摘 要 武廣客運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的高度設置寬1.5m的碎落臺。本基坑屬于深基坑，安全等級一級，放坡邊坡高而陡。本文系統介紹了在高陡邊坡地段防護形式采用“擺噴樁墻止水帷幕+土釘噴錨”綜合支護技術，可供工程技術人員參考。
　　關鍵詞 止水帷幕;土釘墻;深基坑;高陡邊坡;防護
　　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：TV551.4
　　0 前言
　　目前，我國山區高速鐵路建設迅猛發展。在高速鐵路及客運專線的修建中，出現大量的深挖路塹與隧道暗埋明挖基坑邊坡，其防護問題非常突出。為了滿足安全可靠和經濟合理雙重目標，對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，一般都屬于臨時擋護工程，待明挖段襯砌施工完成后，就進行漿砌片石、土石回填，但因現場實際施工組織安排情況，其間邊坡暴露時間也會長達6個月～2年左右。位于城市地段的高邊坡防護，更是對居民區居民、基坑內工作人員生命安全、基坑內結構物安全等，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，設計采用擺噴墻進行止水、堵水。擺噴墻距土釘邊線1m，擺噴墻最薄處厚度0.2m，間距1m，伸入風化巖層不小于0.5m。
　　明挖段設計采用土釘墻進行邊坡防護，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，用潛孔鉆機成孔，高壓風吹凈孔內碎屑、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水文地質情況
　　該隧道出口明挖暗埋段及引道工程屬瀏陽河Ⅰ級階地或其影響地帶，其下部廣泛分布的礫石類土由于其空隙率大，滲透性強，屬強富水透水地層，洪水期地下水具有一定的承壓性，且河漫灘區距瀏陽河主河道較近，地下水與河流水聯系密切，當隧道明挖地段或引道段揭露該組含水層，極易產生大規模的涌突水事故。
　　1.2地下水控制
　　(1)基坑排水系統：基坑內設計降水孔，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基坑邊坡支護結構
　　明挖基坑高邊坡支護采用“預應力土釘+鋼筋網+噴射混凝土”土釘墻復合支護，具體支護采用如下形式：土釘最大深度18m，間距為2.0m×2.0m;φ8鋼筋網，采用C20噴射混凝土對坡面進行封閉，噴層厚度10cm。
　　2施工工藝及控制要點
　　2.1施工方案
　　在進行明挖段施工之前，首先進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型液壓鉆機進行鉆孔施工，根據施工總長度，采取分區、分段，多臺鉆機同時作業的方式進行施工，采用單管法進行高壓噴射注漿。開挖順序自上而下，每次開挖高度2～3m，并及時按設計要求做好邊坡防護。
　　基坑開挖土質地段采用挖掘機開挖、人工修坡、15t自卸式汽車運輸。石質地段首先應考慮采用銑挖機配合破碎錘開挖，挖掘機配合自卸式汽車裝運石渣。當石質堅硬，用銑挖機、破碎錘開挖有困難或效率低下時，采用爆破法開挖。
　　邊仰坡采用土釘墻進行防護，根據土釘的施作長度，施工過程采用水平鉆機進行打眼，擠壓泵注漿，噴射混凝土采用3臺TC500濕噴機作業。
　　明挖基坑邊坡防護主要設備投入

設備名稱	型號	數量	備注	設備名稱	型號	數量	備注
水平地質鉆機	XY-1	4	土釘	吊車	G4-10T	2	移鉆
鉆機	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	空壓機	VFY-6/7	4	高壓送氣
排漿泵	DYN50-32	4	排漿	測斜儀		2	測孔斜
攪拌機	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，設計采用擺噴墻進行止水、堵水。擺噴墻距土釘邊線1m，擺噴墻最薄處厚度0.2m，間距1m，伸入風化巖層不小于0.5m。
　　2.2.2參數控制
　　隧道明挖段基坑擺噴樁墻技術參數一覽表

控制項目		單位	技術參數
漿  液	壓力	MPa	20
	流量	L/min	80～100
	噴嘴孔徑	mm	2
	噴嘴個數	個	2
注漿管	提升速度	cm/min	20～25
	旋轉速度	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鉆孔，然后插入旋噴管進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，根據設計要求以及邊坡開挖線位置，首先要進行準確放樣。
　　(2)鉆機就位
　　鉆機設置在設計的孔位上并應保持垂直，施工時旋噴管的允許傾斜度不得大于1.5%。鉆機就位后應進行水平、垂直校正，鉆桿應與樁位吻合，偏差控制在10mm內。
　　(3)鉆孔
　　采用XY-4型地質鉆機鉆注漿孔，鉆孔孔徑為97mm。鉆孔時鉆機要平衡，開孔孔位要準確，鉆孔垂直度偏差≤1%，確保旋噴管能順利導入孔底。根據鉆孔樁施工的地層情況，在砂層等不利地層處鉆孔時，采用泥漿護壁，泥漿的主要性能指標控制為：比重1.2～1.3含砂量<5%。
　　(4)插管
　　當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
　　水灰比為1:1～1:1.5，采用立式攪拌罐攪拌。漿液用42.5號普通硅酸鹽水泥和自來水配制，然后以設計要求的技術參數進行擺噴，漿液比重≥1.45t/m3。在擺噴過程中，經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，注漿量應達到設計要求，控制冒漿量可采用：在漿液中摻加適量的速凝劑，縮短固結時間，或者適當縮小噴嘴孔徑，加快提升速度等方法，并隨時做好記錄。
　　由于擺噴樁止水的效果往往取決于砂層的成樁質量，因此在砂層段采取減慢提升速度或復噴的辦法，保證成樁質量。
　　(6)沖洗
　　噴射施工完畢后，應把注漿管等機具設備沖洗干凈，管內機內不得殘存水泥漿，通常將漿液換成水，在地面上噴射，以便把泥漿泵、注漿管以及軟管內的漿液全部排除。
　　擺噴樁鉆孔過程所產生的廢漿經沉淀處理后，廢水經處理后排入下水道，余碴堆至臨時堆碴場，擺噴注漿產生的廢漿，則排至廢漿池硬化后及時外運。
　　(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度不小于2.0Mpa。
　　2.2.4擺噴樁控制要點
　　(1)設備安裝平穩對正，開孔前須嚴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，應先啟支漿泵送漿，同時旋轉下放，下至于孔底(開噴深度)后，再啟動高壓泵和空壓機，各項參數正常后方可提升。
　　(4)高噴作業中，必須注意觀察水、氣、漿壓力和流量達到設計要求，發現異常，要立即停止提升，查明原因，及時處理。
　　(5) 因故停機(卸管或處理故障)時，需將近高噴管下放至超過原高噴深度0.1-0.5m處，重新開機作業，以避免回結體出現新層。
　　(6) 遇有較大礫石層或較硬地層時，降低提升速度，高噴參數不正常孔段應復噴。
　　(7) 遇漏水孔段，停止提升，繼續注漿，冒漿正常后再提升;漏水嚴重時應采取堵漏措施，并做好記錄。
　　(8) 采用兩序施工(間隔一個)防止串孔。
　　(9) 及時回灌，保持孔內漿滿;連續施工時可采用冒漿回灌。
　　(10) 分節拆卸高噴管時，動作要快，盡量縮短停機時間。
　　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行，按分段、逐級、自上而下的順序施工。
　　其施工程序為：土方開挖→人工修坡→鉆土釘孔→插入土釘鋼筋→注漿→掛網→焊加強筋→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
　　土釘支護施工必須先進行現場的工藝性試驗，在專門設置的非工作釘上進行抗拔試驗直至破壞，用來確定極限荷載。用來做測試驗的土釘其注漿體抗壓強度一般不小于6Mpa，試驗采用分3級加載，土釘施工前先進行現場拉拔試驗，抗拔力應大于設計的1.25倍。工藝試驗滿足要求后，再進行全段的施工。
　　(2)坡面開挖施工
　　根據施工地段的地質情況、施工機具、施工周期及現場施工流程的相互銜接，確定適宜的開挖深度和開挖長度，并快速組織施工。機械開挖土質邊坡時，預留了0.3m的邊坡保護層，石質邊坡不預留保護層。施工中根據土釘鉆孔機具作業高度確定了每層挖深為2～3m，根據砼噴射機的生產能力確定縱向分段開挖長度不大于40～50m。
　　(3)刷坡
　　邊坡預留的0.3m保護層采用人工刷坡，機械配合清運，用高壓風吹凈坡面碎屑、粉塵等雜物，使巖面形成平整而規則的坡面。
　　(4)施工土釘
　　邊坡刷完，坡度檢查無誤后，采用潛孔鉆機鉆孔，鉆孔采用干鉆。孔徑為φ110mm，傾角15°。成孔后用高壓風清孔，嚴禁用水沖洗，清孔后使用定位架，插入預先做好的螺紋鋼釘材，并使其居中，然后壓入水泥漿，壓實壓滿為止。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。遇砂層時應采用二次注漿，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
　　當錨桿水泥凈漿達到設計強度的70%后，即可掛網，并使其緊貼坡面，鋼筋網與錨桿焊接在一起。
　　(6)噴射砼
　　完成掛網后，噴射砼，噴射總厚度10cm，噴射砼的厚度檢驗采用埋設鋼筋標尺的方法進行。
　　(7)養生
　　噴射砼初凝快，7天內收縮變形較大，要在初凝后覆蓋灑水養生，養護時間為10～14天。待上層土釘墻形成后，再進行下一層開挖，進入下一循環施工。
　　2.3.3土釘墻施工控制要點
　　(1)基坑分層開挖要按照設計及開挖情況控制每層開挖高度和長度，確保坡體穩定。
　　(2)腳手架搭設前必須先對現有邊坡的穩定情況進行觀察，確定安全后再搭設腳手架。鋼管支架立柱應置于堅硬穩定的巖石上，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6m/根的φ28平臺砂漿錨桿，控制坡面變形。
　　(4)及時封閉及時加固：初噴在基坑開挖后要立即進行，鉆孔、注漿、下錨應分段進行，確保及時封閉坡面，加固坡體。
　　(5)掛網要搭接牢固或焊接，聯成一體，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 結束語
　　通過該隧道明挖段基坑防護的工程實踐表明，擺噴樁墻+土釘墻這種新式的防護結構物對高陡邊坡防護是安全有效、經濟合理、而且利于環保，設計與施工中重點考慮了以下問題。①邊坡穩定。土釘墻坡面防護，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，有效防止和延緩了流沙層地段軟巖土表面的風化、破碎、剝蝕演變過程，從而保護高邊坡的整體穩定性。②安全經濟。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、回填數量，產生了可觀的經濟效益。③環境保護。高陡邊坡形式，使工程對環境的擾亂程度減少到最小，充分體現了人工構造物與自然環境相協調。
　　參考文獻：
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