劉智宇，舒志樂(lè)

（西華大學(xué)，四川 成都 610039）

在進(jìn)行巖土工程條件下的礦業(yè)生產(chǎn)工作中，深基坑邊坡支護(hù)是一項(xiàng)重要的質(zhì)量與安全保障措施。而在具體的深基坑支護(hù)過(guò)程中，水理性質(zhì)將會(huì)對(duì)其支護(hù)質(zhì)量、穩(wěn)定性和安全性起到直接的影響作用。因此在通過(guò)噴錨支護(hù)技術(shù)進(jìn)行具體的深基坑支護(hù)過(guò)程中，不僅需要對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用原理及其步驟做到深入了解，同時(shí)也應(yīng)該明確采礦區(qū)域內(nèi)的實(shí)際水理性質(zhì)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)支護(hù)方案的合理制定，讓支護(hù)技術(shù)發(fā)揮出充分的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

1 關(guān)于噴錨支護(hù)的相關(guān)概述

1.1 主要原理

所謂噴錨支護(hù)技術(shù)，就是借助于錨桿、鋼筋網(wǎng)以及混凝土層等的共同作用來(lái)進(jìn)行的深基坑高邊坡支護(hù)。通過(guò)這種支護(hù)方法，可以將深基坑高邊坡中的應(yīng)力均勻分散到各個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)中，并進(jìn)一步提升深基坑邊坡結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和抗變形剛度，避免應(yīng)力集中所導(dǎo)致的深基坑邊坡坍塌以及土體變形所導(dǎo)致的深基坑側(cè)向變形等情況發(fā)生。此類施工技術(shù)在強(qiáng)度比較低、巖性比較差且容易風(fēng)化的巖土工程深基坑邊坡支護(hù)施工中十分適用。

1.2 施工步驟

在通過(guò)噴錨支護(hù)技術(shù)進(jìn)行巖土工程深基坑邊坡支護(hù)的過(guò)程中，主要的施工步驟如下：①施工之前的準(zhǔn)備工作；②測(cè)量和放樣工作；③施工平臺(tái)和腳手架的搭建；④人工清坡施工；⑤坡面錨孔的施工與驗(yàn)收；⑥錨孔注漿施工；⑦錨桿安裝施工；⑧腳手架的分級(jí)拆除；⑨軟式透水管的鑲嵌；⑩鋼筋網(wǎng)的分級(jí)懸掛；鋼筋網(wǎng)焊接固定；分級(jí)噴射砼施工；腳手架全部拆除；工程養(yǎng)護(hù)；對(duì)施工預(yù)留的錨桿進(jìn)行抗拔試驗(yàn)；工程驗(yàn)收。

2 礦業(yè)深基坑邊坡支護(hù)的主要目的

2.1 擋水

通常情況下，深基坑邊坡支護(hù)可阻擋住深基坑外部的水滲入深基坑內(nèi)部。具體施工中，借助于水泥深層攪拌樁、旋噴壓密噴漿技術(shù)、地下連續(xù)網(wǎng)以及鎖口鋼板樁等的這些施工技術(shù)都可以達(dá)到良好的擋水效果，以此來(lái)保障深基坑的穩(wěn)定性，避免由于深水所造成的一系列危害。

2.2 擋土

通常情況下，在進(jìn)行礦業(yè)深基坑的邊坡支護(hù)過(guò)程中，都會(huì)將鋼筋和混凝土形式的板樁、鉆孔灌注樁、水泥深層攪拌樁、地下連續(xù)墻以及鋼板樁等用作擋土系統(tǒng)。通過(guò)擋土系統(tǒng)的合理應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)支護(hù)擋土墻或者是支護(hù)排樁的形成，以此來(lái)阻擋外部土體對(duì)礦業(yè)深基坑的壓力，保障深基坑的安全性和穩(wěn)定性。

2.3 支撐

通常情況下，在對(duì)礦業(yè)深基坑進(jìn)行邊坡支護(hù)的過(guò)程中，會(huì)將鋼筋混凝土和鋼之間的組合支撐、鋼管和型鋼形式的內(nèi)支撐以及混凝土形式的內(nèi)支撐用作深基坑的支撐體系，其主要作用是對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)起到限制作用，避免其發(fā)生位移，同時(shí)也可以對(duì)支承結(jié)構(gòu)起到限制作用，避免側(cè)力對(duì)深基坑邊坡的不利影響。

3 巖土工程水理性質(zhì)分析

在巖土工程條件下的礦業(yè)深基坑施工過(guò)程中，水理性質(zhì)對(duì)于其施工質(zhì)量與施工安全可以起到?jīng)Q定性作用。因此，在具體施工中，要想實(shí)現(xiàn)噴錨支護(hù)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮，保障其支護(hù)效果，就需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的巖土工程水理性質(zhì)進(jìn)行全面分析。具體分析中，主要應(yīng)注意以下兩點(diǎn)內(nèi)容：第一，在巖土工程中，地下水主要以三種形式存在，其一是重水，其二是毛細(xì)管水，其三是結(jié)合水，而結(jié)合水又分兩種，其一是弱結(jié)合水，其二是強(qiáng)結(jié)合水。第二，在巖土工程中，水理性質(zhì)包括很多種，其中最為重要的是崩解性質(zhì)以及膨脹性質(zhì)，所以在具體的水理性質(zhì)分析中需要對(duì)這兩種性質(zhì)加以深入分析。

3.1 崩解性質(zhì)

所謂崩解性質(zhì)，就是我們經(jīng)常提到的濕化性，它指的是粘性的土壤浸透到靜水中之后，因?yàn)橥亮Ｖg喪失了結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)以及強(qiáng)度，使得土體很容易崩散和解體。比如，通常情況下，殘積土可以在24 小時(shí)之內(nèi)崩解，如果殘積土是以蒙脫石和水云母為主，其崩解的方式是散開；如果殘積土是以石英石為主，其崩解的方式是裂開。在巖土工程中，如果巖土的土體具有越高的崩解性，深基坑所受到的影響就會(huì)越大。

3.2 膨脹性質(zhì)

膨脹性指的就是在地下水作用下，巖土體積逐漸變大，而在其中的水分流失之后，其體積又可以逐漸變小的一種能力。之所以會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，一個(gè)主要原因就是巖土在吸水之后表面膜會(huì)逐漸變厚，而在失水之后，其表面膜又會(huì)由厚變薄。通常情況下，巖土膨脹性會(huì)造成深基坑裂縫或者是突起問(wèn)題的產(chǎn)生，進(jìn)而對(duì)地基和土層表面產(chǎn)生嚴(yán)重影響，導(dǎo)致變形問(wèn)題的出現(xiàn)，進(jìn)而對(duì)深基坑的穩(wěn)定性和安全性帶來(lái)很大程度的不利影響。

3.3 其他性質(zhì)

除了具有以上的兩種水理性質(zhì)之外，巖土工程還有其他的一些水理特征，比如溶水性、持水性、給水性和透水性等的特征。這些特征的存在都會(huì)對(duì)巖土工程中的礦業(yè)深基坑穩(wěn)定性及其安全性造成一定程度的不利影響。

4 礦業(yè)巖土工程深基坑邊坡噴錨支護(hù)選型分析

在對(duì)巖土工程中的礦業(yè)深基坑進(jìn)行噴錨支護(hù)的選型過(guò)程中，一定要嚴(yán)格按照深基坑所在區(qū)域內(nèi)實(shí)際的地質(zhì)情況、場(chǎng)地條件、開挖深度、施工條件以及周邊環(huán)境等來(lái)進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)該制定出多種的施工方案，最后通過(guò)綜合對(duì)比來(lái)選擇更加簡(jiǎn)單便捷、安全可靠且經(jīng)濟(jì)合理的支護(hù)方案。在具體的深基坑噴錨支護(hù)中，應(yīng)保障其支護(hù)結(jié)構(gòu)中的擋土深度在6m 以下，如果基坑底部具有軟弱下臥層，而且下臥層比較厚，或者是在坡腳位置有粉土或者是粉砂露出，而且有著較高的地下水位，此時(shí)就不適合通過(guò)噴錨支護(hù)技術(shù)來(lái)進(jìn)行支護(hù)施工。

在噴錨加護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用中，其支護(hù)體系的主要組成部分有需要錨固的深基坑邊坡土體、錨桿、鋼筋網(wǎng)以及混凝土面層，其主要的特征是側(cè)向土壓力可以通過(guò)面板以及錨桿群有效傳遞到深基坑外部的穩(wěn)定土體中，為實(shí)現(xiàn)側(cè)向土壓力的有效平衡，并對(duì)深基坑邊坡位移情況起到有效的限制作用，錨固作用通常是由深基坑外部的土體所提供。施工中，將錨桿的一端與混凝土面層、土體一起固定在滑動(dòng)面外側(cè)的土體內(nèi)，讓土體強(qiáng)度在錨固作用下得以有效提升，進(jìn)而形成一個(gè)重力形式的原位復(fù)合結(jié)構(gòu)，以此來(lái)抵御深基坑邊坡土體的滑動(dòng)荷載力。同時(shí)，在穩(wěn)定的土體內(nèi)，通過(guò)錨桿的應(yīng)用，也可以有效錨固滑動(dòng)土體，避免由于其滑動(dòng)所引起的土體位移情況，以此來(lái)達(dá)到良好的深基坑邊坡支護(hù)效果。因此在具體的巖土工程礦業(yè)深基坑邊坡支護(hù)方案設(shè)計(jì)中，一項(xiàng)決定是否能夠成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是錨桿設(shè)計(jì)。在對(duì)錨桿進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合相關(guān)規(guī)定與實(shí)際施工條件，并按照以下的公式來(lái)進(jìn)行其拉力值Ta 以及標(biāo)準(zhǔn)值Tk 的設(shè)計(jì)：

Ta=1.25γ0Tk/cosθ

Tk=ηSxSya

在以上公式中，錨桿所處單元內(nèi)的土壓力主動(dòng)平均值用a 表示，其單位是KPa ；錨桿橫向間距用Sx 表示，其單位是m ；縱向間距用Sy 表示，其單位是m ；折減系數(shù)用η 表示，具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)邊坡土層中的摩擦角以及水平面和坡面之間夾角來(lái)進(jìn)行查表選取；錨桿和水平線之間所形成的夾角用θ 表示；錨桿的重要性系數(shù)用γ0 表示。

在具體的噴錨支護(hù)方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅需要完成以上的計(jì)算，同時(shí)也需要對(duì)加固結(jié)構(gòu)在礦業(yè)深基坑邊坡支護(hù)中所能夠發(fā)揮出的整體穩(wěn)定性來(lái)進(jìn)行計(jì)算。具體計(jì)算中，可借助于圓弧滑動(dòng)的計(jì)算方法來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算，其中主要應(yīng)該包括在坡腳通過(guò)和在坡腳以下通過(guò)的深度不同的圓弧。

5 礦業(yè)巖土工程深基坑邊坡噴錨支護(hù)具體施工工藝應(yīng)用

在通過(guò)噴錨支護(hù)施工技術(shù)進(jìn)行巖土工程條件下的礦業(yè)深基坑邊坡支護(hù)施工的過(guò)程中，最好應(yīng)該分層來(lái)進(jìn)行深基坑的開挖施工，且每一層的開挖深度都不要過(guò)大，如果開挖的深度過(guò)大，將會(huì)導(dǎo)致深基坑邊坡在支護(hù)之前出現(xiàn)失穩(wěn)情況。具體開挖中，每一層的開挖深度都需要根據(jù)錨桿周圍實(shí)際的水泥凝固條件來(lái)進(jìn)行確定，保障在水泥凝固之前不會(huì)對(duì)錨桿的受力造成限制。所以，在對(duì)每一層進(jìn)行開挖的過(guò)程中，應(yīng)該將實(shí)際的開挖深度控制在土層的天然自立高度之內(nèi)，以此來(lái)保障錨桿實(shí)際應(yīng)用中的錨固效果，避免錨固力降低對(duì)工程的不利影響。

5.1 土方開挖和邊坡修整施工

在對(duì)深基坑進(jìn)行開挖施工時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行分步開挖，具體的開挖深度確定中，需要對(duì)暴露面實(shí)際的直立能力加以綜合考慮，這樣才可以為后期的噴錨網(wǎng)施工提供出足夠的便利條件。具體施工中，每一層土層的開挖深度應(yīng)該控制在2.0m~2.5m 之間，每一層砂層的開挖深度應(yīng)控制在1.0m~1.5m 之間，嚴(yán)格避免超深開挖的情況發(fā)生。在對(duì)開挖長(zhǎng)度進(jìn)行確定的過(guò)程中，需要對(duì)交叉施工過(guò)程中深基坑邊坡面穩(wěn)定性的保障加以綜合考慮，通常情況下，在同一軸線內(nèi)，應(yīng)該將開挖長(zhǎng)度控制在15-20m 之間。同時(shí)，在具體的深基坑邊坡開挖施工過(guò)程中，也應(yīng)該注意盡最大限度降低開挖對(duì)于支護(hù)土層所造成的擾動(dòng)作用，并根據(jù)工程規(guī)定嚴(yán)格做好深基坑邊坡的修坡處理，避免分層開挖過(guò)程中存在的誤差所導(dǎo)致的深基坑外形尺寸與設(shè)計(jì)尺寸不符。

5.2 錨桿成孔和注漿施工

在對(duì)巖土工程條件下的礦業(yè)深基坑邊坡進(jìn)行噴錨支護(hù)的過(guò)程中，首先需要將施工場(chǎng)地實(shí)際的地質(zhì)情況作為依據(jù)，通過(guò)機(jī)械成孔或者是人工成孔的方式進(jìn)行成孔施工，具體施工中，孔位應(yīng)該嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)中的規(guī)定來(lái)進(jìn)行布置，同時(shí)應(yīng)做好測(cè)量劃線工作，以此來(lái)將具體的孔位準(zhǔn)確標(biāo)記出來(lái)。通常情況下，孔位需要布置成梅花型，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照工程設(shè)計(jì)要求來(lái)進(jìn)行孔徑、俯角以及長(zhǎng)度等各項(xiàng)成孔參數(shù)的控制。其次，應(yīng)該嚴(yán)格根據(jù)工程設(shè)計(jì)中所規(guī)定的直徑和長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行錨桿加工。為了將錨桿設(shè)置在孔位的中心，具體施工中，每間隔1.5m~2m 的距離就需要進(jìn)行一個(gè)居中支架的焊接設(shè)置，然后在孔內(nèi)進(jìn)行錨桿的安裝。最后是注漿施工，在具體的噴錨施工中，注漿施工主要的作用是保障錨桿可以和周圍土體之間達(dá)到緊密貼合的效果，因此對(duì)于噴錨支護(hù)施工而言，注漿施工是整個(gè)施工過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵步驟。具體施工中，一般需要將水泥漿注入到在已經(jīng)安置好了錨桿的孔內(nèi)，并對(duì)注漿壓力做好控制，通常情況下，其注漿壓力需要控制在0.4MPa~0.6MPa 之間，這樣才可以保障漿液將錨桿以及孔壁之間的孔隙填滿。注漿施工需要從內(nèi)到外進(jìn)行，施工中，通常需要做好注漿孔位置的封堵止?jié){工作，避免水泥漿液從注漿孔流出。注漿施工通常需要進(jìn)行2~3 遍，直到漿液注滿為止。當(dāng)水泥漿液和孔口之間的距離在30cm~40cm 之間時(shí)，便可通過(guò)水泥砂漿來(lái)進(jìn)行填實(shí)處理。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在巖土工程條件下的礦業(yè)深基坑邊坡支護(hù)施工中，噴錨施工技術(shù)屬于一種最典型且最有效的支護(hù)技術(shù)。通過(guò)該技術(shù)的合理應(yīng)用，可有效提升深基坑的支護(hù)效果，保障礦業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行，并有效避免不必要的安全事故。因此，在具體施工中，礦產(chǎn)企業(yè)一定要注重該技術(shù)的合理應(yīng)用，通過(guò)水理性質(zhì)的全面分析來(lái)制定合理的技術(shù)方案，然后嚴(yán)格按照實(shí)際的施工要求與施工環(huán)境來(lái)進(jìn)行施工，并注意各項(xiàng)工藝流程和工藝參數(shù)的合理控制。通過(guò)這樣的方式，才可以有效保障施工質(zhì)量，提升礦業(yè)巖土工程深基坑的支護(hù)效果，以此來(lái)促進(jìn)我國(guó)礦產(chǎn)企業(yè)的良好發(fā)展。