京福高速公路福州段FA3標(biāo)段少埔山路塹高邊坡綜合治理

吳王成

(1.福建省交通建設(shè)工程監(jiān)理咨詢公司;2.北黑高速公路J6監(jiān)理辦)

京福高速公路福州段FA3標(biāo)段少埔山路塹高邊坡綜合治理

吳王成1，2

(1.福建省交通建設(shè)工程監(jiān)理咨詢公司;2.北黑高速公路J6監(jiān)理辦)

就京福高速公路福州段少埔山路塹高邊坡概況、病害情況、病害原因和治理措施作簡單介紹。

路塹高邊坡;病害;分析;治理

目前，我國高速公路建設(shè)正快速進行，其中有不少路段通過山嶺重丘地帶，地形、地質(zhì)條件復(fù)雜且自然坡陡。在施工過程中，路塹邊坡的崩塌、滑坡現(xiàn)象時有發(fā)生，其危害嚴(yán)重、損失極大，使工程往往無法正常實施，也可能給工程竣工后正常運營留下安全隱患。為了滿足安全可靠和經(jīng)濟合理雙重目標(biāo)，對高邊坡病害特征性質(zhì)的深入分析和對其治理工程方案的慎重選擇顯得非常重要。京福高速公路K260+550～K260+880段左路塹高邊坡多處失穩(wěn)滑塌即屬此類問題的典型實例。

1 工程概況

少埔山位于福州段京福高速公路FA3合同標(biāo)段，高速公路從該山腰通過，左邊坡的里程為K260+550～K260+880，路塹邊坡達60余m高，每10 m設(shè)一個平臺，設(shè)計坡率:1、2、3 級為1∶0.5;4、5 級為1∶0.75;6 級為1∶1。

2 主要病害情況

(1)該山體具有滑坡史:在1997年發(fā)生山體滑坡，造成山腳下4戶村民房屋沖毀倒塌，13人喪生。

(2)該坡面多處滑塌，上千立方滑坡有2處之多，其里程位置為K260+662～K260+690的3、4、5級邊坡，長29 m，沿滑動面方面長約 27 m，滑體深度 2～8 m。K260+720～K260+850頂部滑坡，其中:K260+720～K260+775段3～5級坡沿開挖輪廓線滑坡，K260+775～K260+850段為2級和3級路塹邊坡，2、3級滑坡滑體厚度為0～5 m。

(3)滑坡后觀察其滑動面與水平夾角為35°～50°，滑體為殘積亞粘土，砂質(zhì)粘性土及塊(漂)石土。

(4)山體局部有滲水現(xiàn)象，土體含水量較大。

3 病害原因分析

(1)山體上覆坡殘積層及強風(fēng)化層的厚度大于20 m，土體松散，邊坡具有不良地質(zhì)現(xiàn)象的地貌形態(tài)，穩(wěn)定性差。巖體中發(fā)育有傾向臨空的不利結(jié)構(gòu)面，下伏為弱風(fēng)化、微風(fēng)化凝灰熔巖。

(2)山體地下水十分發(fā)育，局部有滲水現(xiàn)象，且軟硬土體變化明顯，如巖土界面，是滑坡體的主要滑動面。

(3)“V”字形溝谷發(fā)育，山坡陡峭，地表水及溢流的沖刷滲透導(dǎo)致塌方。

(4)水文地質(zhì)的影響:廣泛分布于第四系沖積層、沖洪積層及殘坡層中，前兩者水量豐富，后者水量較少，含水量接受大氣降水入滲補給。地下水水位及其水量受降水控制，季節(jié)性變化很大。

基巖內(nèi)潛水分布于基巖分化孔隙、裂隙中及巖體斷裂帶中，由大氣降水補給，水量較小，地下水流向與地形坡向一致或于斷層裂隙中成帶狀分布，對邊坡有一定的影響。

4 邊坡綜合治理措施

為了坡體的安全、穩(wěn)定，采取預(yù)應(yīng)力錨索框架為主輔以砌石擋墻、變截面護面墻、孔窗式擋墻，網(wǎng)格骨架植草，調(diào)整坡率，增設(shè)排水設(shè)施等綜合治理措施(見圖1)。

4.1 錨索框架

(1)錨索框架措施。

邊坡開挖后，通過對坡體分析，坡體存在潛在滑動面，為避免坡面產(chǎn)生滑動，在4級、5級坡面上設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索框架，錨索長度為30 m，錨固段長14 m;3級坡面因土石夾雜，采用預(yù)應(yīng)力錨索框架與砌石變截面護面墻(高10 m，底寬90 cm，頂寬0.4 m)交錯設(shè)置，錨索長度為30 m 和28 m，錨固長度14 m。錨索框架共33片，單片框架長8 m，斜長為12.5 m和11.18 m。每片框架設(shè)4個錨孔，每孔6根無粘結(jié)鋼絞線，其直徑15.24 mm，每2根為一單元，采用壓力分散型錨索形式施工，錨索框架施工應(yīng)與同級坡開挖修坡同時進行，待錨索框架預(yù)應(yīng)力張拉后進行下一級土石方開挖，以免邊坡面長時間不防護，產(chǎn)生新的滑坡，造成更大的施工困難，影響施工進度。

圖1 錨索框架圖

(2)錨索框架工作原理。

預(yù)應(yīng)力錨索框架是通過錨固在坡體深部穩(wěn)定巖體上的錨索將力傳給框架，再經(jīng)框架對不穩(wěn)定坡體施加一個預(yù)應(yīng)力，將不穩(wěn)定松散巖體擠壓，使巖體間的正壓力和摩阻力大大提高，增大抗滑力，限制不穩(wěn)定坡體的發(fā)育，從而起到了加固邊坡穩(wěn)定坡體的作用。錨索孔內(nèi)高壓注漿，使?jié){液填充了錨孔周圍坡體內(nèi)裂隙，提高了坡體的整體穩(wěn)定性。

(3)錨索框架施工流程。施工流程見圖2。

圖2 施工流程

(4)預(yù)應(yīng)力錨索框架主要參數(shù)的選取。

①預(yù)應(yīng)力鋼絞線:選用直徑15.24 mm，強度1 860 MPa的高強度低松弛無粘結(jié)鋼絞線，延伸率≥3.5%。

②設(shè)計拉力:錨索設(shè)計拉力700 kN，每孔6Ф15.24預(yù)應(yīng)力鋼絞線。

③安全系數(shù):錨索安全系數(shù)取2.0～2.2。

④鉆孔直徑及設(shè)備:鉆孔直徑 Ф130 mm，設(shè)備采用YM160步履式土錨鉆機和無錫探礦機械廠、宣化英格索蘭工程機械有限公司、東北巖土工程公司等單位生產(chǎn)的巖錨鉆機。

⑤錨索張拉力與錨固力:錨索采取差異分步張拉，每孔6根分為3個單元，根據(jù)設(shè)計荷載和錨索長度計算確定差異荷載，錨索的預(yù)應(yīng)力在補足差異荷載后分5級按設(shè)計荷載700 kN的25%、50%、75%、100%和110%進行施拉，每次持荷時間2～5 min，最后一級持荷穩(wěn)定觀測10 min以后按設(shè)計要求鎖定，鎖定后48 h內(nèi)沒有出現(xiàn)明顯的應(yīng)力松弛現(xiàn)象，即可進行封錨。

壓力分散型錨索加荷等級與測讀位移應(yīng)遵守下列規(guī)定。

a首先把所有的錨索一起拉到A×fptk的0.1倍(A為錨索的截面積，fptk為錨索承載力標(biāo)準(zhǔn)值)，使錨索拉直，然后松開;隨后再采取循環(huán)加荷，每級加荷增量宜取初始荷載0.1A×fptk+差異荷載。

b在每級加荷等級觀測時間內(nèi)，測讀錨頭位移不應(yīng)小于3次。

所以，所謂的打通線下與線下有時只是企業(yè)的一廂情愿，比如永輝超市推出的超級物種。這種餐飲加商超的模式雖然具體了線上和線下兩種場景，但是從實際來看，大部分的消費都是在線下實體店完成，這一年里超級物種的線上訂單占比僅為10%左右。

c在每級加荷等級觀測時間內(nèi)，錨頭位移不大于0.1 mm時，可施加下一級荷載;否則需延長觀測時間，直至錨頭位移增量2.0 h小于2 mm時，方可施加下一級荷載。

(6)張拉主要設(shè)備:YCW150B型千斤頂，OVMZ－500型油泵，HVM錨具。

(7)錨索擠壓套擠壓設(shè)備:ZB4－500型電動油泵，柳州產(chǎn)GYJA擠壓器。

(8)錨索間距與傾角:單片框架(“井”字架)錨索水平距4.0 m，斜向距1∶0.5 坡的為5.59 m，1∶0.75 坡率為6.25 m，錨索傾角為20°。

(9)錨固長度及膠結(jié):錨固段嵌入坡體的長度為14 m，錨固段采用強度為M40純水泥漿膠結(jié)，水灰比0.4～0.5，水泥為普通硅酸鹽P·O 42.5R。

(10)錨索鋼筋混凝土:采用C25現(xiàn)澆鋼筋混凝土“井”字型框架設(shè)計，框架梁為0.6 m×0.5 m矩形截面，主筋為Ф22，箍筋為 Φ12。

4.2 設(shè)置護面墻

K260+550～K260+760段1、2級邊坡為弱風(fēng)化、微風(fēng)化凝灰熔巖，在該部位設(shè)置高10 m、底寬0.9 m、頂寬0.4 m的漿砌片石。護面墻防護在3級交錯設(shè)置錨索框架間小部分滑體處嵌補漿砌片石后采用護面墻防護。

K260+760～K260+880段1、2、3級為坡殘積層及強風(fēng)化層，采用了調(diào)整坡率，減緩坡度按一定的坡率進行清方刷坡，對原開挖的第一級臺階變?yōu)槎壟_階，半孔式漿砌片石擋墻防護，即原1∶0.5坡率調(diào)整為下部6 m擋墻防護，上部4.0 m調(diào)整為1∶0.7坡率孔窗式擋墻，孔內(nèi)培土植草防護。

(2)坡面防護。

①原層基材+系統(tǒng)錨桿:K260+735～K260+880段為1～5級邊坡，處于開挖坡體交接面處3～5級邊坡滑坡后部分不均勻石體裸露，根據(jù)滑坡的實際情況進行1∶0.75～1∶1.25的刷坡，采取厚層基材綠化和系統(tǒng)錨桿防護。系統(tǒng)錨桿間距2.0 m ×2.0 m，長度分別為 1.5 m 和6 m，鉆孔孔徑不小于4.5 cm;錨孔與坡面成90°。錨桿體短錨桿為Φ16螺紋鋼，長錨桿為Φ25的螺紋鋼;錨桿呈梅花型交錯布置，掛Φ2 mm的鍍鋅鐵絲網(wǎng)。系統(tǒng)錨桿為全長粘結(jié)式錨桿，錨桿抗拔力不低于50 kN，注漿強度不小于25 MPa。厚層基材植草，將TBS綠化基材、纖維、種植土、植被種子的混合物噴射到坡面，形成綠化層，基材的噴射厚度為8 cm。

②拱型骨架植草:在K260+590～K260+855段，頂級邊坡坡率在1∶0.75～1∶1.25之間，采用漿砌片石拱型骨架植草和漿砌片石網(wǎng)格骨架植草防護。

4.3 排水設(shè)施

(1)截水溝、急流槽。

為了避免山體地表水、雨水浸刷松散巖體引起坡體滑坡，需在坡面上方5 m處設(shè)置漿砌片石截水溝，在坡頂匯水處設(shè)邊坡急流槽兼做檢查梯。急流槽每100 m設(shè)1道。每級平臺設(shè)排水溝將水匯集于急流槽或截水溝、邊溝。

(2)排水孔。

①布設(shè)泄、排水孔:在1級護面墻上設(shè)Φ75PVC泄水孔，間距2 m×2 m交錯布置，墻后設(shè)20 cm厚無砂大孔混凝土反濾層。在原層基材+系統(tǒng)錨桿防護坡面上，每級設(shè)3排水平間距為4 m、垂距為3 m的排水孔?？咨?～3 m，孔內(nèi)布Φ46有孔塑料管及過濾網(wǎng)。

②布設(shè)排水平孔:在邊坡地下水富集的坡面處，布設(shè)平孔排水，孔口高出邊溝頂面0.5 m，縱向間距5.0 m，孔的水平夾角為5°～10°，孔深15.5 m，排水管采用 Φ100 mm、廣式透水軟管(酌情套硬管)，排水管長度15 m，管身按一定的間距交錯設(shè)置滲水孔，管的端頭及管體采用濾網(wǎng)或土工布做反濾層。在第一級K260+785～K260+855、第二級K260+784～K260+830、第三級 K260+770～K260+788、第四級K260+605～K260+623段設(shè)排水平孔。施工時可根據(jù)地下水的實際情況酌情加密布設(shè)平孔排水，補償排水。

5 結(jié)束語

(1)京福高速公路K260+550～K260+880路塹邊坡坡面高陡巖體破碎，土體松散，地下水豐富，其局部坍滑變形和破壞嚴(yán)重，根據(jù)該高邊坡病害的特征和規(guī)律，采用復(fù)合式錨索框架結(jié)構(gòu)進行工程整治，與其他防護形式相比，達到安全可靠和經(jīng)濟合理的目的，并為治理此類路塹邊坡病害探索一種新的防護加固模式和治理思路。

(2)對于復(fù)雜路塹邊坡防護加固工程，由于地質(zhì)條件復(fù)雜，應(yīng)做好坡體監(jiān)測與預(yù)報工作，結(jié)合現(xiàn)場實際開挖揭示地層信息及坡體結(jié)構(gòu)條件進行必要的調(diào)整與完善，即進行動態(tài)設(shè)計和信息化施工，使其經(jīng)濟、安全可靠。

(3)隨著近年錨索技術(shù)的發(fā)展和進步，預(yù)應(yīng)力錨固工程技術(shù)得到了良好的應(yīng)用和發(fā)展。

U418.9

C

1008－3383(2011)12－0023－02

2011－10－19