天然氣壓氣站加筋土擋土墻施工工藝分析

劉江濤 王俊鋒 曹慶田 甘小永 鄭廣琦

中國石油天然氣第一建設有限公司第七分公司川渝項目部 河南洛陽 471023

加筋土擋土墻是在土中加入拉筋，利用拉筋與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程特性，從而達到穩定土體的目的。加筋土擋土墻由填料、在填料中布置的拉筋及墻面板三部分組成。在長寧頁巖氣田外輸增壓工程納溪西壓氣站的施工過程中，由于地形選址原因，納溪西壓氣站位于山脊，地表為旱地，廠區原始地貌高程范圍為330.49 ～343.13m，壓氣站標高330.49～337.5m，采用加筋土擋土墻的施工方法進行邊坡支護。

加筋土擋土墻施工簡便、快速，并且節省勞力和縮短工期。采用加筋土擋土墻的施工技術，解決了天然氣站場高填方區域邊坡支護問題，將大量開挖的余土有效利用，并且填方區填土引起的地基變形對加筋土擋土墻的穩定性影響比對其他結構物小，地基的處理也較簡便。它是一種很好的抗震結構物，節約占地，造型美觀，造價比較低，縮短了施工工期，降低了安全風險，具有良好的經濟效益。整個工程共做加筋土擋土墻22 層，每層50cm，累計高度為11m。

1 工藝原理

加筋土擋土墻是柔性結構物，能夠適應地基的輕微變形，一般適合在高填方區域進行邊坡支護。它利用高強耐久加筋布的特性，在一些高填方區域（一般填方區域超過8m）將大量開挖的余土進行有效利用。圖1 為加筋土擋土墻結構圖。

圖1 加筋土擋土墻結構圖

高強耐久加筋布以高強度工業用滌綸（聚酯纖維）為原料，材料自身強度高，一般經機織形成正交交織結構后，綜合承載能力進一步提高。同時利用合成纖維工業化特點，具有低成本優勢，且機織物結構穩定、工程參數達標高，滿足各種巖土工程的不同反濾、隔離、加筋、防護等用途，是巖土工程中價值比較高的一類產品。

2 施工工藝

2.1 施工準備

（1）施工前，技術人員充分理解設計意圖，熟悉設計圖紙，嚴格按圖施工；

（2）施工前編制施工方案，進行技術交底；

（3）進行材料、人員、設備落實。

2.2 清理場地

施工前，先將路基范圍內的樹根、草皮、腐植土全部清除，一般清除厚度為50cm。墻底范圍內的地面按設計要求開挖平整，開挖范圍宜超出墻底范圍0.3～0.5m。開挖后全面檢查，所有軟弱土需壓實或換填合適土料，并將整個場地全面壓實至設計標準。

2.3 基底處理

（1）加筋擋土墻基槽（坑）底按設計要求開挖整平夯實，開挖寬度一般以1∶1 的邊坡高度控制，開挖范圍宜超出墻底范圍0.3～0.5m；做好基坑及地面排水，確保施工范圍內無積水，嚴禁積水浸泡基底。

（2）在砌筑加筋土擋土墻前，檢查基底壓實度、高程、寬度、平整度及地基承載力檢測。若地基承載力達不到設計要求，采用回填土進行換填處理。

（3）開挖完成后通知監理、勘查單位驗槽；驗槽完成后，澆筑鋼筋混凝土基礎，澆筑基礎厚度為1.0m；澆筑完成后，對基礎進行養護。

2.4 鋪設高強耐久加筋布

高強耐久加筋布材料采用HDPE 高強耐久加筋布，材料運至現場后，經監理單位、項目管理單位現場確認。

鋪放第一層高強耐久加筋布，按第一層（即緊貼墻底層）高強耐久加筋布設計長度，加上墻面部分長度及與上層連接用的水平段長度切斷高強耐久加筋布，沿墻高方向每0.5m 鋪一道土工高強耐久加筋布加筋。土工高強耐久加筋布應鋪設在1%～3%橫坡平整壓實的填土上，將強度的方向垂直墻面鋪設于密實填土上，尾部用U 型釘固定在墻底上，反包段臨時放在墻面外，相鄰高強耐久加筋布搭接寬度為10mm。

高強耐久加筋布鋪設在壓實平整的填料上，不得重疊，不得卷曲或折曲；高強耐久加筋布不得與硬質棱角填料直接接觸；高強耐久加筋布在鋪設時，用鋼筋將筋帶拉緊，再用少量填料壓住，使之固定并保持正確位置。上層高強耐久加筋布通過U 型釘與下層高強耐久加筋布等連接。圖2 為高強耐久加筋布鋪設及預留的3m 返包段施工圖。

圖2 高強耐久加筋布鋪設及預留的3m 返包段施工圖

2.5 鋪置土工網眼袋

將裝有土壤的土袋用打包機封口，按拉線控制土袋位置，整齊堆放；土工高強耐久加筋布、編織土工袋等土工合成材料進場后要妥善保管，嚴禁暴曬；施工中應隨鋪設隨填筑，盡量減少拉筋在陽光下直接暴曬的時間。

2.6 填料的攤鋪、壓實

加筋土擋土墻填料類別、質量應符合設計要求，土工合成材料作為拉筋的墻后填料不應采用碎石土，嚴禁采用膨脹土、淤泥質土、鹽漬土、凍脹土、有機質土。

填料應易于填筑與壓實，與高強耐久加筋布之間能產生足夠的摩擦力，對高強耐久加筋布材料無腐蝕性，且水穩性好，以保證筋帶與填料之間能發揮較大的摩擦力，確保結構穩定；填料最大粒徑不得大于150mm。

將放在墻面外的反包段高強耐久加筋布反包在已鋪筑好的網眼袋及壓實好的第一層填料上。

用機械設備將土料從高強耐久加筋布尾端開始瀑布式卸到高強耐久加筋布上；卸料時，機械設備應停止行進，待卸下的土料已壓在高強耐久加筋布上后，才可緩慢行進卸土；攤鋪可用人工也可用機械，經現場試驗確定攤鋪厚度控制在300mm 以內，分層壓實至第一層頂面高程。在任何情況下，碾壓等施工設備的輪子或履帶與高強耐久加筋布之間至少應隔有150mm 的土料，以防止高強耐久加筋布受到機械損壞。

壓實作業先從高強耐久加筋布中部開始，逐步碾壓至高強耐久加筋布尾部。碾壓前應進行壓實試驗，以確定最經濟的碾壓遍數。碾壓機運行方向應平行于擋土墻的水平走向，下一遍碾壓的輪跡應與上一遍碾壓輪跡重疊輪跡寬度的1/ 3。

土工袋按1∶0.3、局部按1∶0.5 放坡堆碼，填料根據高強耐久加筋布豎向間距進行分層攤鋪和壓實；卸料時自卸汽車與高強耐久加筋布距離不應小于1.5m，汽車不得在未覆蓋填料的高強耐久加筋布上行駛；攤鋪采用人工配合機械的方式進行，攤鋪厚度均勻一致，表面平整，每層厚度不得大于30mm；推土機運行方向與高強耐久加筋布垂直，不得在未覆蓋填料的高強耐久加筋布上行駛或停車；填料填筑時，隨時檢查含水量是否滿足壓實要求。

第一次壓實時，控制填料含水率為最佳含水率±2%，壓實系數不小于0.94；壓實后地面平整，高差不大于10cm。壓實合格后，將預留在墻面外返包段高強耐久加筋布返包在已鋪筑好的網眼袋及壓實好的填料上，然后用U 型釘將返包段與下層壓實合格的填料進行固定。U 型釘長度為360mm，每間隔1m 釘入1 個U 型釘。圖3 為高強耐久加筋布返包及U 型釘布置圖。

圖3 高強耐久加筋布返包及U型釘布置圖

返包段折回后進行第二次填料的回填、碾壓、夯實。為避免高強耐久加筋布在施工中受損，禁止履帶機械直接壓在高強耐久加筋布上，填土必須先傾倒并覆蓋住高強耐久加筋布（厚度不小15cm），方可上機械。嚴格控制填方的壓實度是保證加筋土工程成功的關鍵，在填筑時應嚴格按本設計規定執行。這樣第一次加筋土擋土墻砌筑完成。

將放在墻面外的第一層反包段高強耐久加筋布反包在已鋪筑好的網眼袋及壓實好的第一層填料上。用連接棒將第二層高強耐久加筋布與第一層高強耐久加筋布的反包段連接起來，利用張拉鉤在第二層高強耐久加筋布的自由端施加拉力，使連接棒處拉緊受力，直至墻面反包段高強耐久加筋布也受力繃緊為止。張拉鉤用φ6 鋼筋制作，長約1m。張拉高強耐久加筋布至少2 人同時進行，每人左右手各拉一根張拉鉤。用U 型釘或竹釘在第二層高強耐久加筋布自由端將高強耐久加筋布固定，然后松開張拉鉤。

對頂部的高強耐久加筋布層的反包段，采用將其埋于頂層填料中的措施予以固定，其長度較其下面各層的反包段長一些。按要求壓實最上一層填土。圖4 為施工中的各層加筋土擋土墻。

圖4 施工中的各層加筋土擋土墻

2.7 泄水孔及減壓板施工

加筋土擋土墻體內設置泄水孔，泄水孔成品字型布置，間距2m；泄水孔深入坡面不小于20cm，泄水管孔徑為φ75 PVC 管，其向外排水坡不應小于4%；管身和進水口應用透水土工布包裹，并應與護墻身泄水孔連同，確保排水通暢。泄水孔反濾層采用砂卵碎石，碎石厚度不小于25cm。詳見圖5。加筋土擋土墻施工完成后，在其頂層澆筑鋼筋混凝土減壓板，厚度為360mm。

2.8 邊坡掛網噴漿

加筋土擋土墻施工完成后，對邊坡進行掛網噴漿，防止邊坡由表及里遭受風化侵蝕和降雨沖刷受到損失。

2.8.1 砂漿錨桿施工

（1）錨桿施工前應根據設計要求和實際巖體情況，定出孔位，做出標記。

（2）錨桿由φ25 的鋼筋制作，長度為3m，鉆孔直徑為50mm，M30 砂漿錨固。錨桿安裝前應檢查錨桿原材料型號、規格、品種，以及錨桿各部件質量和技術性能是否符合要求。

（3）掛網錨固鋼筋采用風鉆成孔，并注入M30 砂漿錨固。鋼筋網的縱向鋼筋、橫向鋼筋、錨桿等應作防腐處理，即在表面刷兩道環氧富鋅底漆。

（4）對于巖質邊坡，應隨邊坡自上而下分階段邊開挖邊安設錨桿。

（5）砂漿配合比：水泥比砂宜為1∶1～1∶2（重量比），水灰比宜為0.38～0.45；宜采用中細砂，粒徑不應大于2.5mm，使用前應過篩。

（6）砂漿應拌合均勻，隨拌隨用。一次拌合的砂漿應在初凝前用完，并嚴防石塊、雜物混入。

（7）注漿開始或中途停止超過30min 時，應用水或稀水泥漿潤滑注漿罐及其管路；注漿時注漿管應插至距孔底50～100mm，隨砂漿的注入緩慢勻速拔出；桿體插入后，若孔口無砂漿溢出，應及時補注。

2.8.2 綁扎鋼筋網

（1）掛網噴漿的鋼筋采用Φ8 鋼筋，間距橫豎向均為20cm。采用8# 鍍鋅鐵絲進行綁扎，與錘入土體的外露部分鋼筋進行固定。

（2）鋼筋網片應加設砼墊塊，不得與基層土體直接接觸。

（3）鋪設鋼筋網時要隨坡面起伏而變化。搭接要牢固，并注意與插筋連接牢固。

2.8.3 噴射施工

（1）待鋼筋網片綁扎完成后即可噴射水泥結合層（素水泥漿），噴射時應隨用隨噴且及時噴射面層細石砼，以保證面層細石砼與水泥結合層結合良好。

（2）噴射作業前必須對機械設備、風、水管路和電線等進行全面檢查及試運轉。

（3）噴射砼前還要做好排水孔保護，以保證噴砼后排水通暢。噴前受噴面要設立控制噴射厚度的標志，噴射時應分段，分片自上而下，按地形條件和風向從左至右，或從右至左依次進行，先凹后凸進行作業，并不得漏噴。

（4）噴射砼必須分兩次進行噴射。第一層砼的厚度為40mm，噴頭與受噴面應垂直，宜保持0.6～1.0m 的距離；第二層噴射砼應在第一層砼終凝后進行，噴射厚度為40mm。若終凝1h 后再進行噴射，應先用水清洗噴層表面。第二次噴射時必須保證厚度和表面的光感。噴射時做20～25cm 圓圈運行，一圈壓一圈，應盡量避免回彈，不流不淌。

（5）砼噴射壓力為0.3M～0.5MPa，噴射砼時應控制好坍落度。由于在邊坡噴漿易往下流，要求其坍落度不宜大于160mm。

（6）噴射時根據插筋外露部分控制噴射厚度。

2.8.4 養護

（1）當最后一次噴射砼終凝2h 后，立即開始養護，每天至少噴水3 次，養護期不得少于7d。

（2）在終凝后第一次噴水養護時，壓力不宜過大，以防止沖壞噴射砼防護層表面。在養護過程中如果發現剝落、外鼓、裂紋、局部潮濕，以及色澤不均等不良現象，應分析原因，采取措施進行修補，以防隱患。

3 關鍵工序質量要求及技術措施

（1）施工前要進行技術交底，交代清楚質量要求和施工操作規程，使施工工藝的質量控制標準化、規范化、制度化；

（2）基槽開挖的邊坡、長度、寬度、平整度符合設計和規范要求；

（3）加筋土擋土墻施工前原材料經過復檢，復檢結果符合要求；

（4）加筋土擋土墻混凝土基礎的標高、平整度、垂直度符合設計和規范要求；

（5）填料回填時最大粒徑不得大于150mm；

（6）填料碾壓等施工設備的輪子或履帶與高強耐久加筋布之間至少應隔有150mm 的土料，以防止高強耐久加筋布受到機械損壞；

（7）加筋土擋土墻每一層分兩層碾壓，每層壓實后厚度為25cm；

（8）土工網眼袋袋按1∶0.3，局部1∶0.5 放坡堆碼；

（9）加筋土擋土墻每層壓實系數不得小于0.94；

（10）U 型釘每間隔1m 釘入1 個，間距不能超過1m；

（11）泄水孔布置要符合設計要求，并且坡度向外，無堵塞現象；

（12）加筋土擋土墻頂層減壓板厚度不小于360mm；

（13）掛網噴漿錨桿的布置符合設計要求；

（14）掛網應連續且固定良好，接頭處相互搭接不小于300mm；

（15）邊坡修整其平整度允許偏差為±100mm。

4 結語

加筋土擋土墻在長寧頁巖氣田外輸增壓工程納溪西壓氣站施工過程中得到了成功應用，在工期、人力、費用、安全、環保等方面的投入明顯降低?？山鉀Q高填方區域邊坡支護、余土運輸和堆土的問題，為今后壓氣站邊坡治理施工提供了借鑒。