淺析臨近既有線樁間土釘墻施工過程控制

羅登魁

摘要：在目前的普通鐵路路塹邊坡防護工程施工中，為保證路塹邊坡的穩定性，路塹邊坡大多采用錨固樁防護，樁間配合使用土釘墻加固，樁間土體的穩定主要依靠土釘與既有巖體形成整體，提高巖體的整體抗滑能力，確保路塹邊坡巖體的整體穩定。樁間土釘墻適用大部分的巖土體，抗拔力較高，質量較可靠，在工程邊坡防護工程中普遍使用。樁間土釘墻施工從確定試驗參數、土釘鉆孔過程中的重點控制、鉆孔注漿及臨近既有線鐵路施工的重點控制等主要施工過程進行說明。

Abstract： In slope protection engineering construction of ordinary railway in the present， in order to ensure the stability of slope， slope protection pile anchor is used， soil nailing wall is used between piles， the stability of soil between piles mainly depends on the formation of soil nail and the existing rock mass， to improve the overall anti-sliding capacity of rock mass， to ensure the overall stability the cutting slope of rock mass. The soil nailing wall between piles is suitable for most rock and soil， with high uplift resistance and reliable quality. Construction of soil nailing wall between piles is described from determining test parameters， key control in soil nailing drilling， main construction process of drilling and key control of construction of the existing railway line.

關鍵詞：邊坡防護；穩定性；試驗；土釘；既有線

Key words： slope protection；stability；testing；soil nailing；existing line

中圖分類號：U213.1+3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）04-0100-03

0 引言

樁間土釘墻依靠數量眾多的土釘群體作用，試驗研究表明，即使個別土釘有質量缺陷或功能失效，同排及上排的土釘分擔了較大的荷載，對邊坡的整體穩定影響較小。其基本原理是首先在不穩定的巖體上鉆孔，鉆孔至滑動面以下堅固穩定的巖層中，依靠土釘的拉力，使不穩定的巖體形成整體。土釘鉆孔由于孔徑較小，與傳統的鉆孔項目比較，穿透卵石及巖層的能力更強。開挖面形狀不規則，坡面傾斜等施工情況不影響土釘施工。前期先施工試驗段，確定合理的參數，確保整個工程的土釘施工不留安全及質量隱患，不出安全事故，施工質量達到設計各項指標。

1 土釘墻施工的基本原理

土釘墻的基本原理是在原位坡面巖土中設置密集的土釘，在邊坡表面構筑鋼筋網及澆筑混凝土面層，通過原位巖土、土釘、混凝土面層三者的共同作用力，使邊坡受力穩定。采用土釘墻施工，過程中不單獨占用工期，挖土與支護同步進行，工期較短。根據國內外的經驗資料分析，土釘墻的工程建設費用比其它支護類型約低1/3～1/4。

2 土釘試驗目的及參數確定

2.1 土釘試驗目的

中鐵六局集團路橋建設有限公司承擔昆明樞紐擴能改造昆陽支線路基工程，路塹高邊坡采用樁間土釘墻防護，根據規范及設計要求，土釘墻施工前必須進行拉拔試驗，驗證土釘砂漿的握裹性和錨固段設計指標，檢驗和優化土釘砂漿配合比，檢驗土釘的施工設備及施工工藝能否滿足土釘砂漿密實度等指標。通過現場試驗實測地層的綜合摩阻力，為現場土釘施工提供準確的參數。通過實驗，為樁間土釘墻全面積施工提供具有針對性的措施，確保土釘施工工藝的科學合理，整個工程的土釘施工不留安全及質量隱患，不出安全事故，施工質量達到設計各項指標。

2.2 土釘試驗基本參數的確定

通過現場試驗實測地層的綜合摩阻力，檢驗土釘的施工設備及施工工藝能否滿足土釘砂漿密實度，為現場土釘施工提供準確的參數。經現場調查，昆陽支線K6+575- K6+675左側樁間土釘墻做為試驗段。此段為單孔單根土釘，土釘長6m和8m。本試驗段地質為強風化泥巖夾巖，泥灰巖（弱膨脹土）。土釘試驗設計要求：土層內抗拔力不小于35kN，巖層內抗拔力不小于100kN。試驗時，應保證土釘與試驗器材連接牢固，預防在拉拔過程中出現安全事故。應按照路基及路基附屬規范要求勻速松壓或加壓，不得一步到位，加壓時現場施工人員，嚴禁站在試驗儀器下方，防止拉拔過程中出現安全事故。

3 土釘施工過程重點控制

3.1 坡面開挖的過程控制

按設計坡率、平臺標高進行測量放樣，確認胸坡坡率及平臺標高達到設計要求。根據放線后彈線標記，按照1：0.25坡率從上至下分層開挖墻前邊坡，分層開挖高度土層宜為0.5～2m，巖層宜為1～4m。在同一開挖分層內，當邊坡形成后，應先清除坡面和邊坡底部的巖渣、浮土和松石，過低則用漿砌片石嵌補，過高則用風鎬鑿除，如遇較大裂縫，可采用灌漿或勾縫加固處理。土釘墻坡面巖體開挖距設計邊坡線1m時，應采用人工配合小型機具施工，防止破壞墻后巖體的整體性及樁身等其它支擋結構，必須確保坡面胸坡率與土釘墻設計坡率一致，坡面規則平整，不得出現欠挖、超挖現象，確保工程質量。

3.2 土釘鉆孔重點控制

要求鉆孔鉆頭準確定位，鉆機軸心傾角與鉆孔傾角基本吻合，鉆孔采用氣動潛孔鉆機（YQ100E），用三角支架及倒鏈將潛孔鉆吊裝至平臺上就位，根據坡面布設的孔位，準確安裝固定鉆機，并認真進行機位調整，確保土釘鉆孔位置準確，孔位縱橫誤差不得超過±100mm，土釘孔深不小于設計長度，也不宜大于設計長度500mm。鉆孔傾角符合設計要求，傾角允許誤差±1.0°，土釘長度的允許偏差-30～100mm。土釘鉆孔過程中，隨時檢查鉆機立軸傾角，發現鉆進傾角大于設計允許誤差時及時糾正。

土釘鉆孔過程中，鉆孔人員依據試驗確定參數，合理控制鉆進速度，避免鉆孔過程中出現坍方、變形或扭曲現象。在鉆進過程中，鉆孔人員應及時觀察孔內出渣、出灰和漏風情況，做好錯落面、滑動面等軟弱面位置記錄，判斷鉆孔深度是否進入穩定巖層中，鉆孔進入穩定巖層深度不小于設計要求入巖深度。為防止孔底清渣不徹底，實際鉆孔深度應大于設計深度35cm左右。當遇到破碎、松散地層時，采用套管跟進鉆孔技術，使鉆孔完整不塌。

當土釘鉆孔深度達到設計孔深后，不能立即停鉆，要求鉆孔人員穩鉆1～2分鐘。土釘鉆孔必須采用干鉆，不得采用水鉆，孔徑、孔深應滿足設計要求。在鉆進過程中，應精神集中，精心操作，防止埋鉆、卡鉆等各種孔內事故。一旦發生縮孔塌孔等不良鉆孔現象時，必須立即停鉆，快速進行固壁灌漿處理（灌漿壓力不小于0.2MPa）。在鉆孔過程中，遇鉆孔中有承壓水流出時，待水量、水壓變小后，方可安裝土釘與注漿，必要時在土釘周圍適當部位設置排水孔，或采用二次鉆進、注漿封堵等方法處理鉆孔內部積聚水體。在達到鉆孔設計深度后，用高壓風槍清除孔內和孔口處的粉塵、浮渣及其它雜物等，清孔完成后，應將孔口暫時封堵，避免碎屑雜物進入孔內。

3.3 土釘安裝過程控制

土釘安裝前需進行定位支架焊接，定位支架采用Φ6HPB335的鋼筋制作，自錨桿前端0.2m處每1.5m設置一處，如圖1、圖2。

支架焊接時需滿焊支架，且注意焊接過程中不得損傷土釘母材。每個孔位插入一根土釘，采用Φ25HRB400鋼筋。

3.4 灌注水泥砂漿重點控制

灌漿前應對現場原材料進行詳細檢查，機制砂不得出現石子、塊石等其它雜物，防止注漿機器出現堵塞，同時檢查注漿泵、管路及接頭的牢固程度，防止注漿過程中漿液沖出傷人。注漿材料選用M30水泥砂漿（1：0.5～1：1）。注漿漿液應攪拌均勻，每次攪拌時間滿足設計及規范要求，并在初凝前用完。注漿采用埋管式注漿，注漿過程中保證從鉆孔中順利排水、排氣，直到注漿結束為止。注漿管應有足夠的內徑，能使漿液輸送至鉆孔的底部。注漿管應能承受不小于1.0MPa的注漿壓力。注漿前先進行漿液拌制，土釘注漿應采用自孔底向上一次性有壓注漿，中途不得停漿，注漿壓力不得小于0.4MPa，孔內漿液必須飽滿密實。注漿結束后的次日，應檢查各土釘孔注漿是否灌滿，若孔內漿液不飽滿，待水泥砂漿初凝前進行二次補漿，確保漿液均勻填滿鋼筋與孔壁漿的間隙。注漿結束后，應將外露的注漿套管、注漿管、注漿槍清洗干凈，注漿過程中做好注漿記錄。

3.5 坡面掛網及噴射混凝土的過程控制

坡面嵌補平整完成后，應掛設鋼筋網片，鋼筋網片應固定在邊坡上，且與土釘連接牢固。鋼筋網片掛設完成后，應立即噴射5cm厚的混凝土，機械噴射作業前應進行試噴，調節水灰比，使噴射表面光澤平整，回彈量小，骨料分布均勻，嚴禁在雨中進行噴射作業。按照自下而上的順序進行噴射。噴射區域應分段進行，噴射與坡面的距離約為1.0m左右為宜。

4 土釘墻混凝土澆筑的過程控制

4.1 模板安裝過程中的重點控制

模板安裝之前，應先清理現場，然后用墨線彈出模板的中心線，便于模板安裝和校正。模板底部應預先找平，以保證模板位置正確，防止模板底部漏漿，找平方法是沿模板內邊線用1：3水泥砂漿找平層。模板的接縫嚴密，不漏漿。清除模板內的泥土、木片、垃圾等雜物，確保模板內部干凈。

4.2 混凝土澆筑的過程控制

混凝土采用攪拌站集中攪拌，混凝土泵送車運送，現場采用混凝土輸送泵泵送澆筑，插入式振搗器振搗。在混凝土澆筑過程中，嚴格控制混凝土的和易性、坍落度和混凝土的運輸時間，嚴防混凝土產生離析現象。為保證土釘墻混凝土的整體性，應連續澆筑，控制澆筑時不留或少留施工縫，如必須間歇時，間歇時間應盡量縮短，在澆筑完畢后的12h以內對混凝土灑水養護，混凝土澆水養護時間不少于7d，摻用外加劑的混凝土，養護不少于14d。在混凝土澆筑時，注意預留泄水孔。

5 臨近既有線安全防護措施

5.1 地下管線安全防護措施

在臨近既有線施工之前，與設備管理單位、使用單位聯系，探測、查明施工現場地下管線的分布情況，繪制詳細地下管線的走向圖，人工開挖探槽（坑）與儀器探測探明相結合，探明地下管線準確位置，監護（配合）單位人員未到場，施工現場無安全監護人員配合，不準施工。安排專業人員挖溝探測，確保地下管線的安全，與相關產權單位聯系遷改和保護工作，未經產權單位認可和核實，不得盲目施工。已探明的地下管線等隱蔽設備，管線路徑作出明顯標記，開挖外露的電纜進行有效的防護和遷改，由于遷改緩慢、工期緊迫的等客觀原因，地下管線沒有確認及遷改完成必須施工的地段，必須取得設備管理單位的同意，施工單位與設備管理單位簽訂《施工安全配合協議》，施工單位與設備單位，共同查明地下管線的準確位置，采取可靠的安全措施方可施工。施工期間，施工區域內現有設備維修單位派專人在現場配合施工。施工范圍內有管線等其它隱蔽設備時，做明顯的地面標志，不得隨意改動隱蔽設備的地下位置。開挖電纜探溝距原地面40cm時，要小心輕挖，杜絕損壞既有電纜。地下管線暴露后，馬上檢查并進行產權確認，采用角鋼等方式對管線進行有效的臨時保護，做好明顯的標識或撒上白灰線。在位于地下管網兩側2m范圍內，不準動用挖掘機及鐵鎬等小型工具，若機械在管線附近作業時，施工過程中安排專職防護人員實施現場指揮，使管線不被破壞，施工完畢后在相關人員配合下按要求進行恢復。

5.2 防止邊坡坍塌措施

嚴禁在坡面頂部堆土及存放建筑材料，減輕坡體負擔。坡面開挖完成后，應及時進行坡面防護，避免巖體長時間外露。防止地表水滲入坡面土體內，做好排水、降水措施，避免沖刷坡面及坡腳，防止邊坡失穩而造成坍方。當邊坡出現裂縫、連續滾石時，表明坡面可能發生局部滑動，及時處理滑坡體，防止坡面突然垮落傷人。若遇有暴雨或連陰雨天氣，對開挖面進行彩條布遮蓋，做好四周的排水，施工現場管理人員不間斷的對施工現場加強巡回檢查，做好檢查記錄，有異常情況及時處理并向有關部門上報。

5.3 坡面開挖穩定性監測

對于樁間土釘墻坡面開挖工程，邊坡穩定性監測非常關鍵。通過對邊坡變形的監測，判斷邊坡滑動面深度、滑動范圍及變形發展趨勢，評估開挖坡面自身穩定性及周圍建筑物的影響情況。在開挖的過程中，監測坡面圍巖穩定，掌握邊坡水平、垂直方向的變化，了解邊坡范圍和邊坡穩定情況，及早發現安全隱患，依據實際情況進行工序和工藝的調整，采取更加安全的施工方案組織施工。在坡面平臺上設置坡面變形觀測點，通過數據處理分析，繪制時間～位移、距離～位移、位移速度～時間關系曲線，系統分析坡面在施工過程中的水平位移變化情況。根據數據處理的結果，找出不同時刻邊坡圍巖的變形量及邊坡圍巖的發展趨勢，分析邊坡圍巖變形是否在變形范圍之內，準確判斷圍巖的穩定性及防護結構的可靠性，確保施工過程中邊坡穩定。

5.4 臨近既有線施工機械的重點控制

臨近鐵路既有線施工，使用大型機械作業之前，對機械操作人員及機械現場的管理人員，全員進行鐵路行車安全教育培訓，培訓合格后，才能上崗作業。裝載機、推土機、挖掘機等自行設備在既有線附近作業時，應該做到“一機一人”監護。既有線兩側15m范圍內行駛的施工車輛和機械設備，在鐵路限界外設置防護繩（帶），并設置現場防護員和駐站聯絡員。現場防護人員、駐站聯絡員及設備管理單位監督人員不到位，嚴禁啟動機械車輛。在既有線二側10m范圍內施工時，嚴禁施工機械車輛掉頭，確需要調頭時，在現場指定位置設置調頭區，并派專人監護。既有線有車輛經過時，停止所有施工作業。在鐵路設施附近倒車、卸車時，在設施周圍設置護欄及安全警示標志，派專人進行防護。停用的機械、車輛由監護人員看管，禁止操作人員擅自啟動機械作業。

6 結束語

土釘墻施工以其施工簡單，經濟可靠，邊坡穩定及安全性較高的特點，目前在鐵路工程邊坡防護中大量使用。本文以昆明地區普通鐵路工程邊坡防護土釘墻為研究對象，進一步對邊坡土釘墻支護技術進行深層次的探討。土釘墻的施工不需要復雜的技術和大型的機械設備，施工時對環境的干擾很小，施工方法有較大的靈活性，特別適用于臨近既有線邊坡防護工程。在臨近既有線施工中，對施工單位安全生產管理水平及安全生產的控制能力提出嚴峻的挑戰。本文對臨近既有線樁間土釘墻施工重點控制進行詳細論述，對施工過程中確保既有線行車安全及采取措施進行說明，旨在為工程實踐提供參考依據。

參考文獻：

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[2]TB10414-2003，鐵路路基施工規范[S].

[3]鐵總運﹝2014﹞.鐵路工務安全規則[M].中國鐵道出版社.