寧績高速公路K19+520～K19+660段右側(cè)路基高邊坡綜合治理研究

楊 勇

（安徽省高速公路控股集團有限公司，安徽 合肥 230088）

1 工程概況

寧績高速公路K19+520～K19+660段右側(cè)路基邊坡原最大設(shè)計高度為35m，五級挖方邊坡，分級高度為8m，平臺寬為2m。第一級坡率為1∶0.5，采用TBS植被防護；第二、三級坡率為1∶0.5，采用錨桿框架防護；第四級邊坡坡率為1∶1.0，采用TBS植被防護；第五級邊坡坡率為1∶1.5，采用液壓噴播植草灌防護。在該邊坡開挖至第四級時，由于山體陡峭且覆蓋土層較厚，在連續(xù)降雨的作用下，導(dǎo)致如圖1所示的邊坡第一次滑塌，初步變更方案決定在清除滑塌體后繼續(xù)施工。但由于征地手續(xù)、邊坡調(diào)整等原因進展較慢，加之降雨影響，又多次出現(xiàn)崩塌、掉塊，導(dǎo)致邊坡高度陡增至60.25m，變?yōu)榈诹夁吰赂叨葹?0.25m的六級高邊坡。

圖1 邊坡開挖滑塌后現(xiàn)狀

2 邊坡基本特征和穩(wěn)定性分析

現(xiàn)場調(diào)查、原施工圖設(shè)計鉆孔資料和現(xiàn)場在第六級邊坡上的探孔資料表明，構(gòu)成邊坡體的物質(zhì)主要為上部厚度約4m殘坡積粉質(zhì)黏土（含碎石粘土），和下部厚度約7.8m的全風化粉砂質(zhì)泥巖以及厚度約3.5m的全風化泥灰?guī)r，以下為強風化泥灰?guī)r。由于山體陡峭且上覆的粉質(zhì)黏土以及全風化巖層抗剪強度較低，加上本區(qū)雨季時降雨集中，降雨強度大，降水不僅對邊坡體加載，同時也降低了殘積層和風化巖體的抗剪強度，使其抗滑性能變差，從而造成淺層和深層邊坡體破壞。如圖2所示，目前邊坡存在兩個較大的坡腳應(yīng)力集中點和臨空面，一個是第六級邊坡的坡腳應(yīng)力集中點和臨空面，另一個為第一級邊坡坡腳的應(yīng)力集中點和臨空面，因此這兩個部分是潛在滑體最有可能的剪出部位，在分析本段邊坡穩(wěn)定性時，應(yīng)考慮同時驗算邊坡體從第六級邊坡坡腳處滑移剪出的可能性和整個邊坡體沿第一級邊坡坡腳滑移剪出的可能性，即第六級邊坡的局部穩(wěn)定性和整體邊坡的穩(wěn)定性。

3 高邊坡治理方案

3.1 總體治理思路

（1）按現(xiàn)場實際實施的邊坡坡率進行刷坡，若刷坡坡率因地質(zhì)情況和表層浮土實際厚度的變化而產(chǎn)生坡率變化，應(yīng)及時調(diào)整加固設(shè)計方案。

（2）對本段高邊坡加固方案，應(yīng)同時考慮第六級邊坡的局部深層穩(wěn)定性和整體邊坡的整體穩(wěn)定性。

圖2 邊坡滑塌后最高處斷面圖（單位：m）

依據(jù)穩(wěn)定性和推力計算（最不利斷面推力約為920kN/m）結(jié)果，因錨桿框架主要用于淺表層防滑，錨桿錨固力較小，且錨固深度不大（錨桿長度一般不超過15m，再增長已經(jīng)難以提高錨固力，且注漿段易產(chǎn)生拉裂破壞），錨固段長度不足，因此需采用具有較大錨固力和錨固深度的預(yù)應(yīng)力錨索加固解決深部變形穩(wěn)定問題，以確保坡體穩(wěn)定，使治理后的現(xiàn)邊坡體的穩(wěn)定安全系數(shù)在正常工況下大于等于1.2、在非正常工況下大于等于1.15，保證安全。

3.2 綜合治理方案

（1）在已經(jīng)刷坡完畢的第六級邊坡上設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索框架，以解決第六級邊坡的局部深層穩(wěn)定性問題。

豎肋、橫梁的橫斷面為50cm×50cm，采用C25鋼筋混凝土，現(xiàn)場分片澆筑，肋與梁節(jié)點處設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索。單根錨索設(shè)計錨固力為450kN，鎖定荷載為450kN，錨固長度為10m，且錨固段應(yīng)位于強風化泥灰?guī)r中，依據(jù)實際地質(zhì)情況對錨索長度進行調(diào)整，以滿足上述要求。錨索采用4束Φs15.2鋼絞線制作，使用M40砂漿澆筑，錨索孔直徑為150mm。每片框架中橫梁上和豎肋上錨索間距均為3m，錨索長度為22～24m。第六級邊坡每片錨索框架的橫向長度為6m，豎向長度和錨索設(shè)置根數(shù)隨坡面斜長進行調(diào)整，其錨索間距仍為3m（斜距）。

（2）在第二級邊坡和第三級邊坡上設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索框架，以解決整體邊坡穩(wěn)定性問題。錨索設(shè)計和第六級邊坡基本相同，但錨索長度為19～24m。

（3）根據(jù)實際地形地質(zhì)情況，在部分較陡的第四級和第五級邊坡設(shè)置框架錨桿，對上部可能剪出的邊坡體進行鎖腳，以防止坡腳應(yīng)力集中。錨桿框架網(wǎng)格尺寸為2.5m×2.5m，采用全長黏結(jié)式錨桿，錨桿長15m，鉆孔孔徑Φ130mm，采用直徑Φ32mm的HRB400熱軋螺紋鋼，俯角20°。

（4）錨桿鍍鋅網(wǎng)護坡（即TBS植被綠化護坡）。

第一級邊坡為強風化泥灰?guī)r，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，為了節(jié)省投資，采用錨桿鍍鋅網(wǎng)護坡，長錨桿長3m，短錨桿長2m。鑒于綠化在景觀路面標實施，但目前巖體較破碎，建議對錨桿鍍鋅網(wǎng)部分提前實施，植草部分留在景觀路面標實施。

（5）對其余第四級邊坡和部分較緩的第五級邊坡，采用常規(guī)液壓噴播植草灌防護。

（6）按照原設(shè)計圖紙設(shè)計平臺溝、坡面流水槽以及截水溝等排水設(shè)施。

4 施工技術(shù)要求

由于前期勘察精度的限制及地質(zhì)條件和災(zāi)害的復(fù)雜性，施工中應(yīng)將錨索鉆孔過程作為對滑坡進行再認識、再勘察的過程來進行。根據(jù)施工實際地質(zhì)情況，在必要時提出反饋，以實現(xiàn)信息化施工，優(yōu)化和提高高邊坡治理工程的效果。高邊坡治理工程的施工有其特殊性且技術(shù)難度較大，在施工中應(yīng)注意加強施工質(zhì)量管理和施工監(jiān)理，編制詳細的施工組織計劃，以保證高邊坡治理工程的順利實施，達到高邊坡治理工程預(yù)期效果。

4.1 總體施工順序

總體施工安排為：對已進行刷坡的第六級邊坡進行預(yù)應(yīng)力錨索加固的施工→待第六級邊坡預(yù)應(yīng)力錨索施工完畢再開挖第五級邊坡→錨桿框架施工→依次開挖第四級邊坡→施工錨桿框架→開挖第三級邊坡，預(yù)應(yīng)力錨索框架施工→開挖第二級邊坡，施工預(yù)應(yīng)力錨索框架→開挖第一級邊坡，錨桿鍍鋅網(wǎng)護坡施工。施工自上而下進行，削坡減載一級必須馬上支護一級，支護完成后再開挖下一級。

4.2 施工方法及注意事項

4.2.1 刷坡開挖

按目前已經(jīng)擬定和實施的各斷面設(shè)計坡率、坡高及平臺寬度，進行開挖、刷坡，保持坡面平順整齊。

4.2.2 預(yù)應(yīng)力錨索施工

（1）錨索框架施工分片進行，每片框架施工工序為：局部整理坡面→測放孔位→鉆孔→清孔→錨索制安→注漿→挖槽→支?！壴摻睢鷿仓蚣芰?、肋→養(yǎng)護→張拉鎖定→框架內(nèi)植草。

（2）錨索設(shè)計荷載為450kN，鎖定荷載為450kN。施工前必須按相應(yīng)規(guī)范要求首先進行錨索拉拔試驗（在類似地層中做3根錨索的拉拔試驗）。在進行錨索拉拔試驗中，若錨索錨固力達不到設(shè)計要求，應(yīng)及時反饋，以便決定是否對設(shè)計進行調(diào)整，采用二次高壓劈裂注漿的處理方式增大錨固力以達到設(shè)計要求。

（3）錨索框架施工前應(yīng)對框架的肋及橫梁底部的坡面進行局部整平，以利于框架的施工。

（4）錨索成孔禁止帶水鉆進，以確保錨索施工不惡化邊坡巖體工程地質(zhì)條件。鉆進過程中應(yīng)對每孔地層變化（巖粉情況）、進尺速度（鉆速、鉆壓等）、地下水情況以及一些特殊情況作現(xiàn)場記錄。若遇坍孔，應(yīng)立即停鉆，進行固壁灌漿處理，注漿24h后重新鉆進。

（5）錨索成孔后孔徑不得小于150mm。鉆孔完成之后必須使用高壓空氣（風壓0.2～0.4MPa）清孔，將孔中巖粉全部清除孔外，以免殘留巖粉降低水泥砂漿與孔壁巖體的黏結(jié)強度。

（6）錨索材料采用高強度、低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，直徑φ=15.24mm，強度為1 860級。保證錨索順直、無損傷、無死彎。

（7）由于錨固工程主體為地下隱蔽工程，且工程質(zhì)量與施工技術(shù)密切相關(guān)，因此，應(yīng)嚴格按照有關(guān)錨固工程施工與驗收技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量檢驗評定標準進行施工，確保邊坡穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全。

5 動態(tài)設(shè)計

（1）高速公路高邊坡防治應(yīng)進行動態(tài)設(shè)計與信息化施工?？紤]到高邊坡的特性，高邊坡治理工程應(yīng)注意施工方法和順序，避免引起新滑坡的發(fā)展。

（2）高邊坡整治工程是個系統(tǒng)工程，由于不確定因素的大量存在、工程地質(zhì)勘察工作量有限，使得部分問題不能完全查清，這會導(dǎo)致設(shè)計中存在不盡人意甚至有不合理的地方，這就要求在整治工程施工時，做好施工前復(fù)查（最好能夠在施工前對邊坡進行一段時間的監(jiān)測，以便取得更準確的邊坡設(shè)計計算參數(shù)）和施工中檢測驗證工作。在施工期間，施工單位應(yīng)做好施工現(xiàn)場的地質(zhì)編錄工作，如與實際不符，應(yīng)及時通知業(yè)主和設(shè)計單位，以便根據(jù)現(xiàn)場實際情況調(diào)整設(shè)計方案。

（3）在進行錨索拉拔試驗中，若錨索錨固力達不到設(shè)計要求，應(yīng)及時通知業(yè)主及設(shè)計單位，以便決定是否對設(shè)計進行調(diào)整，采用二次高壓注漿的處理方式增大錨固力以達到設(shè)計要求。

（4）在施工期間，應(yīng)及時分析高邊坡監(jiān)測資料，請設(shè)計人員到現(xiàn)場依據(jù)刷坡后的地形地質(zhì)情況，判斷邊坡位移、變形的發(fā)展趨勢和整治工程的效果，以便設(shè)計單位適時調(diào)整現(xiàn)在的高邊坡整治工程設(shè)計和施工方案，保證工程施工安全和路基穩(wěn)定。

6 結(jié)語

本文針對寧績高速公路K19+520～K19+660段右側(cè)路基高邊坡開挖過程中出現(xiàn)反復(fù)滑塌這一工程背景，對重新進行地質(zhì)勘察設(shè)計、錨索加固等綜合治理施工及相關(guān)技術(shù)方案做了詳細闡述。加強高邊坡前期勘察設(shè)計以及嚴格按照設(shè)計開挖、防護并進行過程監(jiān)測，做好高邊坡的設(shè)計，施工意義重大。

[1]王恭先.滑坡學(xué)與滑坡防治技術(shù)[M].北京：中國鐵道出版社，2004.

[2]JTG F10—2006，公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S].