(一)适用范围和施工准备
1.适用范围
(1)输电线路基础边坡采用锚杆挂网喷射混凝土护坡加固施工。
(2)锚杆挂网喷射混凝土护坡加固一般用于岩石岩性较差,岩石破碎松散,易发生落石崩塌的边坡。
2.施工准备
(1)技术准备。施工图审核;编制、审批作业指导书;砂、石检验及配合比试验;人员培训交底。
(2)材料准备。材料按设计要求准备并运输到位。
(3)施工机械准备。施工机械设备运达现场并调试满足施工需要。
(4)施工现场平面布置。现场布置应因地制宜,尽可能减少现场开挖和对环境的污染,当现场地形允许时可参考图3-8-5布置。
图3-8-5 现场平面布置示意图
(二)资源配置和工效
1.资源配置
(1)人员配置见表3-8-4。
表3-8-4 人员配置一览表
(2)主要机具设备配置见表3-8-5。
表3-8-5 主要机具设备配置表
2.工效
施工工效与交通、小运距离、地形、气候、边坡高度等客观条件有着直接关系,以重庆市黔江区岩石坡面喷设3~4m3混凝土工作量为例说明喷锚施工功效:设备运输:20×2人·天;材料运输:20×2人·天;坡面清理:8×3人·天;钻孔施工:10×5人·天;喷设混凝土:6×2人·天。
(三)工艺流程
(四)操作步骤
1.脚手架搭设
(1)双排脚手架搭设示意图见图3-8-7。
(2)脚手架搭设及要求。
图3-8-6 施工工艺流程图
1)脚手架距坡体距离:内排立杆与坡体间距在0~1m之间。从地面起算每4m、间隔l根立杆向坡体岩石上打1根拉线,拉线固定端用膨胀螺栓。
图3-8-7 双排脚手架搭设示意图
(a)脚手架搭设侧面图;(b)脚手架搭设正面图
2)双排架体的间距:双排立杆排与排间距1.8m,单排立杆间距1.8m。
3)立杆的要求:每根立杆垂直稳定在地基上。立杆接长除顶层顶步可采用搭接外,其余各层、各步接头必须用对接扣件连接。立杆上的对接扣件交错布置,两根相邻立杆的接头相互错开,不设置在同步内,同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不小于500mm。当立杆随山体坡度变化向山体侧缩进时,缩进的原则是外排立杆接内排立杆、内排立杆直接座于坡体上。
4)单排架体水平杆要求:水平杆间距1.5m,单排的水平杆设置在立杆内侧,其长度不小于3跨。水平杆接长采用对接扣件连接,交错布置,两根相邻纵向水平接头设置相互错开不小于500mm。水平杆的各节点处采用直角扣件固定在排与排水平杆上。
5)排与排间水平杆:排与排间水平杆长度以一端顶在坡体上,另一端露出外排立杆200~500mm为宜,不要过长。
6)扫地杆:纵向扫地杆采用直角扣件固定在距离底座上不大于200mm处的立杆上。横向扫地杆亦采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当立杆基础不在同一高度上时,必须将高处的纵向扫地杆向低处延伸长两跨与立杆固定,高低差不小于1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不小于500mm。
7)操作层:脚手片必须垂直于墙面横向铺设,满铺到位,不留空位。四角用18号铁丝双股并联绑扎,固定在纵向水平杆上,要求绑扎牢固,交接处平整,无空头板。
8)防护栏和踢脚杆:外排架体自第二步起必须设1.2m高同材质的防护栏和300mm高处的踢脚杆。
9)剪刀撑:应在外侧立面整个长度和高差上连接设置剪刀撑。每道剪刀撑之间的距离不得大于9m,且不得小于2道,与地面的倾角宜在45°~60°。剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接,搭接长度不应小于1m:两根撑杆须交错布置,同立杆的交错相同。剪刀斜杆应用旋转扣件固定在与相交的横向水平杆的伸出端或立杆上。
2.坡面清理
(1)按照施工图坡度要求将坡面放坡或分级放坡。
(2)将浮石、岩渣及杂树、杂草等清除干净,使得坡面表层形成新鲜坡面并应及时喷锚。
(3)对光滑岩面要进行拉毛处理。
(4)用高压水冲洗受喷面。
3.植锚
(1)锚杆钻孔。
1)钻锚杆孔前,应根据设计要求和围岩情况,定出孔位,做出标记。
2)锚杆钻孔采用手持气腿两用凿岩机钻孔。
3)锚杆孔径50mm、深度按照图纸标示不同部位,分别为3m、5m。
4)锚孔方向水平斜向下15°。
5)锚杆布置间距为1.5m×1.5m。
6)锚杆孔距的允许偏差为150mm,锚杆孔深允许偏差±50mm,但锚杆杆体露出岩面的长度不应大于喷射混凝土的厚度。
(2)清孔。锚孔钻完后,用高压风机吹风清孔,将孔内渣子、粉尘吹净后立即用密封塞将锚孔封好,为防止岩石暴露在空气中进一步风化,原则上在一个区域,锚孔钻孔达到一定数量后即进行灌浆。对于不稳走的岩质边坡,应随边坡自上而下分阶段边开挖、边安设锚杆。
(3)泄水孔钻孔。在钻锚孔的同时,在喷浆区域,同时钻出预埋泄水管的泄水孔,泄水孔径50mm、深度2.5~3m,方向水平斜向上10°,原则上按2.5m×2.5m布置,施工时可根据坡面裂隙发育及渗水情况适当调整,主要布置在裂隙发育带。
4.锚杆灌浆
(1)采用强度为M20的锚固砂浆。
(2)为控制锚杆居中、防止倾斜,按照图纸要求使用锚杆对中支架。对中支架间距为1.5m,单根不少于2个。
(3)杆体插入孔内长度不应小于设计规定的95%。锚杆安装后,不得随意敲击。
(4)将锚孔密封塞拔掉,再次清孔完成后迅速进行锚杆插入和混凝土的灌注。对于同一区域的岩石锚孔,可以同时安放锚杆、同时灌注混凝土。
(5)锚固砂浆使用砂浆机搅拌,输送采用压力泵将水泥砂浆注入锚孔。压力泵至少要保持0.1 MPa的工作压力。注浆时注浆管应插至孔底10~20cm处,从孔底翻浆,注浆管随着砂浆的注入缓慢匀速拔出。
(6)向锚孔灌入砂浆时分层人工(钢钎)振捣,分层高度<300mm。
5.挂网
(1)无肋柱锚杆挂网。
1)无肋柱锚杆,施工时先将锚杆尾端与φ12mm加强钢筋双面焊接;焊接长度不小于48mm。
2)织网时,先将φ6mm织网钢筋调直,按网孔200mm×200mm的规格编织好钢筋网,网孔分布要均匀,绑扎要牢固(最好是焊接),保证横纵向钢筋连成一体。
3)钢筋网宜在岩面喷射一层混凝土后铺设,厚度50~100mm,钢筋与壁面间隙宜为30mm,且钢筋网保护厚度不小于25mm。
(2)有肋柱锚杆挂网。有肋柱锚杆,施工时先将锚杆尾端与肋梁纵筋双面焊接,焊接长度不小于5d,其他按照无肋柱锚杆。
6.喷浆施工
该工程采用湿法喷射砂浆。
(1)喷浆砂浆要求。
1)喷浆砂浆原材料、配比符合设计要求。
2)坍落度宜为8~12cm。
3)混合料宜随拌随用。不掺速凝剂时,存放时间不应超过2h;掺速凝剂时,存放时间不应超过20min。
(2)施工机具要求。
1)湿法喷射机(见图3-8-8)的性能要求:密封性能良好,输料连续均匀;混凝土输料距离,水平不小于30m,垂直不小于20m;机旁粉尘小于10mg/m。
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图3-8-8 混凝土喷浆机
2)选用的空压机应满足喷射机工作风压和耗风量的要求:当工程需要选用单台空压机工作时,其排风量不应小于9m3/min;压风进入喷射机前,必须进行油水分离。
3)混合料的搅拌宜采用强制式搅拌机。采用容量小于400L的强制式搅拌机时,搅拌时间不得少于60s。
4)输料管应能承受0.8MPa以上的压力,并应有良好的耐磨性能。
(3)喷射机操作规定。
1)作业开始时,应先送风,后开机,再给料;结束时,应待料喷完后,再关风。
2)向喷射机供料应连续均匀;机器正常运转时,料斗内应保持足够的存料。
3)喷射机处的工作风压应根据适宜的喷射速度而进行调整,若工作风压过高,即喷射速度过大,动能过大,使回弹增加;若工作风压过低,压实力小,影响混凝土强度,喷射机的料流要均匀一致,以保证速凝剂在混凝土中均匀分布。一般情况下应满足喷头处的压力在0.1MPa左右。
4)喷射作业完毕或因故中断喷射时,必须将喷射机和输料管内的积料清除干净。
(4)喷射手操作规定。
1)喷射手应经常保持喷头具良好的工作性能。
2)用压缩空气或压力水将所有待喷面吹净,吹除待喷面上的松散杂质或尘埃;保证喷射速度适当,以利于混凝土的压实。
3)喷头与受喷面应垂直,宜保持0.6~1.0m的距离,以便获得最大的压实力和最小的回弹。
4)正确地掌握喷射顺序,不使角隅处及钢筋背面出现蜂窝或砂囊。
5)当开始或停止喷射时,给喷射机司机以信号,当料流不能从喷嘴均匀喷出时,也应通知喷射机司机停止作业;及时清除受喷面上的砂囊或下垂的混凝土,以便重新喷射。
6)喷射工作结束时,认真清洗喷嘴。
(5)喷嘴的操作。
1)喷嘴与受喷面间的角度:在喷敷平整的受喷面时,喷嘴与受喷面垂直,在喷射内部角隅时,应在两个受喷面夹角处,喷嘴沿角平分线方向进行喷敷,随着角隅已被填满成一个曲面后,再向两侧壁面逐渐延伸。然后,按与壁面成90°的角度进行喷敷,对外部角隅,可将喷嘴垂直地先对准一个受喷面喷敷,然后再喷敷角隅的另一侧。
2)喷嘴与受喷面间的距离:喷嘴与受喷面的最佳距离一般为0.6~1.0m。
3)喷嘴移动:喷嘴指向一个地点的时间不应过久,因为这样会增加回弹并难于取得均匀的厚度,好的喷敷方法是横过混凝土面将喷嘴稳定而系统地做圆形或椭圆形移动,喷嘴有节奏地做一系列环形移动可形成均匀的产品和最少回弹,喷射手所画的环形圈宜为横向40~60cm,高15~20cm。
(6)喷射厚度。喷射混凝土应分段、分片由下而上进行。前后层喷射的间隔时间应参考喷射混凝土初凝时间,一次喷射厚度以喷射混凝土不滑移,不坠落为度,适宜的一次喷层厚度(mm);见表3-8-6。
表3-8-6 —次喷层厚度(mm)
(7)喷射作业准备。
1)拆除作业面障碍物、清除开挖面的浮石和墙脚的岩渣、堆积物;用高压风水冲洗受喷面;对遇水易潮解、泥化的岩层,则应用风压清扫岩面,以确保喷射混凝土与岩层之间的良好黏结;埋设控制喷射混凝土厚度的标志;喷射机司机与喷射手配备对讲机等通信装置。
2)对机械设备、风、水管路,输料管路和电缆线路等进行全面检查及试运转。
(8)喷射作业规定见图3-8-9。
图3-8-9 喷射混凝土作业
1)喷射作业应分段分片依次进行,喷射顺序应自下而上;开始喷射时,应减小喷头与受喷面的距离,并调节喷射角度,以保证钢筋与壁面之间混凝土的密实性。
2)第二层喷射混凝土应在第一层混凝土终凝后进行。若终凝1h后再进行喷射时,应先用水清洗喷层表面。第二次喷射时必须保证厚度和表面的光感。
3)混凝土喷射后应及时浇水养护,以保证混凝土质量。
4)喷射中如有脱落的混凝土被钢筋网架住,应及时清除。
5)喷射时,应控制好水灰比,保持混凝土表面平整,呈湿润光泽,无干斑或滑移流淌现象。
7.养护
(1)喷射混凝土终凝后,应根据气温在2~24h内开始喷水养护;养护时间,一般工程不得少于7d,重要工程不得少于14d。
(2)气温低于+5℃时,不得喷水养护。
(3)在养生过程中如果发现剥落、外鼓、裂纹、局部潮湿、色泽不均等不良现象,应分析原因、采取措施进行修补,以防后患。
(五)安全环保措施
1.脚手架安全施工要点。
(1)搭设场地准备。根据脚手架搭设高度、搭设场地土质情况与JBJ 202《地基与基础工程施工及验收规范》做好脚手架地基与基础的施工要求,坚实平整,不积水,混凝土硬化。经验收合格后,按方案的要求放线定位。
(2)扣件式双排钢管脚手架搭设一般顺序是:里立杆→外立杆→小横杆→大横杆→扫地杆→脚手片→防护栏杆和踢脚杆→连墙杆→安全网。
(3)架子工应持有效的特种作业人员操作证上岗作业。必须戴好安全帽、佩戴安全带,必须穿胶质软底鞋,严禁穿塑料底鞋、皮鞋等硬底易滑的鞋子登高作业。操作工具及小零件要放在工具袋内,扎紧衣袖口、领口以及裤腿口,以防钩挂发生危险。
(4)脚手架搭设中累计误差超过允许偏差,难经纠正,每搭完一步脚手架后,按规定校步距、纵距、横距、立杆的垂直度。
(5)竖立杆时应由两人配合操作。大、小横杆与立杆连接时,也必须两人配合。
(6)当有六级及六级以上大风和雾、雨或雪雨、雪天气时,应停止脚手架搭设作业。雨、雪后上架作业应注意防滑,并采取防滑措施。
(7)非操作层脚手架上严禁堆放材料,且必须保持清洁,操作层脚手架上材料堆放不能集中,不能超高,堆放要稳同,每平方米的堆放不得超过300kg,工作完成后及时清除干净。
(8)脚手架的拆除应按照由上至下的原则。
(9)脚手架验收合格并挂合格牌后方可使用。
2.喷锚施工安全要点
(1)施工前,应认真检查和处理锚喷支护作业区的危石,施工机具应布置在安全地带。
(2)锚喷支护施工时,应遵守下列规定:
1)锚喷支护必须紧跟开挖工作面。
2)应先喷后锚,喷射混凝土厚度不应小于50mm;喷射作业中,应有人随时观察岩体变化情况。
3)锚杆施工宜在喷射混凝土终凝3h后进行。
(3)施工中,应定期检查电源线路和设备的电器部件,确保用电安全。
(4)喷射机、水箱、风包、注浆罐等应进行密封性能和耐压试验,合格后方可使用。喷射混凝土施工作业中,要经常检查出料弯头、输料管和管路接头等有无磨薄、击穿或松脱现象,发现问题,应及时处理。
(5)处理机械故障时,必须使设备断电、停风。向施工设备送电、送风前,应通知有关人员。
(6)喷射作业中处理堵管时,应将输料管顺直,必须紧按喷头,疏通管路的工作风压不得超过0.4MPa。
(7)喷射混凝土施工用的工作台架应牢固可靠,并应设置安全栏杆。
(8)向锚杆孔注浆时,注浆罐内应保持一定数量的砂浆,以防罐体放空,砂浆喷出伤人。处理管路堵塞前,应消除罐内压力。
(9)非操作人员不得进入正进行施工的作业区。施工中,喷头和注浆管前方严禁站人。
(10)施工操作人员的皮肤应避免与速凝剂、树脂胶泥直接接触,严禁树脂卷接触明火。
(11)喷射混凝土作业人员,应采用个体防尘用具。
(六)质量控制要点
1.强度检测
喷射混凝土必须做抗压强度试验,试块在工程施工中抽样制取,在喷射作业面附近,将模具敞开一侧朝下,以80°(与水平面的夹角)左右置于墙脚:先在模具外的边墙上喷射,待操作正常后,将喷头移至模具位置,由下而上,逐层向模具内喷满混凝土。将喷满混凝土的模具移至安全地方,用三角抹刀刮平混凝土表面。在标准养护条件下养护7天后,将混凝土加工成边长为100mm的立方体试块。继续在标准条件下养护至28天龄期后,进行抗压强度试验,图3-8-10为喷射混凝土边坡保护成品。
图3-8-10 喷射混凝土边坡保护成品
用凿孔法检测。根据GB 50086—2001《锚杆喷射混凝土支护技术规范》的要求:每个断面上,全部检查孔处的喷层厚度,60%以上不应小于设计厚度;最小值不应小于设计厚度的一半;同时,检查孔处厚度的平均值,不应小于设计厚度值。
2.锚杆间排距检测
锚杆间排距是锚杆施工质量的一项主要考核指标,是锚杆能否发挥支护作用的保证条件之一。在锚杆被喷射混凝土覆盖前,主要采用在工作面用尺直接量测的方式进行检测。检测结果应符合MT/T 5015《锚喷支护工程质量检测规程》的规定要求。
3.锚杆质量检测
锚杆安插后,采用拉拔试验检测锚杆施工质量,实测拉拔力应大于设计拉拔力。锚杆砂浆达到龄期后,按照每300根锚杆选一组(三根),由设计、施工、监理等单位共同随机抽检,其拉拔力均满足设计要求。采用物探仪器检测法检查砂浆密实度,注浆密实度大于75%方为合格。
4.外观感检测
外观感检测一般采用人工观测的方法,包括目测法和实测法两种。在喷射施工过程中,要及时检查喷混凝土表面是否有松动、开裂、下坠滑移等现象,如有应及时清除重喷。工程完工后,坡面平顺、线型流畅,无漏喷、离鼓、裂缝、钢筋网外露现象,地表及坡面排水处理得当,无漏水现象,应符合规范要求。
5.密实度检测
当喷射混凝土达到一定强度后,可用锤击听声法进行检查,对空鼓、脱壳处应及时进行处理。
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