锚杆混凝土框格梁与植喷绿化施工技术.pdf

j 水利水 电施 工2 0 1 4 第 1 期总第 1 4 2 期 锚杆混凝土框格梁与植喷绿化施工技术 露郑道明 李 强／ ( 中国水利水电第十工程局有限公司) 【 摘要】 在全岩石边坡上采用锚 杆混凝土框格 梁与植喷绿 化技术 中，锚 杆使 边坡岩石稳 定性提 高 ，框格 粱使 边坡 面积 “ 小型”化 ，框格 梁对稳 定植喷客 土起 到 重要 作 用。植 喷绿化 方法能达 到全坡 面绿化的 效果 ，有 效解 决 了岩石边坡的 防护 ，又能恢复 已破坏的 生态环境 。 【 关键词】 锚杆框格梁植喷绿化客土保墒 生态环境 1 概述 京沪高速铁路 l L I 东泰安段三标石蜡山岩石路堑，该 段边坡长8 9 0 m，其岩石路堑中心最大挖深 2 O ． 2 m，最高 边坡达 3 0 m，植喷绿 化 面积达 2 2 7 1 0 m2 。左 侧路堑 设二 级边坡 ，右侧路堑 没 i 级边 坡 ，边 坡为 全 岩石 边坡 。岩 为花岗片麻岩，灰 白色，岩石破碎裂隙发育。为提高 边坡在高速铁路运行期的稳定，并解决岩石边坡的绿化 问题，岩石路堑边坡采刚锚杆混凝土框格梁与植喷绿化 护坡新技术。其锚杆混凝土框格梁中的锚杆使边坡岩石 稳定性提高，而且通过框格梁节点处的锚杆将边坡坡体 下滑力或岩石压力传递给稳定岩层，使岩石边坡在锚杆 的锚 同力作 F达 到稳定 。同时 ，框格 梁使 边坡 绿化 面 平 j {“ 小型 ”化 ，框 格 梁 对 稳定 植 喷 客 土起 到 重要 作 用 ， 这种植喷绿化 护坡方 法能 达到 全坡 面绿化 效果 。全岩 石 边坡采用厚层 基材植 喷绿 化护 坡技 术时 ，用 喷射 机把 基 材客土与 含有混 合草籽 的 面层土按 设计 厚度 均匀 喷射 到 坡 面J - 。厚层基 材植 喷护 坡技 术主 要适 ．L } j 于 全岩石 、混 凝土 、浆砌石边坡上使植物 能生长发 育 ，对于岩 石边坡 ， 岩 裂隙多少及风 化程度 等制 约着 植物 根 系的延 伸。对 于硬岩边坡 ，r }_ I 于裂隙很少，冈此 ，必须使植喷的基层 混合物有 足够 的厚 度 以满 足植 物根 系 的正常 生 长，采 用 厚层基材植 喷绿化 护坡技 术 ，有效 解决 了岩石边 坡 无法 生长植物 的难题 ，使 岩石 与混凝 土坡 面达 到完 全绿 化。 锚杆 混凝 土框格梁 与植 喷绿 化护 坡技 术是 利用 植被 涵水固t的原理稳定岩石边坡 ，同时又能美化和恢复生 态环境的一 种新 1 二 艺 ，该 工艺 涉及 岩 土lT程 、恢 复 生态 学、植物学、土壤 、肥料学等多学科集于一体的综合工 程技术 。 3 0 2 边坡锚杆施工 2 ． 1 锚杆钻孔要求 存岩石边 坡锚杆 施 1 - 前 ，经测 量人 员把 锚杆 孔位 i 田 j 存岩面上 ，孔位 误差小于-2 -_5 c m，根据坡 山t - N放 的孔位 准确安装同定钻机 ，锚杆孔开钻钻孔时纵横误差不得超 过2 0 ram，高程误差 不得 超过土 1 O O mm，钻 孑 L 倾角 允 许 误差 2 。 ，钻 孔 底 部 的 偏 斜 尺 寸 小 臆 于 锚 杆 K度 的 3 。 2 ． 2 锚杆孔深度与清洗要求 锚杆孔钻进 到 没 计深 度后 ，不 能立 即停 钻 ，要 求钻 进 1 ~2 rai n ，预防锚 杆扎未达到设计孔 径 ，要求 实际钻孔 深度大于 没计深度 0 ． 2 m 以上 。当钻孔达 到设 计深度 后 ， 用高压风枪清 除孑 L 内的积 水 、浮渣 及石 粉 ，清 孔顺 序应 白上而下 。清孔完 成后 ，』 将孑 L 口暂时 封堵 以避免 杂物 进入孑 L 内。 2 ． 3 锚杆固定位置 每根销杆都要 安装 对 中支架 ，使 安 装 的锚 杆位 于孔 中间 ，对 叶 1 支架采用 的钢筋 制作 ，铺杆 和支 架除保 证 对接角度，还应保证焊接时焊缝饱满，销杆前端 0 ． 2 m处 开始安装对 中支架 ，随后每 1 ． 5 m 没置一处对 『{ 1 支架 。埘 中支架如 图 1 所示 。 锚杆采用 3 2螺 纹钢 制作 ，锚 杆外 露 端头 做成 弯 钩 状并 与框格梁 的主筋 焊接 或绑 扎牢 同 。锚 又采 f } j 钢板 割 孔与锚杆焊接 在一 起 ，锚 头采用 3 5 H I l I I 厚 钢板 制 成， K 宽均 为 1 6 0 ram。 2 ． 4 锚杆孔灌浆 锚杆孑 L 灌浆时按孔位 自下而上进干 『 ，沣浆要保持 0 ． 2 ～ 图 1 锚杆 对 中支架示意 图 0 ． 4 MP a 的工作压力，注浆时注浆管应插至孔底 5 ~l O c m处 ， 随砂浆向锚杆孔内注入时缓慢匀速拔 出注浆管，注浆到 孔 口处应减小工作压力，注浆应保证孔内砂浆饱满，不 允许锚杆孔内出现里空外满现象。 3 框格梁施工 3 ， 1 框格梁基础开挖 混凝土框格梁 施工 前 ，先 在岩 石边 坡上 进行 框 格梁 放 样 ，并用 广线拉 出框 格梁 左 右开 挖边 线 ，并 检查 锚杆 偏 离框 格梁 中心 的尺 寸 。同时 ，在 放 出的框 格 梁边线 内 进行框格梁基础开挖，基础开挖人工采用风镐凿除岩石 的方式 ，开挖顺序为边坡从上 而下进行 ，开挖尺寸深 l O c m，宽度 4 0 c m。框格 梁基础 开挖时应 注意不得过 多挠 动边坡 岩石 。 3 ． 2 钢筋制作与安装 框 格梁基础开挖 达 到设 计尺 寸后 ，应将 基础 中松 动 岩石和浮渣清除干净后再进行钢筋绑扎。每批钢筋进入 现场后应分型号进行堆放，钢筋堆放场应硬化，钢筋堆 放在垫 木上并用 彩条 布遮 盖 ，竖 立标 示牌 。钢筋 在制 作 场进行 下料 和除锈 、调直 ，经处理合格后方可制作 。 钢筋在 现场 坡 面上绑 扎 时，钢筋 保护 层厚 度 为 5 0 mm，钢筋焊接 时双面、单面焊都可以，单面焊 l O d ， 双 面焊 5 d 。锚 杆的弯钩 需和 框格梁 主筋 焊接 牢 固，若 锚 杆与框格梁的箍筋产生 F 扰时可适当调整箍筋，并注意 在钢筋绑扎 、焊接 时预留伸缩缝的位置 。 3 ． 3 模板安装 框格梁进行混凝土浇筑时，框格梁底部不安装模板， 左、右侧面模板采用小块钢模板和木模板相结合拼装， 模板支撑采用固定在框格梁岩石左、右坡面上的短锚杆， 用铁丝相互拉住来固定模板。 3 ． 4 框格梁混凝土浇筑 框格梁混凝土浇筑前应调配好人员与机具，做好原 材料的准备。严禁浇筑过程 中发生缺料中断，混凝土浇 筑时，尤其在锚孔周 围、钢筋较密集处，混凝土下料时 一 定要下到位，并仔细振捣，保证框格梁浇筑质量。框 混凝土工程 格梁分片施工，两相邻框格梁接触处留 2 c m宽的伸缩缝， 并用浸沥清木板 填塞 。 4 植 喷绿化 施工 锚杆混凝土框格梁与植喷绿化施工技术，主要是起 到护坡绿化、减少水土流失、恢复 自然环境的 目的。在 以往的边坡防护设计 中都采用大面积喷混凝土和浆砌石 的方法进行防护，该支护方式不仅不美观，而且和 自然 环境也 十分 不协调 。而 在土 质边坡 、土石 边坡 采用 植喷 绿化技 术 ，岩 石 边 坡 上采 用锚 杆 加 钢筋 网、三维 挂 网、 锚杆混凝土框格梁与植喷绿化施工技术，使纯岩石边坡 的植草绿化 成为现实 。 ( 1 )框格内坡面修整 ： 框格梁施工完成后，对框格内 的坡面上的杂物、松散岩石进行清理，使坡面基本保持 平 整。坡 面浅层岩 石不 稳定 时 ，采用 挂 网与 喷混凝 土对 岩石进行加固并使坡面稳定 。 对坡面水 的处理 ：对开 挖 出的坡 面径 流 、涌水 进行 处理 ，在坡 面设置排 水 管 ，将 涌水 引至 坡底 ，布置 好坡 面平台排水设施，使平台水从坡面两头排出，并引至坡 底 排水沟中 。 ( 2 )挂 网施工 ： 植 喷 网片 的铺 设应尽 量 与坡 面平行 ， 在 已做好锚 杆和排水孑 L 的岩 石植喷坡 面上 ，铺设 乒 6钢筋 网或镀锌 8号铁丝网，网的规格为@2 0 c m2 0 c m，岩石 边 坡挂 网是 为 固定 客 土 。钢筋 网与 铁 丝 网 应 与 坡 面 留 3 c m保护层，将钢筋网同定在锚杆外露 的端头上，为牢 固起见，在靠边和边角处多打一些锚钉进行加固。 对于两张铁丝 网重叠处应 不小 于 0 ． 1 m，铁 丝 网铺设 应保持坡顶处及坡体两侧覆盖不小于 l m，小于 l m应采 用 加密锚钉固定 ，局部不平整处也应加密锚钉 。 ( 3 )植喷基材的要求：植喷基材应根据当地的季节、 土质与自然条件的不同，选用适合本地 的植物种类，结 合选择冬季是绿色的植物种子，采用适合在斜坡上生长 的深根型、耐旱、耐贫瘠、抗逆性强的草种和乔木种进 行混合播种，选择当地的植物种子及其他种子配合，以 达到四季长青的景观效果。对坡面超挖部位 ，选用本地 的客土装袋堆码在超挖边坡上或采用浆砌石进行修补， 使岩石边坡上 附一层 结构类 似 于 自然 土壤 且能 够贮 存水 分和养分供植物生长的基本材料，从而也达到修补岩石 边坡 的 目的。 ( 4 )植 喷客 土厚 度 ：植 喷客土的厚度应满足岩石边坡 防护和抗雨水冲刷能力 ，并适应植物长期生长要求。植 喷客土层厚为 ( 1 0 2 )c m，植喷客土分基层和面层二次 喷射，先喷基层客土，后喷带草种 的面层，在基层施工 过程 中，应注意基层 的平整 。 ( 5 )植被种子 ：植喷绿化施工 中 ，植 喷草种 、乔 木种 子应选用适合当地本土类的种子，这样有利于植物的生 长。选择草种时可由本科和豆科内 4 ～6种植物种子混合 组成，根据施工本地的气候特点及边坡土质状况，冷季 31 蠢 水利水 电施 工2 O 1 4 第 1 期 总第 1 4 2期 草和暖季草搭配 。在施 工过 程中可适 调整 。 ( 6 )基材混合物 ：它 巾绿化基材 、种植客土 、纤维和 植被种子按一定的比例混合而成，其中绿化摹材是本T 艺的技术核心 。 先通 过搅 拌机把绿 化基材 、种 植客 土、 纤维及混合植被种子搅拌均匀，然后通过喷射机的料 斗， 存乐缩 空气作 川下 ，将 基材通 过输 料 管送 到喷枪 处 与水 混合后喷射到坡面上，使坡面形成植物生长层。 ( 7 )绿化基材 ：南有机质肥料 、保水剂 、速效肥 、长 效肥 、保 水剂 、稳 定剂 、养 生材 料 、消毒 剂 、种 植 土等 按一定的比例混合而成。把植喷的各种基质材料按比例 放到拌和机巾，经搅拌均匀，拌和时间 得小于 3 mi n 。 把拌好的基材混合物送至喷射机，基层混合料与面层，E } j 喷射机分 2次喷完，或者采川把面层混合料拌湿后从底 向上抹上 2 ~3 c m 一层也能达到相应效果。岩石坡面植喷 基材配 比见表 1 。 表 l 岩石坡 面植喷基材 配比 项耳 说明 译伯 每立方米材料用量 种植 十 ‘ m 【 ] ． 5 ～ 0 ． 8 有机质 泥炭及其他有机物 r n 3 O ． 2 ～0 ． 5 肥料 缓 释 长效肥 k g l 保水剂 k g ( ) ． 2 接合剂 k g 4 0 I古 剂 k g 0 ． 0 5 ( 8 )混合料施工顺序 ：在植喷绿化施工 中先 施_ I 坡 面 基层 ，后施T带草种 的 面层 ，任基 层施 工过 科 中 ，应注 意找平坡面 。住面 层施 工时 ，拌 料 过程 中加入 混合 植物 种 子，施 T J_ 过程 l f 1 不能 产生漏 喷坡 面 ，施 工 所 种子 应采月 ] 0 ． 1 高锰酸钾溶液浸泡 4 8 h后才能使，L } J 。岩石边 坡植喷绿化 种配 比见表 2 。 表 2 岩石边坡植喷绿化草种配 比 项 甘 说明 各种草种用量 ( g ／ m。 ) 高羊茅 2 0 0 结缕草 2 0 0 植 物 种子 紫穗槐 1 5 0 青岛缀花草坪草 2 0 ( 9 )保墒 ：坡 面面层植 喷施 I 完成后 ，坡 面采用无纺 布或 塑料 薄膜 进行 覆盖 ，达到 防晒保 湿 目的。在 温暖 季 节覆盖无纺布进行保墒，低温季节是为提高温度确保种 子发芽，雨季足防I 卜 雨水冲刷。也 町采用稻草、秸秆编 织席 子覆盖。 5 植喷前后期养护 5 ． 1 前期养护 ( 1 )洒水养护 ：用高乐喷雾器使养护水成雾状均匀地 湿润坡皿 ，注意控 制好 喷雾器 喷 头与坡 面 的距离 、喷头 3 2 移 动速度 ，并确保 尤高 乐射流 水 冲击坡 嘶 叫层 土形 成 流。养护 期 限 税 坡 植 被 牛 状 况 而 定 ， 般 少 于 4 5 d 。 ( 2 )揭除覆盖物 ：、 1 卓 奉 I叶 J 齐后 ，应及 时揭 去覆 盖物 ，为 防 l 卜 烈 | { 将 幼 苗晒枯 ，应 存 火或 存傍 晚时揭 除覆盖物 。 ( 3 )迫肥 ：边坡 后 2 O ～2 5 d ，根据 发 育 情况 、叶色表现 ， 地 制 F 1 ： 补施 氮 肥和 氮磷 复 合肥 ， 一 般生 长前期 以追施氮 肥 为主 ，施 肥世 5 ～ 1 0 g ／ m ．按 照 少量 多 次的原则 ，每 1 0 ～ 1 5 d施肥一 次， 牛 K『 f I 以氮磷复合肥 为主。 5 ． 2 后期养护 ( 1 )除去杂 ：杂 草的牛 K将 抑制边坡 长， 影响坡面植物 的生 长速度 。边 坡J 、 采川 人T拔除 与化学 除草 ，l： } t 结 合的疗法进行 。 ( 2 ) 修 剪 ：根据 卓苗牛 K情 况应适 时修 ，使边坡 的 整齐 、美 观，促进 边坡 植 物 的新 陈代谢 ，改 辫密 度 和通气 ，减 少病 虫 害的 发乍 ，还 能有 效抑制 十 K 较 高的阔叶杂草 。合理 的修 剪 u 『 促进 分蘖 ，进 而形 成敏 密 的植被 ，修剪 心遵 守 1 ／ 3原则 ，即每 次修 时 掉 的 部 分小 能超过原 叶片长度 的 1 ／ 3 。 ( 3 )防治病 虫害 ：茜 ’ 先应利州各种措施 收变边坡 的生长条件 ，控制病虫害的仔活、繁殖、传播。合 喷 灌 ，科学 施 肥 。住 植 被 其 H 可 用 5 O 的 r 『 菌 清 粉 齐 lJ 、 7 O 代森锰锌 可湿件 粉 剂 、5 0 福 荚 双 、【 } l 霜灵 、多 灵 、乙磷铝 兑水喷雾 交替使 用或 2 种 约剂合理 复配使用 。 6 全岩石边坡植喷绿化效果 ( 1 )绿化护坡效果 ：锚杆框格梁 ‘ j 植喷绿化技术 康 沪高铁泰安石蜡1 『 I 开挖路钷的 、 边坡- f 1 成 ．所有 边坡植喷绿化技术 于 2 O 1 0年 1 1 J { 全 部施 1 完 许全 部达 到没 汁要求 ，岩 边坡受到有效的保护 。 ( 2 ) 植物牛 K指标 ：草 籽 发芽 率 达刮 【 j 7 。植 物覆 盖率 为 9 8 ． 5 ，植喷 绿化技 术 的客土肥 力搭 配合 ，柑 物经过多年的生长 ，植物十 K情况 良好 ( 3 )岩石 边坡 防护 情况 ：岩 边坡 的 物 K多 来 ， 过夏季 的雨 水 冲 4 ，喷 射的 基层 和 层客 上没 发 生垮塌和流失 ，整 个边 坡稳 定 ，植 物十 K 良女 r ，未⋯ 脱 植被脱落现象 。 7 结束语 植喷绿化护坡 新技 术 能恢 复被破 坏 的 念环境 ，促 进社会经济的健康、持续发腱，已成为 各【：_日的共 l 和共 同面 临 的任 务。在 同 内水 电 、公 路 、铁 路 、矿 【 l f 、 市政 等基础 设施 建 没中 ， 常伴 随着 大 量 的边 坡 开 挖 。 边坡 开挖 严重 破坏 l r 原有 的植 被坡 血 ， 乍 人量 的 次 生裸 地 ，伴有严重 的水 t流 失现象 ，同时 ) J l l 剧 r牛念 系 统的退化 。 边坡支 护一 般采 用喷 浆 、喷 混凝 土 、浆 砌 石 、锚 杆 +挂网+喷混凝土等方法，此类支护方式主要用以防护 开挖后边坡的岩石风化剥落、破碎以及产生掉石滑坡等 现象。当边坡采用这类支护措施后，由于缺乏植物生长 的环境 ，被破坏_ r的植被很难恢复。而采用植喷绿化护 坡技术 可以像浆砌石、喷射混凝土一样起到边坡防护的 作用。植喷绿化护坡技术与传统的支护技术相 比，虽然 混凝 i工程 | i i 材料及其强度不 同，但在功能方面仍有许多相似之处。 而植喷绿化施 工的施 工成 本 比浆砌石 和喷 射混 凝土 护坡 要低许 多 ，生态效 益是传 统 护坡 技术 所无 法 比拟 的。另 外 ，植喷绿化护坡还有一个显著的优点，就是能够恢复 由人类建设所破坏的生态环境，保持生态问的平衡。为 有效解决和促进生态环境的恢复，采用植喷绿化护坡技 术 ，既可利用 植被 涵水 固土 的原 理稳 定岩 土边 坡 ，同时 又能达到恢复和美化生态环境的效果。 ( 上 接 第 2 2页) 适应 垫层区的变 形 ，防 止其底 部 因碾压 不达 标 而形 成空 腔，有效控制对面板的不利影响。墙身高度为 4 0 c m，上 游坡 比为 1；1 ． 4 ，与面板坡 比一致，顶部宽度为 l O c m， 底部宽度为 8 0 c m，内侧坡比为 8： 1 ，主要结合边墙与垫 层问的接缝情况，保证在碾压过后达到设计标准。该技 术与传统工艺相比存在许多优点。 ( 1 )提高了大坝施工进度 。边墙挤压式施工速度可达 4 0 ~8 0 m／ h ，在边墙成型后 2 ～3 h即可进行垫层料的铺 筑、碾压，两者衔接紧密、顺畅，几乎可同步上升。 ( 2 )由于挤压式边墙在上游坡面的限制作用 ，垫层料 不需要超填，以水平碾压替代了斜坡碾压，既提高了施 工的安全性 ，又保证 了垫层料 的施 工质量 。 ( 3 )边墙挤压技术简化了工序、设备和机具，挤压机 操作简单，施工方便、快捷。 ( 4 )挤压边墙在 上游坝面形成了一个规则 、平整 、压 实的坡面 ，而且坡面整洁美观 。 ( 5 )提供 了一个可抵御 冲刷 的坡 面，提高 了度汛 安全性，避免施工洪水对垫层料的冲刷 ，省掉 了上游 坝面的恢复工作 ，这对大型工程特别是导流标准较高 的工程及南方多雨地 区修建混凝土面板堆石高坝十分 有利 。 3 ． 2 挤压式边墙混凝土的缺陷 ( 1 )目前国内面板堆石坝工程普遍存在大坝沉降期不 够即施工混凝土面板，挤压边墙随大坝填筑料沉降变化， 挤压边墙与面板间易产生脱空，造成面板破坏。 ( 2 )边墙挤压机必须根据现有工程实际情况进行制 作，主要是改进边墙挤压机的外观、受力、进料、成型 尺寸等。要解决边墙挤压机在一个工程用完之后也可用 在其他工程上 的问题 。 ( 上 接 第 2 9页 ) 看，完全可 以替代 原装 进 口光 面钢 丝绳 ，满 足施 工 需要 。 4 ． 5 雷击事故 构皮滩水电站建 没工地所处地理位置属于雷电多发 区，缆 机又处 于空 旷 的制 高 点 位置 ，容 易引 雷 和接 雷。 缆机 投入运 行后 ，因此 遭到 多次 雷击 ，造成 其无 线 中控 箱、电台等设备元器件损坏的故障，影响了缆机的正常 运行 和施工进度 。 预防措施 如下 ： ( 1 )直击雷防 护，根据现场 实际情况 ，在缆线上 方横跨江面安装 6根等间距 避雷线 ，沿轨道方 向上游 侧和下游侧的两根避雷线分别布置在轨道端部外侧 5 m 左右 。为 了保 证 绝缘 水 平 ，避 雷线 距 缆 机 塔 架 、牵 引 索上支等最高点的距离不小于 1 ． 5 m。本系统保护范同 覆盖 缆机 上、下 游 问全 行程 ，左右 岸 宽 8 0 0 m矩 形 区域 。 ( 2 )弱电设备防雷。为了保护弱电设备受到电压 ( 雷 电或电源系统内部过电压)侵袭时设备不致损坏，按照 有关标准的要求，对弱电设备的电源和信号部分加装或 更换 S P D。 ( 3 )采用单独 回路供应单台缆机的一对一 的供电方 式，且互为备用。 ( 4 )对牵引机构加装逆变消能灭磁保护装置，降低 电 压波动造成的冲击。 ( 5 )对缆机 ( 轨道) 、架空避雷线、司机室、中控柜 等设备接地情况定期测试，对接地电阻偏大，无法及时、 有效 、快 速地 释放 雷击 瞬 间大 电流 ，起不 到保 护设 备 目 的不 良接地进行改造并重新测试合格，保证接地电阻小 于 4 Q 5 结束语 构皮滩水电站 3台 3 0 t 无塔架平移式缆机由中国企业 自行设计与制 造 ，在 国内属 于首创 ，构皮 滩水 电站 的如 期建成投产表明国产缆机完全满足工程进度与强度的要 求，保证了工程建设的需要。从 3 0 t 国产缆机吊运混凝土 达到的生产率来看，国内水 电站建设者在缆机管理、操 作技能及维护保养方面已达到了较高的水平，各缆机使 用单位应加强技术交流，相互取长补短，进一步提高国 产缆机的运行效率。 3 3