黃振福

（桂中治旱樂灘水庫引水灌區(qū)建設(shè)管理局 廣西來賓市 546100）

噴射混凝土在邊坡治理和保護(hù)中的應(yīng)用研究

黃振福

（桂中治旱樂灘水庫引水灌區(qū)建設(shè)管理局 廣西來賓市 546100）

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的工業(yè)水平也取得了長足的發(fā)展與進(jìn)步，人們的生活水平也逐漸提升。在工業(yè)發(fā)展的過程當(dāng)中，錨桿噴射混凝土在邊坡治理和保護(hù)中的應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)受到了的有關(guān)人員的青睞。研究表明，錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)能夠有效提高高陡邊坡地帶巖土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，使其抗變形能力增強(qiáng)，還能夠在一定程度上提升邊坡整體的穩(wěn)定性，具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢?；诖?，本文將主要圍繞這一主題展開論述，就錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)在邊坡治理中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

錨桿噴射混凝土支護(hù)；邊坡治理；邊坡防護(hù)；應(yīng)用

前言

隨著我國工業(yè)水平的不斷提升，實(shí)際施工工程技術(shù)人員的業(yè)務(wù)能力也有了較大的進(jìn)步，這在錨桿噴射混凝土用于治理和保護(hù)邊坡的工程當(dāng)中已經(jīng)得到了較為顯著的體現(xiàn)。具體而言，混凝土噴射工藝具有施工簡便、強(qiáng)度增長快、密實(shí)性好以及適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于隧道、邊坡以及地下基礎(chǔ)工程等混凝土的加固與修復(fù)工程當(dāng)中。下面，筆者將對錨桿噴射混凝土技術(shù)在邊坡防治與保護(hù)中的具體應(yīng)用進(jìn)行探討，同時(shí)，對于噴射混凝土的實(shí)際配比以及實(shí)際工程中所要遵守的技術(shù)規(guī)范也將進(jìn)行具體的論述，以提出實(shí)際可行的修正措施。

1 噴射混凝土的定義及分類

1.1 噴射混凝土的定義

所謂噴射混凝土就是指利用空氣或者其他的介質(zhì)作為動(dòng)力，借助相關(guān)噴射機(jī)械的作用，將事先已經(jīng)按照一定的比例配置好的原料（包括水泥、砂石以及額外的添加劑等）充分混合均勻，通過噴槍將這些混合好的原料噴射到工作面上，使之在短時(shí)間內(nèi)迅速凝結(jié)固化成為密實(shí)且分布均勻的混凝土。此項(xiàng)工藝能夠讓噴射混凝土與巖石表面緊密粘結(jié)，從而提高石層的整體強(qiáng)度，該措施不但能夠在一定程度上預(yù)防巖土的風(fēng)化作用，還能夠有效提高其周圍巖層本身的穩(wěn)定性與承載能力。此外，噴射混凝土的施工能夠?qū)⒒炷恋妮斔?、澆鑄以及振搗合并為一道工序同時(shí)進(jìn)行操作，可以有效縮短實(shí)際工程當(dāng)中的施工速度，使噴射混凝土技術(shù)在邊坡治理和防護(hù)工程得到廣泛的應(yīng)用。

1.2 噴射混凝土的分類

對于錨桿噴射混凝土技術(shù)而言，基于不同的角度會得出不同的分類方式，下面筆者將主要從原料的拌和加工工藝以及混凝土拌合物的成分等兩個(gè)方面進(jìn)行分類。前者可以簡要分為：干式噴射混凝土、濕式噴射混凝土以及水泥裹沙噴射混凝土，其中水泥裹沙噴射混凝土又可以稱之為造殼濕噴法。對于后者而言，其主要可以分為：素噴混凝土、摻鋼纖維噴混凝土以及摻聚丙稀纖維噴混凝土等幾種類型。一般而言，較之其它幾種噴射方式，素噴混凝土具有經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、工藝簡便且效果理想等顯著優(yōu)點(diǎn)，因此其應(yīng)用也較為廣泛。

2 噴射混凝土原材料的選擇與原料配比設(shè)計(jì)

2.1 噴射混凝土原材料的選擇方式

在對噴射混凝土的原材料進(jìn)行選擇的過程當(dāng)中，應(yīng)該充分考慮到噴射混凝土自身的一些基本特點(diǎn)，例如，在對其原材料進(jìn)行配置時(shí)應(yīng)該適當(dāng)加入一定量的速凝劑，那么就應(yīng)該優(yōu)先考慮使用具有速凝、快硬以及后期強(qiáng)度較高等一些列特性的水泥，同時(shí)還要重點(diǎn)關(guān)注水泥本身與速凝劑之間的相容性等問題。若是對水泥品種的選擇不得當(dāng)，那么很有可能造成閃凝、緩凝以及初凝與終凝時(shí)間間隔較長等不利因素，由此會引發(fā)回彈增大以及噴射混凝土強(qiáng)度增強(qiáng)等一系列的不利現(xiàn)象，這會對施工效果產(chǎn)生極其不利的影響。

通過研究我們不難發(fā)現(xiàn)，《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》中已經(jīng)明確規(guī)定了水泥的選用原則，一般來說，應(yīng)首先選擇使用強(qiáng)度不低于32.5MPa的硅酸鹽類或者普通硅酸鹽類水泥，按照國標(biāo)的實(shí)際要求，噴射混凝土技術(shù)當(dāng)中所使用的細(xì)集料的種類應(yīng)該為粗砂，其細(xì)度模數(shù)應(yīng)大于2.5。若是所用的砂子過細(xì)，則會增大其干縮的程度并且由其產(chǎn)生的粉塵量也會相應(yīng)增多；若是砂子過粗，則其回彈力也會相應(yīng)增加，繼而影響其后期的噴射效果。表1為水泥的具體技術(shù)指標(biāo)要求，以供大家參考。

表1

2.2 噴射混凝土原材料的配比設(shè)計(jì)

在對噴射混凝土原材料的配合比例進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先要遵循的原則是充分滿足設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求，盡可能地節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)使砂子的大小適中，使其回彈率小且粉塵量小。此外，還要滿足黏附性能良好、混凝土密實(shí)均勻且不容易發(fā)生管道堵塞的基本要求，因此，為了達(dá)到這一目標(biāo)，對于其原料的配比可以從以下幾個(gè)方面著手進(jìn)行分析。

首先，是對水泥的用量要求，在對水泥的品種進(jìn)行選擇的過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)參照實(shí)際的規(guī)范要求，強(qiáng)度為32.5級的普通硅酸鹽水泥、強(qiáng)度為42.5級的礦渣水泥或者已經(jīng)經(jīng)過了技術(shù)論證的其它一些水泥類型是其選用的最低級數(shù)要求。一般而言，目前噴射混凝土技術(shù)當(dāng)中對于其設(shè)計(jì)強(qiáng)度的最低要求為C20，因此可以得出該技術(shù)當(dāng)中水泥的平均用量一般在350～400kg/m3范圍內(nèi)。在工程的實(shí)際施工過程當(dāng)中，若是施工的水平較為先進(jìn)，那么在噴射混凝土技術(shù)當(dāng)中應(yīng)選用強(qiáng)度為32.5級的水泥為宜。由于國內(nèi)大多數(shù)水泥的標(biāo)號富余系數(shù)較高，若是選用標(biāo)號級數(shù)較高的水泥，在用量為350～400kg/m3的前提之下，工程的施工成本勢必會有所增加，因此應(yīng)加以避免。此外，如果在實(shí)際的施工過程當(dāng)中只需要單純滿足對于強(qiáng)度的要求條件，那么我們可以盡量選用壓縮水泥，用量一般要大于350kg，但在這種情況之下，噴射混凝土的可噴性就會大大降低，這極其不便于對于施工質(zhì)量的控制。下面，筆者將對原料配比中細(xì)集料的技術(shù)指標(biāo)以及粗集料的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行展示。

表2 細(xì)集料的技術(shù)指標(biāo)

表3 粗集料的技術(shù)指標(biāo)

3 噴射混凝土技術(shù)的邊坡治理方案與技術(shù)要求

3.1 噴射混凝土技術(shù)的邊坡治理方案

在實(shí)際的施工過程當(dāng)中，由于邊坡位置表層的巖石受到的風(fēng)化作用較為顯著，因此其破碎程度較大，層與層之間很容易發(fā)生滑動(dòng)，這很容易導(dǎo)致邊坡的底層與表層上堆積起大量的破碎巖體，因此在對其進(jìn)行治理的過程當(dāng)中，首先要對這些破碎的巖體進(jìn)行徹底的清除，以呈現(xiàn)出較為完整的巖層層面，從而使得后續(xù)的加固施工更加順利地進(jìn)行下去。此外，由于坡體石節(jié)理及裂隙的形成，巖層的整體抗風(fēng)化能力較差，在長期的風(fēng)化作用之下，巖層極易破碎，因此在噴射混凝土設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中應(yīng)采用掛網(wǎng)噴射C20混凝土對其進(jìn)行封面處理。一般而言，這種情況對于錨桿桿長的要求有3m、4.5m兩種，它們將呈梅花型交錯(cuò)地布置于施工工地當(dāng)中，所需噴射的混凝土的厚度大約為8cm左右。

3.2 實(shí)際施工當(dāng)中的技術(shù)要求

具體而言，在噴射混凝土技術(shù)用于邊坡治理與保護(hù)的工作當(dāng)中，其施工的項(xiàng)目主要有以下一些：清坡工程、錨噴工程以及支擋排水工程等。因此，在實(shí)際的施工過程當(dāng)中，有關(guān)施工人員應(yīng)該根據(jù)施工工地的具體情況：①將坡面由上到下進(jìn)行一個(gè)徹底的清除工作，所要清除的主要是坡面表層的破碎巖體。②再進(jìn)行打設(shè)錨桿的工作，最后進(jìn)行錨桿噴射混凝土施工工作。實(shí)際施工當(dāng)中的技術(shù)要求主要包括石方清除施工技術(shù)要求以及錨桿噴射混凝土施工技術(shù)要求兩方面的內(nèi)容。前者主要是對清坡工作進(jìn)行要求，應(yīng)該采用合適的方法進(jìn)行，例如機(jī)械與人工相結(jié)合的方法，同時(shí)輔以適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)工作，以避免地質(zhì)災(zāi)害等不利情況的出現(xiàn)。而后者則主要是對混凝土的噴射過程進(jìn)行要求，對錨桿的規(guī)格、作業(yè)方式以及所用的原料配比進(jìn)行規(guī)定，以保證此項(xiàng)工作的順利實(shí)施。

4 噴射混凝土的施工過程控制

一般而言，對噴射混凝土施工過程的控制主要包括施工前的準(zhǔn)備工作以及實(shí)際施工過程當(dāng)中具體的噴射作業(yè)等兩方面的內(nèi)容。對于前者而言，在對作業(yè)面進(jìn)行清除的過程當(dāng)中可以通過高壓風(fēng)或者是流水將其沖洗干凈，然后再進(jìn)行錨桿加固工作，對其水管以及電線的路線要進(jìn)行詳細(xì)的檢查以保證后期運(yùn)行工作以及噴射作用連續(xù)有效地進(jìn)行下去。此外，在執(zhí)行噴射作業(yè)的過程當(dāng)中，相關(guān)操作人員必須經(jīng)過專業(yè)的培訓(xùn)方可上崗作業(yè)，同時(shí)在工作的過程當(dāng)中要嚴(yán)格遵循相關(guān)的規(guī)章制度以及技術(shù)要求，以使整項(xiàng)工程安全有序地進(jìn)行工作。

5 結(jié)束語

綜上所述，已經(jīng)有相當(dāng)多的施工結(jié)果證明噴射混凝土在邊坡治理和保護(hù)中具有十分突出的優(yōu)勢，但我們?nèi)匀灰⒁獾剿膯栴}所在。噴射混凝土技術(shù)具有一定的施工局限性，例如，對于土質(zhì)邊坡、受到嚴(yán)重侵蝕而結(jié)構(gòu)變得松散的巖體以及節(jié)理裂隙較為寬大的巖體邊坡，在吸水過后會產(chǎn)生不同程度的膨脹力而造成其自身的不穩(wěn)定性，很容易使噴射混凝土的施工效果不明顯甚至出現(xiàn)崩塌等現(xiàn)象。因此，在實(shí)際工程的施工過程當(dāng)中應(yīng)對此類的問題給予足夠的重視，同時(shí)要加快技術(shù)的提高和完善，以使噴射混凝土技術(shù)在邊坡的治理和保護(hù)工作中發(fā)揮出巨大的作用。

[1]鄭三省，賴海寧.錨桿掛網(wǎng)噴混凝土在邊坡治理工程中的應(yīng)用[J].山西建筑，2010，36（18）：86.

[2]戴小平.錨桿噴射混凝土支護(hù)在公路邊坡防護(hù)中的應(yīng)用[J].廣東建材，2012，28（12）：46～48.

[3]王海江，劉娟.某鐵路專用線路塹邊坡治理分析與設(shè)計(jì)探討[J].山西建筑，2010，36（27）：302～304.

U416.1+4

A

1004-7344（2016）36-0186-02

2016-11-20

黃振福（1986-），男，壯族，廣西來賓象州人，助理工程師，大學(xué)本科，主要從事水利工程渠道、隧洞工程、地質(zhì)災(zāi)害治理工程工作。