí)間相抵消），ZK0+485-655段高邊坡共計(jì)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(tǒng)施工工藝人工搭設(shè)水管平臺(tái)鉆孔每天約能鉆孔進(jìn)尺150m左右，那么傳統(tǒng)鉆孔施工該段邊坡約需要65天（計(jì)算搭拆施工平臺(tái)時(shí)間），該段邊坡在其他施工作業(yè)條件相同情況下采用HC726A履帶式潛孔鉆共計(jì)節(jié)約時(shí)間35天。

2、施工質(zhì)量及安全

HC726A履帶式潛孔鉆大大提高了高邊坡防護(hù)的施工進(jìn)度，使已開(kāi)挖的邊坡能夠及時(shí)防護(hù)到位，結(jié)合混凝土格梁、框梁、與截水溝的施工使我標(biāo)段的高邊坡質(zhì)量與安全得到了極大的保證，目前未出現(xiàn)碎落、滑塌等現(xiàn)象。

3、工程經(jīng)濟(jì)性

據(jù)統(tǒng)計(jì)我標(biāo)段鉆孔共計(jì)43744延米，目前我標(biāo)段共有潛孔鉆3臺(tái)（配套3臺(tái)空壓機(jī)），在順利情況下共需47天即可完成本標(biāo)段所有高邊坡鉆孔施工，如投入人工鉆頭4臺(tái)（配套4臺(tái)空壓機(jī)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(tái)搭設(shè)時(shí)間），經(jīng)粗略比較機(jī)械鉆孔與人工鉆孔機(jī)械租賃和材料消耗大概相當(dāng)，經(jīng)計(jì)算機(jī)械鉆孔節(jié)約400個(gè)工日，共計(jì)約80000元。

結(jié)語(yǔ)

（1）采用錨桿格梁的支護(hù)形式增強(qiáng)邊坡的整體穩(wěn)走性，對(duì)營(yíng)運(yùn)后邊坡的穩(wěn)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(shù)措施真正達(dá)到了開(kāi)挖一級(jí)防護(hù)一級(jí)，是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵。

（3）對(duì)邊坡施工采用機(jī)械設(shè)備，無(wú)論在質(zhì)量、安全、進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)上都較傳統(tǒng)的施工工藝有所提高，值得借鑒。