山地公路边坡防护锚喷支护技术

王亚军

（中国水利水电第九工程局有限公司，贵阳 550000）

1 引言

山地公路的建设条件和使用条件均较复杂，采取边坡支护措施是保障边坡稳定性的重要前提。锚喷支护技术属于山地公路边坡支护施工中的典型技术，技术应用细节多，深入研究此项技术具有重要意义，明确技术应用原理及具体施工要点，妥善进行山地公路边坡支护作业，为公路的建设及建成使用提供安全保障。

2 工程概况

本项目位于毛里求斯9 区之一的黑河区，黑河区位于该国西部，接壤威廉平原区、路易港区及萨凡纳区。本项目位于连接BaieduCap 至Caseyale 的B104 公路上，与B103 公路相连。本项目长约1.4 km，该公路所处地区为丘陵区。挖方边坡高度为24.0 m。开挖边坡风化严重，原设计方案中的边坡挡墙和护面墙支护技术存在效果差、施工难度高等局限性。施工单位充分考虑现场地形、地质条件，决定采用锚喷支护技术防护公路边坡。

3 锚喷支护技术概述

1）抗变形能力强。对公路边坡采取锚喷支护技术后，可提升边坡的稳定性，且建设成型的边坡支护结构耐久可靠，即便受到较强应力作用也不易出现变形、受损等问题。边坡变形部位属于敏感区域，对降雨及其他外部作用较为敏感，在采取超前锚杆支护技术后，可提高边坡支护体系的刚度，抵御外部因素对基坑边坡产生的不良影响[1]。

2）保障工程安全。公路边坡锚喷支护过程中，在开挖一段距离后再采取支护措施，此间隔支护的方法能够优化现场施工条件，方便员工及时发现边坡的变形、沉降等问题，进而采取控制措施，在源头上消除安全隐患。

4 山区公路边坡防护中锚喷支护技术的应用

4.1 测量放线

以图纸要求为准，测设锚杆钻孔点、 边坡沉降变形监测点，定位格构梁和排水沟。测量人员复测基准点坐标和标高并确认无误后，才可正式测量放线。首先在坡面放出纵横格构梁的中心线，找直坡底线，拉通线；然后按设计要求向上排列其他格构横梁。在测定格构梁中心线时，先要确定工作缝的位置，再按照间距控制要求依次排列，确认位置无误后钉桩拉线，各线的交点则为钻孔点。

4.2 土方开挖

坡面分段跳槽开挖土方，每段长度为15 m，深度根据坡面的坡度而定。山地公路边坡开挖深度过大时，划分为多层依次进行，各层开挖深度约为1.0～1.5 m，具体根据开挖条件而定，但必须确保支护前土壁可维持稳定状态。边坡土层条件较好时，连挖多个水平分段，若土质条件较差，连续开挖易引起坍塌事故，因此采取跳挖的施工方法，减弱开挖产生的扰动性。各开挖段、各层均要紧密衔接，开挖人员严格控制土方开挖进尺，避免因欠挖而导致鼓包或因超挖而导致边坡土体发生松动。土方开挖后，及时清理现场，不可堆积土料以及各类杂物。

4.3 钻孔

施工单位以设计图纸为准，用全站仪布设第一排锚杆孔位，清晰地标注孔位，以便施工人员在指定位置钻锚杆孔。钻机采用开山KG310 履带式潜孔钻和开山KQD70B、KQD100B型简易式潜孔钻,空压机采用LGCY22/8、LGCY15/10，注浆设备采用锚杆注浆机GS30EB。根据锚杆孔尺寸搭配合适规格的钻头，应保证钻进后的孔位误差＜100 mm，减小孔位偏差从而方便锚喷施工，安放锚杆前应该吹孔清理。施工单位按照施工图纸要求准确控制锚杆孔孔轴方向，锚杆孔孔轴需垂直于开挖面。钻孔前，钻进人员检查钻机的运行状态，要求设备保持平整，钻进稳定且精度高，钻进过程中及时检查成孔质量，例如孔位需精准，钻孔角度偏差＜5°，孔深偏差＜50 mm，孔壁顺直且维持稳定。钻孔孔径应比锚杆直径大25 mm 以上，钻孔后检验成孔质量，若无误则先向孔中注入砂浆再插入锚杆；若采取先插入锚杆再注浆的方法，则孔径应比锚杆直径大15 mm 以上。钻孔过程中产生的杂物堆积在孔内，未经处理而直接进行后续施工将导致锚杆无法正常下放到位，且杂物将影响浆液的性能，因此钻孔后需进行清孔。对于钻孔成型但未及时插入锚杆的情况，临时封堵钻孔，后续下放锚杆前检查钻孔内的杂物，必要时可用水枪清洗，再下插锚杆[2]。

4.4 锚杆安装与注浆

施工人员安装锚杆前，详细检查锚杆的质量，剔除不达标的锚杆。在本山地公路边坡锚喷支护施工中，采取先注浆后插入锚杆的方法，锚杆插入方向与钻孔方向保持一致，以“慢”“匀”的原则进行，下插过程中遇到阻碍时，可适当旋转锚杆。锚杆插入过程中有砂浆流出时，随即采取封堵措施，保证锚杆孔内的砂浆具有饱满性。若锚杆插入中断时间长，及时拔出锚杆，向锚杆孔内注水用于稀释浆液，防止因中途间歇时间过长而导致孔内浆液固结，进而引起锚杆剩余部分无法顺畅插入的问题。若再次插入锚杆时有堵塞的情况，采取钻孔疏通的处理方法，再顺畅地将锚杆插至指定深度。

4.5 钢筋网安装

本山地公路边坡锚喷支护采用的是20 cm×20 cm 和25 cm×25 cm 两种规格的钢筋网，网片筋为φ6 mm 冷轧螺纹。钢筋网之间及其与锚杆的连接均采取焊接的方法。施工人员必须严格检验钢筋的质量以及焊接的质量，使钢筋网安装位置准确且稳定可靠，具体要点如下：（1）钢筋网焊接前，检查布设位置、结构完整性等，若表面残留锈迹或其他影响施工质量的杂物，需及时清理干净。（2）初喷混凝土后即可挂设钢筋网，具体如图1 所示。钢筋网保护层的厚度不少于2 cm，钢筋网与锚杆稳定连接。（3）施工人员在挂设钢筋网时需要检查基坑边坡的形态，若局部不平整，可灵活调整钢筋网直至其与受喷面的间隙始终控制在3 cm 以内为止，铺设后的钢筋网不可出现局部受损、连接不稳定等问题。（4）喷射混凝土前进行现场检查，若喷射范围内存在石块及杂物，均要清理干净。

图1 钢筋网挂设示意图

4.6 混凝土喷射

喷射混凝土的配合比为水泥:砂:石=1∶2∶2。粗骨料最大粒径不宜大于12 mm，水灰比控制在0.45 左右，宜加入适量速凝剂和减水剂，调节所需的早强时间。喷浆前，应清除坡面灰尘，检查表面，采用PZ-5B 型喷射机进行喷射，距离应控制在0.8～1 m，喷射角度90°为最佳值。喷浆前，应清除坡面灰尘，检查表面，采用PZ-5B 型喷射机进行喷射，喷射能力5～5.5 m3/h，距离应控制在0.8～1 m，喷射角度90°为最佳值。喷浆一般为30 cm，分段进行，自上而下喷射，根据成型厚度100 mm，可分2～3 层喷射，分层喷射应在终凝1 h 后再喷射，第二次喷射前用清水清理喷射面[3]。

4.7 混凝土养护

公路边坡锚喷混凝土结束后，由于现场气温较高而混凝土层较薄，混凝土中的水分易在短时间内快速流失，含水率降低而引起干缩裂缝，导致边坡锚喷支护效果变差。出于质量考虑，锚喷混凝土后需进行养护，例如及时洒水，弥补混凝土的水分散失量，并根据现场气温和混凝土成型状态定期喷雾养护，养护时间不少于7 d，养护过程中混凝土均要保持湿润，最终使混凝土正常成型。

5 山区公路边坡锚喷支护施工注意事项

1）公路边坡的自承能力有限，因此禁止在边坡平台和坡顶边缘位置大量堆载材料和施工机具，否则集中荷载作用过强将导致边坡失稳坍塌。

2）钻孔前进行测量放样，确定孔位。钻孔时，施工人员规范操作钻机，在指定孔位钻进，期间及时检测孔深、孔径、孔壁垂直度等，根据实测结果采取纠偏措施。若遇到缩孔、塌孔等问题，随即暂停钻进，确定异常部位，拌制由水泥砂浆和水玻璃混合而成的浆液，以0.4 MPa 的压力注浆，通过浆液稳固孔壁。固壁灌浆施工24 h 后，重新扫孔钻进。钻孔后，清理孔内的杂物，若未及时插入锚杆，应临时封堵钻孔。

3）边坡锚喷支护期间遇到渗水问题时，需及时处理。若钻孔期间发现孔中吹出小石粒但无粉尘，表明孔内的岩粉由于孔中渗水而黏附在孔壁上，若此时孔深不足，需停钻，拔出钻具，清理干净后恢复钻进，若孔深已经足够，可注入清水，用高压风吹净即可。孔内渗水量大时，以前述方法处理吹出的是碎石和泥浆，此后即可继续钻进，原因在于此时岩粉不会糊住孔壁，对钻进的影响微乎其微；对于尤为严重的渗水现象，应提出钻具，进行压力注浆。

4）钻孔内的岩粉、石屑各类杂物均被清理干净后，才可向锚孔内放入锚杆体，插入至孔内的长度至少达到设计值的95%。锚杆安装位置应准确，深度应合理，并由专员进行防护。钻头直径略大于钻孔，以便钻孔后可顺畅下放锚杆，钻孔深度不可超过规定值200 mm，且孔壁应保持稳定。

5）钻进深度范围内的地层条件发生变化时，根据实际情况灵活调整钻进参数，确保钻进成型的锚杆孔不存在孔偏斜、深度不达标、孔径不合理等问题[4]。

6 山区公路边坡监测结果及分析

经过边坡锚喷支护施工后，于边坡顶布置测点，测定不同时间段x、y、z坐标方向的位移，监测结果如图2 所示。

图2 坡顶测点各方向位移监测结果

根据图2 可知，坡顶各方向位移均较小，x坐标方向的位移量普遍不超过2 mm，可忽略不计；y坐标方向位移量呈阶段性变化，前期增量为1～2 mm，随着时间的延长，位移量逐步减小并趋于零，达到相对稳定的状态；z坐标方向沉降变形约为5 mm，上下仅有小幅度的波动，相对稳定。总体上，坡顶变形量较小，监测后期边坡已经基本达到稳定状态，因此本山地公路边坡锚喷支护效果良好，支护技术可行。

7 结语

综上所述，边坡支护是公路工程的重点内容，锚喷支护技术属于典型边坡支护技术，因具有支护效果好、 对环境影响小、施工便捷等特点而在公路边坡支护施工中取得广泛应用。在本文中，经过分析后提出山地公路边坡锚喷支护技术，并通过位移量监测结果评价锚喷支护技术的可行性。实践表明，在合理应用锚喷支护技术后，有效保证了公路边坡的稳定性，可为公路后续建设和建成使用打好基础。