陳浩明,吳華藝
(廣東省水利水電第三工程局有限公司,廣東 東莞523710)
高邊坡防護技術在工程中的應用
陳浩明,吳華藝
(廣東省水利水電第三工程局有限公司,廣東 東莞523710)
簡述了高邊坡防護處理的基本方法,通過邊坡的穩(wěn)定分析評價,介紹了臺山核電淡水水源工程由錨桿混凝土護坡結(jié)合框格草坡護坡改為三維植被網(wǎng)植草支護的過程,并詳述了錨桿混凝土護坡、三維植被網(wǎng)植草支護施工技術。通過高邊坡全過程評價,證明三維植被網(wǎng)植草支護結(jié)合錨桿混凝土護坡在高邊坡運用的可行性。
高邊坡;三維植被網(wǎng)植草支護;錨桿混凝土護坡;應用
廣東省臺山核電淡水水源工程位于臺山市赤溪鎮(zhèn),是臺山核電廠工程的配套工程。該工程的高邊坡處理主要包括大壩左右岸壩肩、進庫道路庫區(qū)段上邊坡,主要采用三維植被網(wǎng)植草護面加錨桿混凝土護坡斷面結(jié)構(gòu)形式。
該工程大壩的左右壩肩邊坡最大高度60 m,分級進行開挖和支護,每級高差10 m,其邊坡設寬1 m的馬道。分四級邊坡,一級邊坡為巖質(zhì)邊坡,坡度1∶0.5,其他邊坡均為強風化粒狀花崗巖邊坡,坡度1∶1。原設計的邊坡支護形式為:整個坡面設28錨桿(入巖 3 m,間距 2 m,梅花型布置),一、二級邊坡分別采用厚度為500 mm和300 mm的C20鋼筋混凝土護坡,三、四級邊坡采用150 mm的C20噴射混凝土支護(掛鋼筋網(wǎng)8@200)。進庫道路的邊坡最大高度為30 m,基本為強風化粒狀花崗巖邊坡,局部出露弱風化巖和大塊孤石,坡度1∶1,原設計邊坡防護采用錨噴混凝土處理一級邊坡,二級以上邊坡采用框格草皮護坡形式。
根據(jù)邊坡開挖揭露的地質(zhì)情況,高邊坡地層巖性主要為強風化巖,在未支護開挖面遭受強暴雨情況下仍保持良好的穩(wěn)定性。同時原設計要求采用框格草皮護坡,經(jīng)現(xiàn)場鋪種草皮試驗,在這些強風化巖種植的草皮存活率只有8%左右。通過施工現(xiàn)場試驗,采用框格草皮護坡在強風化粒狀花崗巖邊坡施工不可行。
因此在保證邊坡穩(wěn)定性的前提下,根據(jù)邊坡高度、巖體性狀等條件,通過邊坡抗滑坡計算,根據(jù)計算結(jié)果與設計、業(yè)主共同商討,對原設計方案進行修改,在保留大壩一級邊坡支護形式不變的基礎上,將大壩壩肩的其他邊坡和進庫道路邊坡均修改為三維植被網(wǎng)植草支護形式。通過設計修改優(yōu)化了施工程序,提高了邊坡植被的生長率,同時降低高邊坡作業(yè)帶來的安全風險。
根據(jù)此段邊坡山體的地質(zhì)條件,結(jié)合該工程目前的現(xiàn)狀及工程運用條件,對邊坡選取代表性的剖面進行穩(wěn)定性分析。
通過選取永久進庫道路埡口至右壩肩段的三個典型斷面進行庫岸穩(wěn)定分析。邊坡按土質(zhì)邊坡,坡度1∶1,邊坡采用三維植被網(wǎng)植草支護,采用瑞典條分法,運用理正巖土分析軟件,模擬極端工況條件下,即非常運用條件、水庫水位驟降邊坡穩(wěn)定復核(水位驟降5 m)對各斷面計算分析,即使在極端條件下運行邊坡穩(wěn)定復核安全系數(shù)亦達到1.1,大于規(guī)范允許安全系數(shù)1.05,因此采用三維植被網(wǎng)噴草支護可滿足邊坡穩(wěn)定。
開挖高邊坡防護主要有以下防護處理方法:植物防護、框格防護、砌筑護坡、錨噴支護、護面墻防護、組合式護坡等。
在該工程高邊坡處理過程中主要采用了:三維植被網(wǎng)植草支護、錨桿混凝土護坡。通過工程實例詳述這兩種高邊坡防護施工技術。
4.1三維植被網(wǎng)植草防護
三維植被網(wǎng)是以熱塑性樹脂為原料,經(jīng)擠出成網(wǎng)、拉伸、點焊復合等工序而成的表面呈凹凸泡狀的多層塑料。它的底層為一高膜量基礎層,能防止變形和水土流失,表層為起泡層。在植被未成長起來時保護邊坡不受暴雨侵蝕,植被生長后形成組合保護,從而大幅度提高邊坡的穩(wěn)定性和抗沖刷能力,可經(jīng)受大流速的暴雨沖刷,有效防止水土流失,保護邊坡穩(wěn)定,增加綠化面積,修復生態(tài)環(huán)境。
4.1.1工藝流程
邊坡整理成型→開挖溝槽→覆網(wǎng)→固定→噴播草籽→覆蓋透氣土工薄膜→養(yǎng)護。
4.1.2施工技術要求
(1)邊坡整理成型。修整坡面使之達到設計坡比,人工平整坡面,清理樹根、孤石等雜物,經(jīng)監(jiān)理檢查驗收。
(2)開挖溝槽。在坡頂及坡腳處,按照施工圖紙人工開挖預埋植被網(wǎng)的溝槽,注意開挖溝槽和刷坡一次不要過長,防止雨水、風沙等作用破壞路基邊坡坡面。
(3)覆網(wǎng)。先將網(wǎng)置于坡頂溝槽內(nèi),然后從坡頂?shù)狡履_依次進行;網(wǎng)要保持平整,與坡面貼附緊密,防止懸空;網(wǎng)塊之間搭接部分不小于10 cm。
(4)固定。將植被網(wǎng)預埋在溝槽中,然后回填土夯實;在坡頂和坡腳處采用木樁固定三維網(wǎng),坡面上的三維網(wǎng)側(cè)采用U型鋼釘按2 m間距梅花型布置打入邊坡進行固定。
(5)噴播草籽
a.根據(jù)當?shù)貧夂颉⑼临|(zhì)、含水量等因素,選擇易于成活、枝葉茂盛、根系發(fā)達、莖低矮、多年生、便于養(yǎng)護和經(jīng)濟的草籽種類,并要求摻入30%~40%灌木種子。
b.撒播草籽應在無風,氣溫15℃以上的天氣進行,人工配合設備噴播草籽,噴播時草籽和肥料應充分拌和均勻,避免干燥的風季和暴雨季播種。
(6)覆蓋透氣土工薄膜。為了讓草籽盡快發(fā)芽,邊坡上面覆蓋透氣土工薄膜,使土壤保持濕潤和適宜草籽生長的溫度。
(7)養(yǎng)護。種植草籽后應適時進行灑水施肥,澆水時采用霧狀噴施,防止形成徑流,以免造成草籽分布不均勻而影響覆蓋率和美觀。
4.2錨桿混凝土護坡
該工程混凝土護坡在施工中一次成型,現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)形體尺寸必須滿足規(guī)范的允許偏差要求,無須抹灰裝飾。外觀質(zhì)量要求高,要求表面平整、顏色均勻一致,沒有蜂窩、麻面。在結(jié)構(gòu)部位無缺棱掉角,模板與模板之間的接縫平順。
4.2.1工藝流程
邊坡整理成型→砂漿錨桿施工→掛鋼筋網(wǎng)施工→安裝模板→混凝土澆筑→拆模和養(yǎng)護。
4.2.2施工技術要求
(1)砂漿錨桿要求
采用YT28型氣腿式手風鉆鉆孔,開孔孔位偏差小于10 mm,孔徑比錨桿直徑大20 mm以上,超深不超過100 mm。鉆孔后采用高壓風、水清除孔內(nèi)積水和巖粉、碎屑等雜物。接著安裝排氣管,并將錨桿緩慢送入鉆孔中,孔口采用早強水泥封口并預埋灌漿管口,然后開始注漿直到排氣管溢出稀漿為止。
(2)掛鋼筋網(wǎng)要求
安裝鋼筋要求平順,布置均勻,鋼筋網(wǎng)與錨桿連接牢固,內(nèi)層盡量使其與巖面貼近,外層保護層不小于20 mm。
(3)模板要求
選用模板除滿足強度、剛度外,要求誤差要小,達到平整、不變形等要求;模板在拼接時接縫有規(guī)律,而且接縫要求嚴密、不漏漿,同時應選用合適的脫模劑,使其便于脫模。由于鋼模板需多次周轉(zhuǎn),拆模板時應避免造成模板的損壞、變形而影響下次的安裝使用。
(4)混凝土施工要求
混凝土進倉要求連續(xù)、不出現(xiàn)初凝,避免造成“冷縫”現(xiàn)象;振動時間宜控制在30 s左右,既不漏振,也不過振,使混凝土質(zhì)量既密實又不出現(xiàn)氣孔、麻面等質(zhì)量問題。
(5)混凝土拆模和養(yǎng)護要求
混凝土強度一般控制在3 MPa以上方可拆模,以防止拆模時造成混凝土外表的損壞。拆模后養(yǎng)護28 d以上。
該工程高邊坡防護完成錨桿混凝土支護面積1 500 m2、三維植被網(wǎng)植草防護面積22 000 m2,經(jīng)歷多次臺風暴雨正面襲擊及嚴寒酷暑,混凝土護坡依舊光滑無損,排水孔排水效果良好,三維植被網(wǎng)植草,覆蓋率達100%,灌木及狗牙草長勢良好,枝葉茂盛,現(xiàn)灌木和狼牙草根系已充分發(fā)育,并與土工網(wǎng)完整結(jié)合在一起,邊坡完好無損,防護效果好,并美化了場區(qū)環(huán)境。通過該工程實踐,高邊坡防護中采用錨桿混凝土支護技術和三維植被網(wǎng)植草支護技術,在強風化巖邊坡防護中效果較佳(見圖1),可供類似工程參考。
U417.1
B
1009-7716(2016)04-0176-02
10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.04.054
2016-01-05
陳浩明(1985-),男,廣東梅州人,工程師,從事路橋施工管理工作。