摘 要 武廣客運(yùn)專線某隧道出口暗埋明挖段基坑開挖深度在24.19～13.72m之間，開挖邊坡坡率為1：0.3，在距開挖底約8.4m的高度設(shè)置寬1.5m的碎落臺(tái)。本基坑屬于深基坑，安全等級(jí)一級(jí)，放坡邊坡高而陡。本文系統(tǒng)介紹了在高陡邊坡地段防護(hù)形式采用“擺噴樁墻止水帷幕+土釘噴錨”綜合支護(hù)技術(shù)，可供工程技術(shù)人員參考。
　　關(guān)鍵詞 止水帷幕;土釘墻;深基坑;高陡邊坡;防護(hù)
　　Abstract: This paper introduced the high and steep slope section protection form use a “swing jet grouting pile wall water-stop curtain + soil-nail sprayed anchor "combined support technology, for the engineering and technical personnel reference.
　　Key words: water stop curtain; soil nailing wall; deep foundation pit; high and steep slope protection;
　　中圖分類號(hào)：TV551.4
　　0 前言
　　目前，我國(guó)山區(qū)高速鐵路建設(shè)迅猛發(fā)展。在高速鐵路及客運(yùn)專線的修建中，出現(xiàn)大量的深挖路塹與隧道暗埋明挖基坑邊坡，其防護(hù)問題非常突出。為了滿足安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理雙重目標(biāo)，對(duì)高陡邊坡治理工程方案的慎重選擇顯得十分重要。
　　隧道暗埋明挖基坑的高陡邊坡，一般都屬于臨時(shí)擋護(hù)工程，待明挖段襯砌施工完成后，就進(jìn)行漿砌片石、土石回填，但因現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工組織安排情況，其間邊坡暴露時(shí)間也會(huì)長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月～2年左右。位于城市地段的高邊坡防護(hù)，更是對(duì)居民區(qū)居民、基坑內(nèi)工作人員生命安全、基坑內(nèi)結(jié)構(gòu)物安全等，具有非常大的影響意義。
　　1 工程概況
　　為了截除地下水向基坑的滲漏，設(shè)計(jì)采用擺噴墻進(jìn)行止水、堵水。擺噴墻距土釘邊線1m，擺噴墻最薄處厚度0.2m，間距1m，伸入風(fēng)化巖層不小于0.5m。
　　明挖段設(shè)計(jì)采用土釘墻進(jìn)行邊坡防護(hù)，土釘由Φ25～Φ28螺紋鋼筋桿體和水泥漿共同組成，土釘間距邊坡位置為2×2m(豎×縱)，呈正方形布置，用潛孔鉆機(jī)成孔，高壓風(fēng)吹凈孔內(nèi)碎屑、浮塵，插入螺紋鋼釘材并使其居中，然后壓入壓注M10水泥砂漿即成土釘。
　　1.1水文地質(zhì)情況
　　該隧道出口明挖暗埋段及引道工程屬瀏陽河Ⅰ級(jí)階地或其影響地帶，其下部廣泛分布的礫石類土由于其空隙率大，滲透性強(qiáng)，屬強(qiáng)富水透水地層，洪水期地下水具有一定的承壓性，且河漫灘區(qū)距瀏陽河主河道較近，地下水與河流水聯(lián)系密切，當(dāng)隧道明挖地段或引道段揭露該組含水層，極易產(chǎn)生大規(guī)模的涌突水事故。
　　1.2地下水控制
　　(1)基坑排水系統(tǒng)：基坑內(nèi)設(shè)計(jì)降水孔，以降低地下水位，減小砂礫層潛水隱患。
　　(2)排水溝：坡腳、坡頂均設(shè)置一圈排水溝，尺寸為：30cm×30cm(底寬×高)，坡腳排水溝匯集邊坡排出的水，坡頂排水溝攔截坡頂雨水并用于接受坑底抽水。坡頂排水溝以明溝形式排泄，匯集水排入城市防洪溝渠。
　　1.3基坑邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)
　　明挖基坑高邊坡支護(hù)采用“預(yù)應(yīng)力土釘+鋼筋網(wǎng)+噴射混凝土”土釘墻復(fù)合支護(hù)，具體支護(hù)采用如下形式：土釘最大深度18m，間距為2.0m×2.0m;φ8鋼筋網(wǎng)，采用C20噴射混凝土對(duì)坡面進(jìn)行封閉，噴層厚度10cm。
　　2施工工藝及控制要點(diǎn)
　　2.1施工方案
　　在進(jìn)行明挖段施工之前，首先進(jìn)行擺噴墻以及地表的截水溝施作，做好基坑的止水、排水工作。擺噴墻采用XY-4型液壓鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔施工，根據(jù)施工總長(zhǎng)度，采取分區(qū)、分段，多臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)作業(yè)的方式進(jìn)行施工，采用單管法進(jìn)行高壓噴射注漿。開挖順序自上而下，每次開挖高度2～3m，并及時(shí)按設(shè)計(jì)要求做好邊坡防護(hù)。
　　基坑開挖土質(zhì)地段采用挖掘機(jī)開挖、人工修坡、15t自卸式汽車運(yùn)輸。石質(zhì)地段首先應(yīng)考慮采用銑挖機(jī)配合破碎錘開挖，挖掘機(jī)配合自卸式汽車裝運(yùn)石渣。當(dāng)石質(zhì)堅(jiān)硬，用銑挖機(jī)、破碎錘開挖有困難或效率低下時(shí)，采用爆破法開挖。
　　邊仰坡采用土釘墻進(jìn)行防護(hù)，根據(jù)土釘?shù)氖┳鏖L(zhǎng)度，施工過程采用水平鉆機(jī)進(jìn)行打眼，擠壓泵注漿，噴射混凝土采用3臺(tái)TC500濕噴機(jī)作業(yè)。
　　明挖基坑邊坡防護(hù)主要設(shè)備投入

設(shè)備名稱	型號(hào)	數(shù)量	備注	設(shè)備名稱	型號(hào)	數(shù)量	備注
水平地質(zhì)鉆機(jī)	XY-1	4	土釘	吊車	G4-10T	2	移鉆
鉆機(jī)	XY-4	4	擺噴樁鉆孔	高壓泵	3DZ-S/75	4	高壓送水
引孔泥漿泵		6	泥漿循環(huán)	空壓機(jī)	VFY-6/7	4	高壓送氣
排漿泵	DYN50-32	4	排漿	測(cè)斜儀		2	測(cè)孔斜
攪拌機(jī)	WJQ80-1	4	制漿液	回灌泵	HB80	8

　　2.2擺噴樁墻施工
　　2.2.1工藝流程
　　為了截除地下水向基坑的滲漏，設(shè)計(jì)采用擺噴墻進(jìn)行止水、堵水。擺噴墻距土釘邊線1m，擺噴墻最薄處厚度0.2m，間距1m，伸入風(fēng)化巖層不小于0.5m。
　　2.2.2參數(shù)控制
　　隧道明挖段基坑擺噴樁墻技術(shù)參數(shù)一覽表

控制項(xiàng)目		單位	技術(shù)參數(shù)
漿  液	壓力	MPa	20
	流量	L/min	80～100
	噴嘴孔徑	mm	2
	噴嘴個(gè)數(shù)	個(gè)	2
注漿管	提升速度	cm/min	20～25
	旋轉(zhuǎn)速度	r/min	20
	外徑	mm	42.5

　　2.2.3施工過程
　　高壓擺噴樁的施工采用鉆機(jī)鉆孔，然后插入旋噴管進(jìn)行噴注水泥漿的方法來完成，其施工工序主要包括孔位放樣、鉆孔、漿液配制、擺噴注漿。
　　(1)孔位放樣
　　高壓擺噴樁孔距為1.0m，在施工前，根據(jù)設(shè)計(jì)要求以及邊坡開挖線位置，首先要進(jìn)行準(zhǔn)確放樣。
　　(2)鉆機(jī)就位
　　鉆機(jī)設(shè)置在設(shè)計(jì)的孔位上并應(yīng)保持垂直，施工時(shí)旋噴管的允許傾斜度不得大于1.5%。鉆機(jī)就位后應(yīng)進(jìn)行水平、垂直校正，鉆桿應(yīng)與樁位吻合，偏差控制在10mm內(nèi)。
　　(3)鉆孔
　　采用XY-4型地質(zhì)鉆機(jī)鉆注漿孔，鉆孔孔徑為97mm。鉆孔時(shí)鉆機(jī)要平衡，開孔孔位要準(zhǔn)確，鉆孔垂直度偏差≤1%，確保旋噴管能順利導(dǎo)入孔底。根據(jù)鉆孔樁施工的地層情況，在砂層等不利地層處鉆孔時(shí)，采用泥漿護(hù)壁，泥漿的主要性能指標(biāo)控制為：比重1.2～1.3含砂量<5%。
　　(4)插管
　　當(dāng)鉆孔完成后即將旋噴管插至孔底。在插管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，可邊射水、邊插管。高壓噴嘴要用塑料布包裹，以免泥土堵塞。
　　(5)漿液配制與噴射作業(yè)
　　水灰比為1:1～1:1.5，采用立式攪拌罐攪拌。漿液用42.5號(hào)普通硅酸鹽水泥和自來水配制，然后以設(shè)計(jì)要求的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行擺噴，漿液比重≥1.45t/m3。在擺噴過程中，經(jīng)常檢查高壓水泵和漿液壓力、注漿管提升速度及孔口冒漿情況，注漿量應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，控制冒漿量可采用：在漿液中摻加適量的速凝劑，縮短固結(jié)時(shí)間，或者適當(dāng)縮小噴嘴孔徑，加快提升速度等方法，并隨時(shí)做好記錄。
　　由于擺噴樁止水的效果往往取決于砂層的成樁質(zhì)量，因此在砂層段采取減慢提升速度或復(fù)噴的辦法，保證成樁質(zhì)量。
　　(6)沖洗
　　噴射施工完畢后，應(yīng)把注漿管等機(jī)具設(shè)備沖洗干凈，管內(nèi)機(jī)內(nèi)不得殘存水泥漿，通常將漿液換成水，在地面上噴射，以便把泥漿泵、注漿管以及軟管內(nèi)的漿液全部排除。
　　擺噴樁鉆孔過程所產(chǎn)生的廢漿經(jīng)沉淀處理后，廢水經(jīng)處理后排入下水道，余碴堆至臨時(shí)堆碴場(chǎng)，擺噴注漿產(chǎn)生的廢漿，則排至廢漿池硬化后及時(shí)外運(yùn)。
　　(7)效果檢查
　　擺噴墻加固寬度最薄處不小于20cm，擺噴噴墻施作以后，確保加固土體單軸抗壓強(qiáng)度不小于2.0Mpa。
　　2.2.4擺噴樁控制要點(diǎn)
　　(1)設(shè)備安裝平穩(wěn)對(duì)正，開孔前須嚴(yán)格檢查樁位和開孔角度。
　　(2)保持引孔泥漿性能，孔壁完整，不坍孔，確保高噴管順利下至孔底。
　　(3)高噴管下至距孔底0.5m時(shí)，應(yīng)先啟支漿泵送漿，同時(shí)旋轉(zhuǎn)下放，下至于孔底(開噴深度)后，再啟動(dòng)高壓泵和空壓機(jī)，各項(xiàng)參數(shù)正常后方可提升。
　　(4)高噴作業(yè)中，必須注意觀察水、氣、漿壓力和流量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，發(fā)現(xiàn)異常，要立即停止提升，查明原因，及時(shí)處理。
　　(5) 因故停機(jī)(卸管或處理故障)時(shí)，需將近高噴管下放至超過原高噴深度0.1-0.5m處，重新開機(jī)作業(yè)，以避免回結(jié)體出現(xiàn)新層。
　　(6) 遇有較大礫石層或較硬地層時(shí)，降低提升速度，高噴參數(shù)不正常孔段應(yīng)復(fù)噴。
　　(7) 遇漏水孔段，停止提升，繼續(xù)注漿，冒漿正常后再提升;漏水嚴(yán)重時(shí)應(yīng)采取堵漏措施，并做好記錄。
　　(8) 采用兩序施工(間隔一個(gè))防止串孔。
　　(9) 及時(shí)回灌，保持孔內(nèi)漿滿;連續(xù)施工時(shí)可采用冒漿回灌。
　　(10) 分節(jié)拆卸高噴管時(shí)，動(dòng)作要快，盡量縮短停機(jī)時(shí)間。
　　2.3 土釘墻施工
　　2.3.1工藝流程
　　土釘墻施工緊隨基坑土方開挖進(jìn)行，按分段、逐級(jí)、自上而下的順序施工。
　　其施工程序?yàn)椋和练介_挖→人工修坡→鉆土釘孔→插入土釘鋼筋→注漿→掛網(wǎng)→焊加強(qiáng)筋→噴第二層砼→下一層土方開挖。
　　土釘墻施工工藝流程圖見下圖
　　2.3.2施工過程
　　(1)材料及工藝試驗(yàn)
　　土釘支護(hù)施工必須先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的工藝性試驗(yàn)，在專門設(shè)置的非工作釘上進(jìn)行抗拔試驗(yàn)直至破壞，用來確定極限荷載。用來做測(cè)試驗(yàn)的土釘其注漿體抗壓強(qiáng)度一般不小于6Mpa，試驗(yàn)采用分3級(jí)加載，土釘施工前先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn)，抗拔力應(yīng)大于設(shè)計(jì)的1.25倍。工藝試驗(yàn)滿足要求后，再進(jìn)行全段的施工。
　　(2)坡面開挖施工
　　根據(jù)施工地段的地質(zhì)情況、施工機(jī)具、施工周期及現(xiàn)場(chǎng)施工流程的相互銜接，確定適宜的開挖深度和開挖長(zhǎng)度，并快速組織施工。機(jī)械開挖土質(zhì)邊坡時(shí)，預(yù)留了0.3m的邊坡保護(hù)層，石質(zhì)邊坡不預(yù)留保護(hù)層。施工中根據(jù)土釘鉆孔機(jī)具作業(yè)高度確定了每層挖深為2～3m，根據(jù)砼噴射機(jī)的生產(chǎn)能力確定縱向分段開挖長(zhǎng)度不大于40～50m。
　　(3)刷坡
　　邊坡預(yù)留的0.3m保護(hù)層采用人工刷坡，機(jī)械配合清運(yùn)，用高壓風(fēng)吹凈坡面碎屑、粉塵等雜物，使巖面形成平整而規(guī)則的坡面。
　　(4)施工土釘
　　邊坡刷完，坡度檢查無誤后，采用潛孔鉆機(jī)鉆孔，鉆孔采用干鉆。孔徑為φ110mm，傾角15°。成孔后用高壓風(fēng)清孔，嚴(yán)禁用水沖洗，清孔后使用定位架，插入預(yù)先做好的螺紋鋼釘材，并使其居中，然后壓入水泥漿，壓實(shí)壓滿為止。漿液采用M10水泥砂漿，水泥砂漿配合比以1：1～1：2(重量比)為宜，水灰比控制在0.4～0.5。遇砂層時(shí)應(yīng)采用二次注漿，提高注漿壓力。土釘孔位的允許偏差不大于150mm，鉆孔的傾角誤差不大于3°，孔徑誤差為+20mm，-5mm。
　　(5)掛網(wǎng)
　　當(dāng)錨桿水泥凈漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后，即可掛網(wǎng)，并使其緊貼坡面，鋼筋網(wǎng)與錨桿焊接在一起。
　　(6)噴射砼
　　完成掛網(wǎng)后，噴射砼，噴射總厚度10cm，噴射砼的厚度檢驗(yàn)采用埋設(shè)鋼筋標(biāo)尺的方法進(jìn)行。
　　(7)養(yǎng)生
　　噴射砼初凝快，7天內(nèi)收縮變形較大，要在初凝后覆蓋灑水養(yǎng)生，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為10～14天。待上層土釘墻形成后，再進(jìn)行下一層開挖，進(jìn)入下一循環(huán)施工。
　　2.3.3土釘墻施工控制要點(diǎn)
　　(1)基坑分層開挖要按照設(shè)計(jì)及開挖情況控制每層開挖高度和長(zhǎng)度，確保坡體穩(wěn)定。
　　(2)腳手架搭設(shè)前必須先對(duì)現(xiàn)有邊坡的穩(wěn)定情況進(jìn)行觀察，確定安全后再搭設(shè)腳手架。鋼管支架立柱應(yīng)置于堅(jiān)硬穩(wěn)定的巖石上，不得置于浮渣上;立柱間距1.5m。架子寬度1.2～1.5 m;橫桿高度1.8m，以滿足施工操作。
　　(3)加固坡體中部，在此處加設(shè)6m/根的φ28平臺(tái)砂漿錨桿，控制坡面變形。
　　(4)及時(shí)封閉及時(shí)加固：初噴在基坑開挖后要立即進(jìn)行，鉆孔、注漿、下錨應(yīng)分段進(jìn)行，確保及時(shí)封閉坡面，加固坡體。
　　(5)掛網(wǎng)要搭接牢固或焊接，聯(lián)成一體，共同受力，抑制坡面變形。
　　(6)做好排水，包括淺層及深層排水，避免水害。
　　3 結(jié)束語
　　通過該隧道明挖段基坑防護(hù)的工程實(shí)踐表明，擺噴樁墻+土釘墻這種新式的防護(hù)結(jié)構(gòu)物對(duì)高陡邊坡防護(hù)是安全有效、經(jīng)濟(jì)合理、而且利于環(huán)保，設(shè)計(jì)與施工中重點(diǎn)考慮了以下問題。①邊坡穩(wěn)定。土釘墻坡面防護(hù)，使邊坡表面免受雨水沖刷，減緩溫差與溫度變化的影響;擺噴樁墻坡頂防護(hù)，有效防止和延緩了流沙層地段軟巖土表面的風(fēng)化、破碎、剝蝕演變過程，從而保護(hù)高邊坡的整體穩(wěn)定性。②安全經(jīng)濟(jì)。基坑開挖在保證安全的前提下，采用了高陡邊坡形式，減小了開挖、回填數(shù)量，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。③環(huán)境保護(hù)。高陡邊坡形式，使工程對(duì)環(huán)境的擾亂程度減少到最小，充分體現(xiàn)了人工構(gòu)造物與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。
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