0 引言

　　近年来，我国大力提倡对废弃矿坑进行生态修复，保护地区生态环境，促进地方经济发展。在废弃矿坑生态修复进程中，加固破碎岩壁是其中一个重要环节，是后续修复工作的基础。在众多岩壁加固技术中，预应力锚索是通常采用的一项技术，且工艺成熟，加固效果好。受作业空间及地形限制，在岩壁上进行锚索施工时，需在狭窄山脚过道上沿高陡坡岩壁搭设操作平台以承担施工荷载，尤其是锚索钻机成孔作业荷载。长沙冰雪世界项目作为城市双修工程建立在百米废弃矿坑中，对周边破碎岩壁采取预应力锚索技术进行加固。为保证百米矿坑岩壁锚索施工操作平台安全可靠，顺利推进工程施工，对其施工操作平台施工进行研究，提出一套合理、安全、可靠的百米矿坑岩壁锚索施工操作平台安装技术方案。

　　1 工程概况

　　1.1 项目概况

　　本工程位于长沙市岳麓区坪塘镇山塘村狮峰山地段。主体结构坐落在采石矿坑上，由矿坑岩壁承受结构水平作用力和竖向荷载。矿坑长440m、宽350m、深100m，上口面积18万m²。矿坑坑底西高东底，坑口标高53.000m，最低标高-42.000m，岩壁坡度80°～90°。

　　1.2 操作平台周边环境

　　本工程锚索施工操作平台均沿矿坑岩壁、土坡进行搭设，平台基础均需立于岩层上。搭设区域的矿坑岩壁大多为微风化岩，厚层状构造。局部地质条件不佳，需进行回填处理，满足操作平台基础地基承载力要求。

　　操作平台依附的矿坑岩壁岩体松动，整体地形地貌不规则，裂隙发育，溶洞串联。陡峭坑壁坡度为80°～90°。操作平台基础场地狭小，作业空间受限，且与其他工序交叉作业，施工难度大。

　　2 操作平台重难点分析

　　1)锚索施工操作平台分台阶依附岩壁搭设，受地形限制，平台基础狭窄，单侧临空，严重影响平台搭设和施工过程中平台稳定性。在受限空间内搭设操作平台及保证施工过程中平台稳定性是需解决的重点问题。

　　2)矿坑岩壁岩体松动，整体地形地貌不规则，确保操作平台与岩壁连接可靠是重点。

　　3)矿坑岩壁高达100m，现场锚索施工分台阶进行，受岩壁地形限制，锚索施工操作平台搭设单元体最大高度>30m。保证30m高操作平台在锚索成孔钻机作业荷载作用下的安全稳定是重点。

　　3 操作平台设计验算

　　为确保操作平台设计方案合理、施工安全，采用PKPM软件进行设计验算。操作平台尺寸为60m(长)×4.5m(宽)×23m(高)，立杆纵距、步距、横距分别为1.5,1.5,1m，板底支撑间距为0.2m。钢管自重0.033kN/m，脚手板自重0.35kN/m²，栏杆、挡脚板自重0.14kN/m，安全设施与安全网自重0.01kN/m，材料堆放最大荷载1kN/m²，施工均布荷载3kN/m²，基本风压0.25kN/m²，风荷载体型系数0.8，风压高度变化系数0.74(连壁件强度验算、立杆稳定性验算)。操作平台构造如图1所示。

　　经对堆载荷载，纵、横向水平杆强度、刚度，连接扣件抗滑承载力，立杆稳定性，连壁件连接长度，立杆地基承载力，水平动力荷载，风荷载等指标进行验算，各项指标均满足规范要求，操作平台设计方案合理。

　　图1 操作平台构造示意  

　　4 操作平台布置

　　4.1 平面布置

　　立杆横向间距为1.2m，纵向间距为1.5m，考虑锚索钻机、穿索及下索作业要求，平台宽度设定为4.5m，立杆为双立杆。格构梁施工、预应力张拉操作平台搭设宽度3m，立杆同岩壁间距70～100cm，便于绑扎钢筋及支模。立杆采用对接扣件连接，错开间距≥50cm，其接头至纵向水平杆距离≤60cm，且立杆与大横杆每处相交点均须利用十字扣件连接，沿岩壁设置斜杆，斜杆连接岩壁立杆，斜杆基础与基底地筋连接。

　　4.2 立面布置

　　纵向水平杆步距1.5m，横杆接长位置错开布置，错开距离≥50cm。剪刀撑按规范要求满布，沿架体连续布设。剪刀撑搭接接长，3个旋转扣件固定，搭接长度须>1m，与架体立杆和大横杆连接点≥6个，节点应在同一垂直面上，且斜杆两端必须与架体连接。小横杆设置在大横杆与立杆交点处。立杆与斜杆采用旋转扣件连接。

　　5 操作平台构造要求

　　5.1 操作平台基础

　　操作平台基础应清理干净，采用C25细石混凝土找平10cm。

　　5.2 大横杆

　　大横杆应设置在立杆内侧，长度≥4.5m，需采用对接扣件，且必须符合下列要求:大横杆对接交错布置，相邻大横杆接头不宜在同跨或同步内设置，不同跨或不同步的相邻接头水平方向错开50cm以上，接头中心至平台架体主节点距离≤50cm。

　　5.3 小横杆

　　平台架体主节点处设置小横杆，采用直角扣件与立杆连接，靠岩壁一端外伸15cm长。

　　5.4 立杆

　　立杆对接交错布置，相邻立杆接头不应设置在同一步内，同一步间隔立杆接头错开50cm以上;接头中心到平台架体主节点距离≤60cm。

　　5.5 剪刀撑

　　操作平台架体纵向每隔6m设置剪刀撑，每组剪刀撑需跨越6根立杆。架体侧立面剪刀撑沿长度和高度方向连续设置，斜杆及立杆与小横杆采用旋转扣件连接(见图2)。剪刀撑斜杆搭接，采用3个旋转扣件固定，搭接长度>100cm。

　　图2 剪刀撑设置侧立面  

　　5.6 栏杆、挡脚板

　　在作业层和斜道上应设置挡脚板和2道栏杆，栏杆和挡脚板搭设在外立杆内侧，上栏杆高度1.2m，中栏杆居中设置，挡脚板高度为180cm，应满铺。

　　5.7 连壁件

　　刚性连接连壁件处孔径为32mm钻孔，钻入岩层深度1.5m，向下倾斜15°，1步2跨呈梅花形布置。钻孔内植入25螺纹钢，并采用锚固剂注满整个孔，钢筋外露部分与钢管单面焊接250mm，焊接钢管与横杆采用双扣件连接(见图3)。

　　图3 连壁件刚性连接 

　　柔性连接连壁件处孔径为32mm，钻入岩层深度1.5m，向下倾斜15°，2步2跨呈梅花形布置。钻孔内植入25螺纹钢，并采用锚固剂注满整个孔，露出部分弯曲成弯头通过10钢丝挠性绳索与操作平台立杆连接(见图4)。

　　操作平台立杆、斜杆基础均钻32mm圆孔，植入25钢筋，且入岩深度30cm，孔内注入锚固剂，操作平台拆除时将钢筋割断，岩体内钢筋留置，外露50cm插入钢管内侧，确保杆件稳定。

　　图4 连壁件钢丝绳柔性连接  

　　操作平台岩壁立杆将岩壁形成较小平台，钻32mm圆孔，植入25钢筋，且入岩深度30cm，孔内注入锚固剂，并采用斜杆将岩壁立杆双扣件连接(见图5)，外露50cm插入钢管内侧，确保立杆水平稳定。

　　图5 操作平台与岩壁局部连接  

　　6 操作平台搭设施工

　　6.1 施工部署

　　操作平台受施工场地限制，根据整体施工部署要求分台阶、分段进行搭设。各搭设单元与岩壁可靠连接，操作平台整体稳定。

　　6.2 施工流程

　　操作平台施工流程为:操作平台基础清理找平→基础承载力试验→定位放线→预埋地脚插筋→摆放纵向扫地杆→安装立杆、斜杆并与纵向扫地杆扣紧→安装扫地小横杆并与立杆、斜杆及扫地杆扣紧→安装第1步大横杆并与各立杆扣紧→安装第1步小横杆→安装第1道连壁件并与立杆连接→逐层安装各步大横杆、小横杆及连壁件→加设剪刀撑→铺设脚手板→安装防护栏→挂安全网。

　　6.3 材料选择

　　根据工程技术要求，选材需遵循的原则如下。

　　1)钢管采用Q235、壁厚3mm、外径4.8cm焊接钢管，符合GB/T 700—2006《碳素结构钢》规定。禁止使用有变形、裂纹和严重锈蚀的钢管。

　　2)使用配套、符合国家现行标准的可铸铁扣件，禁止使用不合格扣件。

　　3)挡脚板采用厚5cm、长4m、宽25cm木板，自重≤0.3kN。

　　4)密目式安全网耐贯穿试验合格。

　　6.4 施工要求

　　1)按设计图纸搭设。

　　2)平台架体搭设要及时与结构或临时支撑连接，保障搭设安全。

　　3)连接扣件必须拧紧，达到规范扭力要求。4)不合格扣件和变形杆件均不能使用。

　　5)架体搭设人员必须佩戴安全带和安全帽，正确使用安全防护用品。

　　6)搭设过程中要拉通线及时校正杆件垂直度，避免过大偏差。

　　7)未搭设完成的平台架体，要保障架体稳定，防止意外发生。

　　8)施工作业人员安全绳应系在坡口2m外安全桩上，同一安全桩上禁止系2个以上安全绳。

　　9)施工期间要有旁站人员，发现问题立即处理。

　　7 结语

　　1)根据操作平台搭设场地情况，确定平台布置方案，并通过PKPM软件对平台方案进行设计验算，确保各项设计指标满足规范要求。

　　2)对操作平台构造进行研究，结合矿坑实际情况，重点研究连壁件，选择刚性与柔性相结合的连接方式，确保操作平台与岩壁连接可靠，保障操作平台整体稳定、安全。

　　3)操作平台主体材料按规范要求严格选择，搭设过程严格按设计方案与规范要求执行，及时校正搭设构件，保证各构件安装偏差控制在规范允许范围内，确保操作平台整体可靠、安全。