CN104499492A

CN104499492A - 边坡坡面喷浆固化防护方法

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Publication number: CN104499492A
Application number: CN201410813268.7A
Authority: CN
Inventors: 杨广庆; 蒲昌瑜; 刘立申; 熊保林; 刘伟超; 白志军; 王贺
Original assignee: Shijiazhuang Tiedao University
Current assignee: Shijiazhuang Tiedao University
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2034-12-24
Also published as: CN104499492B

Abstract

本发明公开了一种边坡坡面喷浆固化防护方法，涉及建筑施工技术领域，步骤如下：无压高渗透性浆液选配及喷浆量估算、坡面修整、配制无压高渗透性浆液、安装喷浆系统，初次喷浆、坡面浮浆清理、二次喷浆及后续处理。此种无压高渗透性浆液具有强度高、粘结力大、空隙率小、耐水性强、耐酸性能好、耐气候变化性好等优点，同时具有较小的收缩率，常温固化、施工简单、工程使用寿命长；通过对砂质边坡表面喷涂无压高渗透浆液，在砂质边坡表层形成固化层，起到对边坡的固化防护作用。本发明具有施工方便、砂土固化效果好的优点，适用于砂性土层边坡的防护加固、砂岩边坡防风化、松散易滑落碎石边坡的加固，以及防砂、固砂治理。

Description

边坡坡面喷浆固化防护方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域。

背景技术

在公路、铁路、水利及矿山工程等领域中，砂质边坡防护一般采用喷锚支护和客土喷播植草防护等技术方法。由于砂质边坡土体松散、粘聚力低，喷锚支护中锚杆（锚桩）施工难度大，喷射混凝土时喷射风压易将坡面土体吹散，影响喷射效果，且整个防护系统需要在施工完成（或局部完成）并且圬工混凝土强度达到一定程度后才具备防护能力。客土喷播植草防护是将配制好的土壤与乡土草木种子及防止水土流失的土壤稳定剂、黏合剂、保水剂等掺和后，经搅拌机拌匀，在干料状态用空压机和混凝土喷射机输送，在喷射口前与水混合喷射到坡面，形成能促进植物长期生长所需的基材。同样该技术中喷射风压也容易将坡面土体吹散，影响喷射效果。因此，这些常规的砂质边坡防护技术在施工过程均会破坏坡面，影响喷射效果，且在防护体系发挥功能之前，降雨会致使砂质边坡受到不同程度的冲刷、侵蚀或损毁，需要修整。为了提高砂质边坡的防护效果，需要进行边坡表层无压渗透固化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种施工方便、砂土固化效果好的边坡坡面喷浆固化防护方法，尤其适用于砂质边坡的防护加固。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种边坡坡面喷浆固化防护方法，施工步骤如下：

（1）无压高渗透性浆液选配及喷浆量估算: 无压高渗透性浆液中钾水玻璃模数根据砂土的特征粒径D₁₅在3.0～3.5范围内选取，至少分两次喷浆，第二次喷浆所用无压高渗透性浆液中的钾水玻璃的模数要比初次喷浆所用的模数高0.05～0.15；无压高渗透性浆液的喷浆量以钾水玻璃的用量为指标，钾水玻璃的用量为1.5～7.5㎏/㎡；

（2）坡面修整：清理浮砂，沟槽，将坡面修整平顺，对于风蚀严重（含水率很低）的坡面，将浮砂预湿，使浮砂初步密实，可提高钾水玻璃浆液的渗透能力；

（3）配制无压高渗透性浆液：该浆液包括水、胶凝剂和添加剂，所述胶凝剂包括钾水玻璃和硅酸溶胶，所述添加剂包括偏硅酸锂、十二烷基磺酸钠、甲基硅酸钾、三聚磷酸硅和紫外线吸收剂，稀释混合而成，其中各组分的质量份数配比如下：

水：65～88.5份；

胶凝剂：钾水玻璃10～25份、硅溶胶0.5～5份；

添加剂：偏硅酸锂0.1～0.5份、十二烷基磺酸钠0.01～0.05份、甲基硅酸钾0.01～0.1份、三聚磷酸硅0.3～5份、紫外线吸收剂0.01～0.05份；

（4）安装喷浆系统：将自吸泵用耐压软管连接雾化喷头和储浆罐，形成喷浆系统；

（5）初次喷浆：将无压高渗透性浆液均匀喷洒在设计区域的坡面上，喷浆速度以浆液能够渗透到砂土内部，不形成水流流动为宜；具体喷浆量根据砂土的孔隙率和渗透固化层厚度调整；

（6）坡面浮浆、浮渣清理：初次喷浆完成2～5天后，将局部坡面表层由于喷浆固结过程由于部分杂质反应产生的浮浆、浮渣清除；

（7）二次喷浆：为保证喷浆渗透层的强度和渗透厚度，在初次喷浆渗透完成3～7天后，实施二次喷浆渗透；具体喷浆量根据砂土的孔隙率和渗透固化层厚度调整；

还包括后续处理：根据砂质边坡是否进行绿化覆盖，实施三次喷浆封面或腐殖酸养护：

1).如果边坡表面不实施绿化覆盖：则进行三次喷浆封面处理，目的是进一步提高固结层的表面强度，抗风化能力；

2).如果边坡进行绿化覆盖：二次喷浆完成两天后进行腐殖酸溶液养护，腐殖酸溶液浓度为2～5%。

优选的，无压高渗透性浆液中钾水玻璃的模数随着边坡砂土的特征粒径D₁₅减小而降低，钾水玻璃的模数调整范围为3.0～3.5。

优选的，所述自吸泵的参数选用如下：扬程≥80m，吸程≥10m，流量≥5 m³/h，雾化喷头的流量≥5L/min。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：此种无压高渗透性浆液具有强度高、粘结力大、空隙率小、耐水性强、耐酸性能好、耐气候变化性好等优点，同时具有较小的收缩率，常温固化、施工简单、工程使用寿命长；胶凝剂主要成分钾水玻璃的渗透性较好，而且也较为经济。通过对砂质边坡表面喷涂无压高渗透浆液，在砂质边坡表层形成固化层，起到对边坡的固化防护作用。本发明具有施工方便、砂土固化效果好的优点，适用于砂性土层（粉细砂、风积砂等）边坡防护加固、砂岩边坡防风化、松散易滑落碎石边坡的加固，以及防砂、固砂治理。

具体实施方式

下面结合附表和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

一种边坡坡面喷浆固化防护方法，具体施工步骤如下：

（2）坡面修整：清理浮砂，沟槽，将坡面修整平顺，对于风蚀严重（含水率很低）的坡面，将浮砂预湿，通过修整使浮砂初步密实，可提高钾水玻璃浆液的渗透能力；

水：65～88.5份；

胶凝剂：钾水玻璃10～25份、硅溶胶0.5～5份；

为保证施工的连续性，每次配制浆液量≥1.2m³；

（5）初次喷浆：将无压高渗透性浆液均匀喷洒在设计区域的坡面上，喷浆速度以浆液能够渗透到砂土内部，不形成水流流动为宜；喷浆量可根据现场配制的无压高渗透性浆液进行计算，将配制好的无压高渗透性浆液重量折算为体积，再将喷浆量由钾水玻璃的用量折算为无压高渗透性浆液的用量，无压高渗透性浆液用量控制3～20L/㎡，具体喷浆量根据砂土的孔隙率和渗透固化层厚度调整；

（7）二次喷浆：为保证喷浆渗透层的强度和渗透厚度，在初次喷浆渗透完成3～7天后，实施二次喷浆渗透，同样喷浆量根据现场配制好的无压高渗透性浆液重量折算为体积，再将喷浆量由钾水玻璃的用量折算为无压高渗透性浆液的用量，喷浆量按无压高渗透性浆液用量控制为2～10L/㎡，具体喷浆量根据砂土的孔隙率和渗透固化层厚度调整；

(8）后续处理：根据砂质边坡是否进行绿化覆盖，实施三次喷浆封面或腐殖酸养护：

1).如果边坡表面不实施绿化覆盖：则进行三次喷浆封面处理，第三次喷浆，目的是进一步提高固结层的表面强度，抗风化能力；喷浆量为1～1.5L/㎡；

2).如果边坡进行绿化覆盖：二次喷浆完成两天后进行腐殖酸溶液养护，腐殖酸溶液浓度为2～5%；同样喷浆量根据现场配制好的无压高渗透性浆液重量折算为体积，无压高渗透性浆液消耗量为2～5L/㎡。

无压高渗透性浆液中钾水玻璃的模数随着边坡砂土的特征粒径D₁₅减小而降低，钾水玻璃的模数调整范围为3.0～3.5。

所述自吸泵的参数选用如下：扬程≥80m，吸程≥10m，流量≥5 m³/h，雾化喷头的流量≥5L/min。

上述步骤中所用无压高渗透性浆液的配制步骤如下：

（１）、配制钾水玻璃溶液：

将钾水玻璃稀释成含量为钾水玻璃溶液，在钾水玻璃溶液中依次加入硅酸溶胶、偏硅酸锂和十二烷基磺酸钠，然后充分搅拌；

（２）、配制三聚磷酸硅悬浊液：将三聚磷酸硅用水稀释成悬浊液，充分搅拌，搅拌时间为３min；

（３）、将三聚磷酸硅悬浊液加入步骤（1）中配制好的钾水玻璃溶液中制成浆液，充分搅拌，搅拌时间为5min；

（4）配制甲基硅酸钾溶液：将甲基硅酸钾用水稀释成甲基硅酸钾溶液；

（5）将甲基硅酸钾溶液加入到步骤（3）中配制好的浆液中，搅拌搅拌时间为3min；

（6）、配制紫外线吸收剂乳液：将紫外线吸收剂用水稀释成紫外线吸收剂乳液，充分搅拌，搅拌时间为３min；

（７）将紫外线吸收剂乳液加入到步骤（5）中配置好的浆液中，充分搅拌，搅拌时间为3～5min，备用。

无压高渗透性浆液的具体实施例如下表所示：

注：上表中喷浆量是以钾水玻璃的消耗量为控制指标。

按照上表中数据配制的无压高渗透性浆液对坡面喷洒固化后的性能如下表所示：

此种含有钾水玻璃的无压高渗透性浆液具有强度高、粘结力大、空隙率小、耐水性强、耐酸性能好、耐气候变化性好等优点，同时具有较小的收缩率，常温固化、施工简单、工程使用寿命长；胶凝剂主要成分钾水玻璃的和易性较好，而且也较为经济。通过对砂质边坡表面喷涂无压高渗透浆液，在砂质边坡表层形成固化层，起到对边坡的固化防护作用。本发明具有施工方便、砂土固化效果好的优点，适用于砂性土层（粉细砂、风积砂等）边坡防护加固、砂岩边坡防风化、松散易滑落碎石边坡的加固，以及防砂、固砂治理。

现以某高速公路风积砂路堑边坡试验段为例，进一步说明本发明的具体实施方式和应用效果。某高速公路风积砂路堑边坡A区高16～20m，长度为33m，坡角为45^。，采取三级边坡防护，坡面总面积为972m²；B区高11～13m，长度为50m，坡角为45^。，采取二级边坡防护，坡面总面积为948m²。

1）根据风积砂的特征粒径D₁₅=0.12mm、孔隙率为0.38、边坡固化厚度为10～15cm，确定初次喷浆钾水玻璃的模数为3.15～3.20，喷浆量为4.3㎏/㎡，即每平米消耗钾水玻璃4.3kg；

2）风积砂坡面开挖并清理，使得坡面平顺；

3）配制无压高渗透性浆液，各成份配比如下表所示：

4）采用小型自吸式水泵（扬程80m，吸程10m，流量5 m³/h）用耐压软管连接雾化喷头（流量5L/min）和储浆罐，形成喷浆系统。

5）初次喷浆：为保证施工的连续性，每次配制浆液量为50㎡，喷浆量控制16L/㎡，将浆液均匀喷洒在坡面上，喷浆速度以浆液能够及时渗透为宜。

6）二次喷浆：在初次喷浆完成3～7天后，实施二次喷浆渗透，二次喷浆的无压高渗透性浆液各成份配比同上，所用的钾水玻璃模数比初次喷浆要高0.1，即m=3.3；喷浆量为5L/㎡；喷浆速度同初次喷浆速度。

7）对A段选取100㎡边坡进行三次喷浆处理，三次喷浆所用无压高渗透性浆液各成份配比不变，钾水玻璃模数为3.50；喷浆量为1.5L/㎡；喷浆速度同二次喷浆速度。

8）其余边坡喷洒腐殖酸液养护，腐殖酸溶液浓度为2.5%；消耗量为3.5L/㎡，然后进行绿化种植物覆盖。

喷浆防护效果如下：

B区风积砂边坡在初次喷浆完毕2个小时后遇到降雨量为15mm的中雨，坡面没有冲刷痕迹。5日内边坡受到三次中到大雨的侵袭，边坡保持稳定；之后12日内的天气为高温且没有降雨，边坡表层无粉化、风蚀现象，且固结渗透层向内5cm后的风积砂土体为稍湿状态，边坡保持稳定。28天后对风积砂边坡取样观测：固结、渗透层厚度为18.5cm，随后进行绿化覆盖施工，植物生长没有受到影响。经过一个雨季的观测，边坡保持稳定。

A区风积砂边坡在初次喷浆完成后遇到小雨天气，在整个施工过程中，距离风积砂边坡10～30m以外的区域由于进行石方开挖，进行了多次爆破施工作业，边坡上只散落并嵌入了一些3～12cm的石块，嵌入点形成小坑窝；在二次喷浆完成后，遇到12小时降雨量为27.9mm的大到暴雨侵袭，边坡表面没有冲刷痕迹，保持完整，稳定。经过一个雨季的观察，边坡保持稳定。

Claims

1.一种边坡坡面喷浆固化防护方法，其施工步骤如下：

（1）无压高渗透性浆液选配及喷浆量估算:无压高渗透性浆液中钾水玻璃模数根据砂土的特征粒径D₁₅在3.0～3.5范围内选取，至少分两次喷浆，第二次喷浆所用无压高渗透性浆液中的钾水玻璃的模数要比初次喷浆所用的模数高0.05～0.15；无压高渗透性浆液的喷浆量以钾水玻璃的用量为指标，钾水玻璃的用量为1.5～7.5㎏/㎡；

水：65～88.5份；

胶凝剂：钾水玻璃10～25份、硅溶胶0.5～5份；

（7）二次喷浆：为保证喷浆渗透层的强度和渗透厚度，在初次喷浆渗透完成3～7天后，实施二次喷浆渗透；具体喷浆量根据砂土的孔隙率和渗透固化层厚度调整。

2.根据权利要求1所述的边坡坡面喷浆固化防护方法，其特征在于，还包括后续处理：根据砂质边坡是否进行绿化覆盖，实施三次喷浆封面或腐殖酸养护：

1).如果边坡表面不实施绿化覆盖：则进行三次喷浆封面处理；

3.根据权利要求1所述的边坡坡面喷浆固化防护方法，其特征在于，所述无压高渗透性浆液中钾水玻璃的模数随着边坡砂土的特征粒径D₁₅减小而降低，钾水玻璃的模数调整范围为3.0～3.5。

4.根据权利要求1所述的边坡坡面喷浆固化防护方法，其特征在于，所述自吸泵的参数选用如下：扬程≥80m，吸程≥10m，流量≥5 m³/h，雾化喷头的流量≥5L/min。