注漿錨桿和柔性防護(hù)技術(shù)在邊坡防護(hù)中的應(yīng)用

王劍亮 趙建剛

(中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，甘肅蘭州 730000)

0 引言

注漿錨桿支護(hù)是在巖體內(nèi)打鉆孔，裝入錨桿，以錨桿內(nèi)孔作為注漿孔，向邊坡巖體內(nèi)注入漿液的一種支護(hù)方式。其實(shí)質(zhì)是在邊坡巖體松散的堆積體中，利用錨桿兼作注漿管，外錨內(nèi)注，實(shí)現(xiàn)錨注一體化，這樣不但可以充分發(fā)揮錨桿對(duì)邊坡巖體的錨固作用，而且可以提高邊坡巖體的強(qiáng)度和完整性。注漿錨桿注漿，對(duì)松散邊坡巖體的裂隙、節(jié)理有效地充填封閉，使巖層轉(zhuǎn)化為承載狀態(tài)，大大提高了邊坡巖體的強(qiáng)度及其自身承載能力，起到了巖體自身積極支護(hù)的作用。注漿錨桿的漿液在凝固之后能夠?yàn)殄^桿端頭錨固提供著力基礎(chǔ)。

柔性防護(hù)技術(shù)于1995年引入國(guó)內(nèi)，已成功地應(yīng)用于國(guó)內(nèi)鐵路、公路等工程領(lǐng)域。柔性防護(hù)技術(shù)因其經(jīng)濟(jì)可靠、地形適應(yīng)性好、方便施工、性能好等優(yōu)點(diǎn)在人工邊坡治理工程中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

1 工程背景

國(guó)道318線曲水～大竹卡段公路位于拉薩至日喀則地區(qū)之間，終點(diǎn)連接尼泊爾，是西藏自治區(qū)“三縱、兩橫、六通道”骨架公路網(wǎng)中重要的一橫，在西藏乃至全國(guó)公路網(wǎng)中占有重要的地位。本段公路沿高山河谷地形展布，線位大多數(shù)都是沿著峽谷斜坡坡腳開(kāi)挖修筑而成，少部分位于雅魯藏布江沖積階地之上，邊坡病害較多。

1.1 K4793+260～K4793+381段高危邊坡崩塌

該段邊坡為巖質(zhì)邊坡，風(fēng)化嚴(yán)重，巖體破碎，距路面以上約10 m～25 m處部分段巖石呈碎裂狀，為最主要崩塌掉塊區(qū);本段邊坡坡度近75°，高約40m，受水的侵蝕和凍脹以及巖體自身重力作用極易崩塌掉塊。據(jù)公路養(yǎng)護(hù)人員介紹，本段邊坡崩塌掉塊規(guī)模及頻率較大，對(duì)行車(chē)安全造成極大威脅，崩塌掉塊破壞路面，掩埋邊溝，從而增加了養(yǎng)護(hù)工作強(qiáng)度及難度。

1.2 K4798+343～K4798+535段高危邊坡崩塌

該段邊坡主要為巖質(zhì)順層邊坡，巖層面傾向公路，風(fēng)化嚴(yán)重，巖體破碎，裂隙明顯，崩塌常有發(fā)生;本段邊坡坡度近60°，高約50 m。

本段大里程方向(日喀則側(cè))為崩坡積土層，邊坡頂有一較平緩堆積平臺(tái);小里程方向(拉薩)為順層巖石邊坡，坡頂土石相接處發(fā)育兩條小型沖溝。此種地形條件造成雨季及冰雪融水直接侵蝕沖刷堆積物使其崩落，且對(duì)順層巖體有裂隙水補(bǔ)給;冬季冰雪融水滲入巖層裂隙中，凍脹力使巖體之間裂隙增大，巖體應(yīng)力降低;順層巖石坡腳被開(kāi)挖部分切斷，在各種外因及重力作用下易于發(fā)生滑塌，對(duì)行車(chē)安全造成極大威脅。

1.3 K4799+300～K4799+559段上邊坡堆積物崩落

本段病害區(qū)位于雅魯藏布江二級(jí)階地之上，多為磨圓度很好的卵礫石及粉細(xì)砂層，膠結(jié)差，易散。此段上邊坡坡度約25°～40°。路面從沖積地層坡腳通過(guò)，坡腳已有防護(hù)擋墻，墻高10 m，墻后設(shè)漿砌護(hù)坡防護(hù)，護(hù)坡頂邊坡已做錨噴處理，噴錨結(jié)構(gòu)由于長(zhǎng)時(shí)間雨水沖刷、淘蝕坡面，導(dǎo)致其與自然坡面脫落，坡面散落破壞現(xiàn)象發(fā)育，砌體護(hù)坡被碎落物部分覆蓋，掩埋下部并堆積于擋墻頂部，砂礫石沖積地層邊坡經(jīng)雨水沖刷，碎落礫石經(jīng)擋墻頂部掉落路面，對(duì)行車(chē)安全造成威脅，損害瀝青路面。

2 防護(hù)工程的構(gòu)成及特點(diǎn)

2.1 注漿錨桿

巖土錨固是巖土工程領(lǐng)域的重要分支，按照錨桿內(nèi)部拉筋與水泥漿體間傳力方式的不同，可將注漿錨桿分為拉力型、壓力型和剪切型3 種［2］。

目前大部分工程中采用的是拉力型注漿錨桿。這類(lèi)錨桿的傳力方式是通過(guò)拉筋與水泥漿體以及水泥漿體與巖土體間的粘結(jié)將外力依次傳遞到巖土體中。

中空注漿錨桿也是拉力型注漿錨桿的一種，此種工藝是從錨桿孔注入至桿體端頭后再沿桿體與孔壁間隙回返至錨孔外端，從而保證了粘結(jié)材料充滿錨孔;在止?jié){塞的作用下，可以實(shí)現(xiàn)封閉壓力注漿，使?jié){液向圍巖空隙和裂縫中擴(kuò)散，與錨孔中漿液固化后形成樹(shù)狀體系，進(jìn)一步提高錨固作用及改良圍巖。

2.2 柔性防護(hù)網(wǎng)

主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)以高強(qiáng)度鋼絲繩柔性網(wǎng)、菱形鋼絲繩網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、高強(qiáng)度鋼絲格柵作為主要構(gòu)成部分，采用錨桿和支撐繩固定方式將鋼絲繩網(wǎng)和鋼絲網(wǎng)覆蓋在具有潛在地質(zhì)災(zāi)害坡面上，從而實(shí)現(xiàn)坡面加固或限制落石運(yùn)動(dòng)范圍的一種防護(hù)系統(tǒng);通過(guò)錨桿和柔性防護(hù)網(wǎng)相結(jié)合，能夠?qū)φ麄€(gè)邊坡形成連續(xù)的支撐，其預(yù)張拉力轉(zhuǎn)換成了能阻止局部巖塊或土體移動(dòng)的預(yù)應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)阻止巖崩和滾石產(chǎn)生的目的［6］。

3 防護(hù)工程的設(shè)計(jì)

3.1 K4793+260～K4793+381段高危邊坡崩塌

1)該段邊坡為巖質(zhì)邊坡，坡度近75°，在陡崖之上與小路下方自然坡面上設(shè)截水溝一道，自左至右，向下將坡面降水引排至山體右側(cè)地勢(shì)低洼處，通過(guò)坡闊處接入路基邊溝，水溝寬60 cm，溝壁厚30 cm;

2)清坡，規(guī)整地形邊界，清除浮土浮石;

3)坡面設(shè)GPS2柔性主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，規(guī)格為:D0/08/300鋼繩網(wǎng)和S0/2.2/50格柵網(wǎng)，進(jìn)行坡面防護(hù)，并設(shè)φ32普通砂漿錨桿4 m，采用M30水泥砂漿錨固。

3.2 K4798+343～K4798+535段高危邊坡崩塌

1)該段邊坡亦為巖質(zhì)邊坡，坡度近60°，在陡崖之上小路下方自然坡面上設(shè)一道截水溝自左向右，由上而下，將坡面降水引排至右側(cè)擋墻外坡腳處，位置對(duì)應(yīng)涵洞，水溝寬60 cm，溝壁厚30 cm。

2)順層巖石上方有一小型水石流沖溝，主要受大氣降水影響，本次防治在山間小路與順層巖石坡頂中間部位，于沖溝中設(shè)置一道攔擋鋼筋網(wǎng)，用來(lái)阻擋水石流沖擊路面，混凝土結(jié)構(gòu)埋入土中1 m。

3)清坡，規(guī)整地形邊界，清除浮土浮石。

4)坡面設(shè)GPS2柔性主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，規(guī)格為:D0/08/300鋼繩網(wǎng)和S0/2.2/50格柵網(wǎng)，進(jìn)行坡面防護(hù)，并設(shè) φ32普通砂漿錨桿4 m，采用M30水泥砂漿錨固。

5)主動(dòng)網(wǎng)下方5 m高度范圍，于順層巖石段設(shè)兩排φ32獨(dú)立錨桿共34根進(jìn)行順層巖石防護(hù)，錨桿長(zhǎng)度6 m，錨桿安裝并注水泥砂漿完成后，將鋼筋末端彎起用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿封閉。

3.3 K4799+300～K4799+523段上邊坡堆積物崩落

該段位于河流二級(jí)階地之上，坡面松散堆積物主要為磨圓度較好的卵礫石。

治理措施為:

1)在坡頂之上沿平臺(tái)設(shè)一道截水溝，將坡面降水引排至左側(cè)山間沖溝，水溝寬60 cm，溝壁厚30 cm;

2)清坡，規(guī)整地形邊界，清除浮土浮石，清理漿砌護(hù)坡表層堆積物，清除漿砌護(hù)坡上沿噴錨防護(hù)碎塊，不能清除時(shí)，可直接將主動(dòng)網(wǎng)壓于噴漿體表面;

3)坡面設(shè)GPS2柔性主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，規(guī)格為:D0/08/250鋼繩網(wǎng)和S0/2.2/20格柵網(wǎng)，進(jìn)行坡面防護(hù)，并設(shè)φ25的中空錨桿3 m，采用C30水泥凈漿錨固;

4)在原有擋墻之上設(shè)高60 cm的漿砌擋墻，防止碎落物直接沖擊路面;

5)在右側(cè)沖溝防護(hù)網(wǎng)下方設(shè)一道急流槽，疏排坡面降水。

4 防護(hù)工程治理效果

本次病害治理效果良好，達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期目的，三個(gè)工點(diǎn)經(jīng)治理后，未出現(xiàn)落石或坍塌現(xiàn)象，保證了段落內(nèi)的路面安全和行車(chē)安全。

5 結(jié)語(yǔ)

1)注漿錨桿和主動(dòng)柔性防護(hù)網(wǎng)結(jié)合的方法在高原地區(qū)高危邊坡有較好的防護(hù)效果。2)本文中設(shè)計(jì)的防護(hù)措施能夠推廣到其他工程實(shí)例中。

［1］ 李博章.注漿錨桿在軟巖大斷面巷道支護(hù)中的應(yīng)用［J］.陜西煤炭，2007(1):47-48.

［2］ 陸士良，湯 雷，楊新安.錨桿錨固力與錨固技術(shù)［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，1998.

［3］ 李萬(wàn)喜，劉建民.全長(zhǎng)粘結(jié)式注漿錨桿抗拔力分析［J］.探礦工程(巖土鉆掘工程)，2004(6):6-8.

［4］ 王 健.大斷面軟巖巷道深孔注漿和注漿錨桿聯(lián)合支護(hù)［J］.煤礦開(kāi)采，2008(85):36-38.

［5］ 白 福，高安民.柔性防護(hù)網(wǎng)在青海西久公路紅土山高邊坡的應(yīng)用［J］.公路，1981(2):164-166.

［6］ 張忠愛(ài).柔性防護(hù)系統(tǒng)在大型公路邊坡應(yīng)用與施工［J］.西部探礦工程，2010(7):183-186.