摘要：边坡支护是指为保证边坡及其环境的安全，对边坡采取的支挡、加固与防护措施。本文以土木工程为研究对象，结合边坡支护的相关理论和具体工程实例，对具体的支护技术应用和施工要点进行了探讨。
关键词：土木工程；边坡支护；施工要点
前言
边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程活动中最基本的地质环境之一，也是工程建设中最常见的一种工程形式。但随着人类活动的加剧，如道路工程、建筑工程等，边坡失稳带来的危害和损失也在不断增加，再加上边坡岩土体是性质极其复杂的地质介质，长期的地质作用使其成为自然界最复杂的材料之一。它的力学特性参数、结构面分布规律、工程性质等都是复杂多变的，并具有强烈的不确定性，这些客观存在的不确定性给边坡工程带来了巨大的困难，由此加强边坡支护技术的研究，保障边坡结构的稳定就有着重要的经济效益和社会效益。
1.工程概述
我国某土木工程中的边坡支护工程，共分为浅层支护、深层支护及随机支护等14个支护分区，采用锚杆、喷混凝土、排水孔、预应力锚索、框格梁、坡面及马道混凝土等综合支护措施，形成以预应力锚索和抗剪洞为主、辅以锚杆、混凝土框格梁等措施的局部和整体、浅表和深层的全方位、多层次边坡加固体系。
2.施工特点及难点分析
本次工程具有节理裂隙发育、地质构造复杂、深部裂缝、断层等对边坡稳定性影响显著等特点，并且地质条件复杂，如何保证边坡施工过程的稳定是开挖支护施工面临的最大、最关键的问题。
2.1工程特点
1）支护工程量大，形式多样，且工程变更、新增项目多；
2）运输通道少，支护材料运输困难。支护工作面距离开挖工作面距离近，相互影响，干扰较大，安全隐患大。
3）支护必须紧跟开挖进度，导致开挖和支护施工相互制约。
4）边坡砂板岩分层明显，锚索、锚杆、物探孔等项目成孔困难，尤其是锚索长度大，成孔下锚困难，预灌浆量大、耗时长，严重制约工程进度。
5）施工环境恶劣，风季多风、汛期多雨，加上开挖产生的扬尘，严重影响劳动效率。
2.2施工难点
2.2.1正确协调开挖和支护的关系
一方面施工过程中，对边坡稳定进行预先分析、预先控制，并根据监测成果反馈分析，了解边坡可能的变形失稳模式，对控制边坡整体稳定和局部稳定的关键结构面予以识别，为采取有针对性的开挖支护措施提供依据。
另一方面应严格执行设计规定的开挖技术要求，严格控制开挖梯段高度、限制支护与开挖面的高差、建基面与岸坡洞室间的开挖先后顺序等，以边坡支护进度控制边坡开挖进度[1]。
2.2.2施工场地狭窄、道路布置困难
工程部分开挖区边坡坡度为40°~70°，施工道路及临建设施布置困难，超过3/4的施工工作面轮式设备无法直接到达，因此开挖区外的围岩加固、覆盖层和危石清理、截水沟施工、防护网施工的材料运输成为制约边坡正常进展的主要因素之一。
2.2.3安全问题突出
在高边坡施工过程中，受必需的施工周期以及爆破安全距离的限制，边坡开挖与支护之间总是存在时间和空间差距，致使开挖面往往超前于支护工作面，开挖坡面的大面积裸露不可避免地带来边坡稳定问题。同时在开挖区开口线以外的原始坡面上分布有大大小小、数量众多的坡面危岩体，这些危岩在雨水的冲刷作用下，极可能失稳坠落，给下部施工带来较大的安全隐患。
2.2.4动态设计带来的困难
地质条件的复杂性决定了工程边坡设计随开挖揭示进行必要的调整、优化，这种动态设计是对施工图的完善，不可避免，但带来了施工程序、工序上的反复，导致临建布置困难，不断变化，施工组织不均衡。尤其是开挖体型和加固处理设计方案的频繁修改、变更，对支护进度影响大，并增加了施工成本[2]。
3.支护技术的应用分析
3.1高排架设计与施工
在开挖坡面上搭建高排架，将轻型锚固钻机钻孔、灌浆作业、安装锚索（杆）、张拉等作业布置在施工平台上进行，以缩短全液压锚固钻机蹬渣造孔时间，避免其长期占压开挖面，从而达到加快边坡整体进度的目的。
高排架搭设过程中需要注意以下几个方面：
1）相邻两立杆的接头应相互错开，不应在同一步高内，相邻接头的高度差大于1500mm；
2）大横杆对立杆起约束作用，必须用直角扣件扣紧，不得遗漏。
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3）剪刀撑应沿步高连续布置，在相邻两排剪刀撑之间，设大斜撑，剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与脚手架的立杆或大横杆扣紧外，在其中间应增加2~4个扣结点；
3.2喷锚支护
3.2.1挂网喷混凝土施工
挂网采用6.5钢筋，钢筋网格为15cm×15cm，干喷法工艺，喷射混凝土强度等级为C25。每方混凝土配合比为水：水泥：砂子：豆石：SW红星速凝剂=210：456：882：722：9.12。喷混凝土采用0.35强制式搅拌机现场拌制，PZ-5C型喷射机施工。
喷射混凝土作业采用分段分片依次进行，喷射顺序自下而上，采用分层喷射，第一层3cm，第二层7cm；分层喷射时，后一层应在前一层混凝土终凝前进行，若终凝1h后再行喷射，应先用风水清洗喷层面，钢筋网的混凝土保护层厚度不得小于5cm。
因边坡地层破碎、坡面堆积物较多，挂网前人工清除松动危石及堆积物的工作量较大。另外受断层及其影响带、煌斑岩脉影响的受喷坡面，极不平整，喷护作业时超喷及回弹量大。在边坡验收后快速进行喷混凝土施工能够杜绝边坡污染，减小后期清理的难度。锚杆先于锚索施工，可有效防止锚杆滞后施工导致可能损伤锚索的情况[3]。
3.2.2锚杆施工
边坡锚杆施工工艺流程为：搭设脚手架钻孔孔位的布置操作平台搭设钻具钻孔安装锚杆浇筑水泥砂浆养护。
前期施工过程中，经常出现锚杆钻孔结束后，锚杆下设困难，采用“先安装锚杆后浇筑”。在锚杆下设前，将25的聚乙烯注浆管绑扎在锚杆上，下设完成后通过注浆管将砂浆注入孔内。
制浆站与灌浆站高差大，浆液输送距离远，太浓浆液难以送达工作面，采用灌浆系统输送0.41：1水泥浆液至灌浆站，再在灰浆联合注浆机内加天然河砂拌制成要求的砂浆。在第一次注浆后砂浆凝固过程中存在收缩，需要进行二次补灌。
3.3排水孔施工
排水孔钻设完成后，应及时对排水孔进行清孔处理，并按设计要求进行排水管的安装。排水管管径为73mm，长度为50cm，排水孔下入孔内45cm、外露5cm。排水管安装到设计要求位置后，将排水管与孔口结合处用水泥砂浆抹平，防止排水管滑出。
开挖区外自然边坡覆盖层部位，排水孔成孔后易塌孔，将排水孔孔径调整为1lOmm，并安装80排水盲管。排水孔在相邻区域30m范围锚索灌浆结束后施工，要重点控制其钻孔方向。
3.4柔性防护网
柔性防护网包括主动防护和被动防护网两种。
1）主动防护网：GPS2型主动防护网由格栅网和棱形网（钢绳网）组成；格栅网安装时从上向下铺设钢绳网并缝合，缝合绳为8钢绳，每张钢绳网均用一根长约31m的缝合绳与四周支撑绳进行缝合并预张拉，缝合绳两端各用两个绳卡与网绳进行固定联结。格栅底部沿斜坡向上敷设0.5m左右，并为使下支撑绳与地面间不留缝隙，用一些石块将格栅底部压住；主动防护网的锚杆间排距为4.5m×4.5m，锚杆孔深L=2m、3m，锚杆孔的钻孔孔径为42mm。
2）被动防护网：被动防护网先进行测量放点，然后进行钢柱基础施工。钢柱基础施工时，基岩部位利用手风钻机钻孔安装锚杆作为钢柱基础，对于非基岩部位，采用人工挖坑后浇筑混凝土的方式作为钢柱基础。混凝土尺寸为0.8m×0.8m×1.0m。基础施工完毕后进行钢柱、上下支撑绳、环形网、栅格网的安装。通过在危岩体部位及自然边坡冲沟中实施主动网，确保了危石的稳定；在边坡设置系统的被动防护网，与主动网形成系统的防护体系，有效地保护了下部施工及建筑物的安全[4]。
4.施工质量控制
4.1开挖质量控制
首先应积极开展生产性试验，如边坡开挖梯段爆破和预裂爆破试验等，通过爆破试验，确定适应的爆破参数，并通过爆破监测成果分析反馈，调整优化开挖方法和爆破参数，保证边坡的开挖质量。
其次在施工期间，根据不同部位地应力状况，不断调整优化，因地制宜的综合采取多种开挖方法，保证开挖质量。并根据开挖体型，开挖分区和施工顺序及施工道路的布置，结合上一层开挖爆破所披露的地质情况、现场分区分块情况进行爆破设计。
最后应加强钻孔质量控制，尤其是预裂爆破孔。一方面应使用全站仪进行钻孔测量放样，预裂面直线段的预裂孔每隔5孔放点并放出后视方向点；折线和圆弧段预裂面进行逐孔放样，每个孔必须放出后视方向点，并用红油漆标示清楚。另一方面应搭建钻孔样架，钻孔样架的位置、刚度和稳定性需满足钻孔精度要求。
4.2高排架施工控制
1）排架搭设时，立杆支撑在较好的岩石上，同时在架设过程中要与锚筋连接固定，排架架设宽度保证施工人员能在平台上正常施工，排架上设置斜撑和剪刀撑加强其整体承载性能，使排架能承受人员设备重量和施工时产生的振动。
2）排架上设置通道和扶梯，便于人员通行，危险部位要设置明显的安全标识；排架下部和外部张挂安全网。钻孔操作平台顶部采用竹马道板，底部采用厚5cm木板进行上下立体防护，竹马道板及木板必须利用铅丝绑扎牢固。锚索注浆平台设置在安全、可靠的部位，并按要求做好防雨、防砸措施。
3）拆除排架时，按从上到下顺序逐层拆除，严禁直接向低处抛掷架管。
4）施工过程中加强安全巡检，随时注意排架及排架基础岩石的稳定性，严禁超载和随意拆除，发现异常及时进行处理，确保使用安全。
4.2锚索施工质量控制措施
锚索钻孔过程中出现塌孔、卡钻并伴随着大量漏风现象造成钻进成孔困难时，主要采取：钻进、固结灌浆、待凝、扫孔、钻进、固结灌浆，循环反复进行孔道破碎岩体固结灌浆实施成孔作业。并且预应力锚索编制采用的隔离支架、束线环、承载板间距均由2.0m调整为1.5m，以利于锚束体的顺直，减少索体与孔壁的摩擦。
5.结语
总的来说，为了实现边坡工程安全优质快速的施工，保证工程的施工质量，实现工程项目良好的经济效益和社会效益，在边坡支护时应注意以下几点：
1）施工前，技术人员要认真复核地质资料及地下构筑物位置走向，并掌握项目施工中可能影响到邻近建筑物基础的埋深，并对照施工方案和技术措施，确定适宜的施工顺序，选择合适的施工方法及相应的安全措施。
2）加强对支护结构施工质量的监控，建立健全施工企业内部支护结构施工质量检查制度，这是保证支护结构质量的重要手段。同时还要控制好支护结构的现场检测，以防止发生坍塌。
3）动态协调开挖和支护之间的关系，优化边坡开挖与支护的施工程序和工艺，将边坡下挖调整为“内侧控制开挖、大面提前下挖”，并优化内侧锚索施工平台提交，以加快边坡深层支护进度，保证了边坡施工期的安全和稳定。
参考文献
[1]叶芳，刘桂霞，尚召云.边坡支护形式的选择[J].科技信息.2008（33）
[2]李洪霞.简述土木工程中的边坡支护技术应用[J].黑龙江科技信息.2015（17）
[3]贾建国.刍议边坡支护技术在土木工程施工中的应用[J].门窗.2013（11）
[4]曾祥鸿.土木工程边坡支护技术研究[J].中国高新技术企业.2015（27）
论文作者:朱信
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/25
标签：排架论文; 钻孔论文; 混凝土论文; 工程论文; 锚杆论文; 防护网论文; 困难论文; 《建筑学研究前沿》2017年第20期论文;