既有路塹邊坡加固防護(hù)設(shè)計(jì)淺析
——績溪縣S217改建工程

徐顯利, 袁和旭

(1.安徽省宿州市經(jīng)緯公路工程設(shè)計(jì)有限公司 安徽 宿州 234001；2.安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥 230011)

既有路塹邊坡加固防護(hù)設(shè)計(jì)淺析
——績溪縣S217改建工程

徐顯利1, 袁和旭2

(1.安徽省宿州市經(jīng)緯公路工程設(shè)計(jì)有限公司 安徽 宿州 234001；2.安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥 230011)

績溪縣為皖南中、低山區(qū)的腹地，地形起伏大，溝壑縱橫，公路改建升級建設(shè)常常會遇到對現(xiàn)狀老路路塹邊坡的加固防護(hù)，文章通過本項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案中所采取的各種處理措施,從設(shè)計(jì)、施工等角度較全面地闡述該類邊坡常用處理方法，可為同類工程提供參考依據(jù)。

公路改建升級；既有路塹邊坡；防護(hù)處理措施

1 工程概況

S217長安至績溪段改建工程位于績溪縣境內(nèi)，路線從績溪縣長安鎮(zhèn)新嶺腳村以北開始，順接S217老路，沿老路由北向南經(jīng)大源、雞公關(guān)、虎頭山至煤炭山村，再沿老路下穿績黃高速后至孔靈S215績溪過境線與S217相交處。路線全長為12.096 87 km，按二級公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)[1]，設(shè)計(jì)速度為60 km/h,沿線現(xiàn)有路塹邊坡?lián)p壞嚴(yán)重。

(1) 自然地理?xiàng)l件。項(xiàng)目區(qū)域地處安徽省東南部，位于東經(jīng)118°20′～118°55′，北緯29°57′～30°20′之間。境內(nèi)地貌以山地、丘陵為主，山間谷地面積不大，主要山系均是北東-南西向分布，與區(qū)域構(gòu)造線基本一致，中低山區(qū)丘陵占全境面積的90.6%。

隧道位于績溪縣東南部，走向自北向南，地形、地貌條件復(fù)雜，有山地、山間河流及丘陵等。

(2) 區(qū)域地質(zhì)概況。區(qū)域內(nèi)地層自老至新發(fā)育較全，主要為中元古界(Pt)，區(qū)域內(nèi)地層因受后期構(gòu)造破壞和巖漿侵入影響，內(nèi)部分布較亂。

本區(qū)屬于多旋回構(gòu)造運(yùn)動地區(qū)，區(qū)內(nèi)褶皺主要由中元古界淺變質(zhì)巖系組成； 區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要為北北東向斷層，與褶皺伴生的斷裂發(fā)育較差。

2 邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)原則

(1) 邊坡防護(hù)工程設(shè)計(jì)遵循一次根治、不留后患的原則[2-6]。采用穩(wěn)定為本、加固為主、排水與防護(hù)并重的綜合處理措施，確保臨時(shí)和通車后的長期穩(wěn)定。

(2) 緊密結(jié)合邊坡的工程地質(zhì)條件，尤其是傾向臨空面的不利結(jié)構(gòu)面及地層結(jié)構(gòu)、風(fēng)化程度、水的作用等影響因素，重點(diǎn)采用穩(wěn)定與綠化相結(jié)合的綜合防護(hù)措施。

(3) 結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)和地質(zhì)巖體特征，采用勤封閉的處治措施，盡量減少外界環(huán)境對巖土體的擾動，充分利用巖土體自身強(qiáng)度資源。

(4) 采用信息化施工管理和動態(tài)設(shè)計(jì)方法，邊坡開挖后，根據(jù)開挖揭示地質(zhì)情況，對邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)及形式進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

2.1 邊坡現(xiàn)狀

0 km+330 m～0 km+360 m段右側(cè)邊坡最大坡高約為29.5 m，坡率約為0.85。坡體巖土層主要為中～微風(fēng)化變質(zhì)沉凝灰?guī)r，灰、灰褐色，風(fēng)化后呈褐色或灰綠色，巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度為57.1～65.7 MPa，為較堅(jiān)硬～堅(jiān)硬巖，致密，塊狀構(gòu)造，變余沉凝灰結(jié)構(gòu)，巖石碎屑物有少量巖屑和晶屑，大部分為陸源碎屑組分，碎屑物占巖石的30%，陸源碎屑物磨圓較好，巖石輕變質(zhì)。

巖體結(jié)構(gòu)為中厚層狀，局部為裂隙塊狀，內(nèi)中發(fā)育4組節(jié)理，巖體中最大裂隙寬度約為2 cm，主要結(jié)構(gòu)面結(jié)合好或一般，巖體較完整。

邊坡坡頂、坡肩為坡積層及全風(fēng)化巖石，均屬可塑中等壓縮性～中等偏低壓縮性巖土層，正常情況下它們不易蠕動變形，但經(jīng)持續(xù)雨水浸泡，容易軟化、膨脹，并沿裂隙面發(fā)生滑動、崩落，坡腳堆積有少量崩落的碎屑土和泥土。綜合地質(zhì)勘察分析，邊坡巖體完整，總體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

2.2 邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)方案

通過研究邊坡區(qū)域內(nèi)地形、地貌、地質(zhì)及水文等資料，按照綜合治理原則，并考慮邊坡本身存在如變質(zhì)巖性、巖體破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育及滑塌可能等因素，結(jié)合已通車運(yùn)營等實(shí)際情況，盡可能降低后期邊坡防護(hù)施工對過往車輛的影響，在不影響道路正常通行安全的前提下，對0 km+330 m～0 km+360 m路塹邊坡段進(jìn)行設(shè)計(jì)[7-10]。主要方案如圖1所示。

首先對坡頂坡口線處覆蓋層以及坡腳、坡面堆積的浮土、浮石進(jìn)行適當(dāng)修整清理，修整后的坡頂4 m范圍內(nèi)坡率不小于1∶1.5。再對高10 m下邊坡采取護(hù)面墻防護(hù)，對護(hù)面墻之上邊坡采取錨網(wǎng)噴防護(hù)，以封閉坡面防止雨水下滲引起坡體滑塌，坡面需要按照圖紙要求設(shè)置泄水孔。局部巖石較完整部位采取GPS2型SNS主動防護(hù)網(wǎng)邊坡防護(hù)，即護(hù)面墻+隨機(jī)錨桿及錨網(wǎng)噴(局部巖石完整出掛網(wǎng)防護(hù))+坡頂削坡卸載植草封閉的綜合處理方案。

3 施工方案及工藝

3.1 修整、清除坡面浮土、浮石

(1) 削坡及清理坡面浮石危巖，必須自上而下分步、分臺階進(jìn)行，上一臺階的削坡、清理等工作完全結(jié)束后才準(zhǔn)進(jìn)行下一臺階施工，嚴(yán)禁上、下臺階同時(shí)施工，或由下而上施工。

(2) 削坡、清理浮石、危巖時(shí)，為盡量減少對圍巖的擾動和破壞，充分發(fā)揮圍巖的自承能力，確保圍巖或支護(hù)后邊坡的穩(wěn)定性，采用人工清理，嚴(yán)禁放炮。

(3) 清理坡面浮石危巖主要沿層面、節(jié)理或斷面進(jìn)行，同時(shí)應(yīng)注意巖性和地質(zhì)構(gòu)造變化，及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)，確保清理后邊坡的穩(wěn)定可靠，不留后患。

3.2 隨機(jī)錨桿加固

(1) 錨桿加固布置。采用全粘結(jié)砂漿錨桿，錨桿垂直節(jié)理、斷層等結(jié)構(gòu)面梅花狀平行交錯狀進(jìn)行布置，錨桿頭電焊鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)采用6.5 mm的A3鋼制作，網(wǎng)格尺寸為200 mm×200 mm， 混凝土噴射強(qiáng)度為C20，厚為80 mm。

(2) 鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)。先把凹洼找平，錨桿安裝后進(jìn)行鋪設(shè)。鋼筋網(wǎng)使用前應(yīng)除銹，鋼筋要隨受噴面起伏鋪設(shè)，與受噴面的間隙為3 cm，網(wǎng)噴混凝土層厚度應(yīng)不小于3 cm。鋼筋網(wǎng)與錨桿連接牢固，在噴射混凝土?xí)r鋼筋不可晃動。

(3) 錨桿加固規(guī)格。錨桿間距為(1.5～2 m)×(1.5～2 m)，局部為1 m×1 m，梅花狀平行交錯布置。

(4) 鉆眼。鉆眼前應(yīng)根據(jù)受噴面情況和設(shè)計(jì)要求布置孔位，孔距誤差不宜大于10 cm，孔深誤差不大于5 cm。

(5) 灌漿。灌漿前應(yīng)將孔眼吹凈，水泥砂漿應(yīng)拌合均勻，隨拌隨用。

(6) 錨桿安裝。安裝前鋼筋要除銹矯直，灌漿后立即將鋼筋勻速插入，位置居中，安裝后不準(zhǔn)敲擊和碰撞，錨桿插入深度不可小于設(shè)計(jì)要求的95%。

(7) 隨機(jī)錨桿加固。在易造成滑落的區(qū)塊或結(jié)構(gòu)面交錯的部分地段，采用小范圍的平行交錯方式布置錨桿加固。

(8) 鉆孔設(shè)備。根據(jù)錨固地層類別、錨桿孔徑、錨桿深度及施工場地條件等選擇鉆孔設(shè)備。采用氣動潛孔鉆沖擊成孔，在巖層破碎或松軟飽水等易于塌縮孔和卡鉆埋鉆的地層中采用跟管鉆進(jìn)技術(shù)。

(9) 鉆機(jī)就位。利用φ50 mm腳手架桿搭設(shè)平臺，平臺用錨桿與坡面固定，鉆機(jī)用三腳支架提升到平臺上，嚴(yán)格認(rèn)真進(jìn)行機(jī)位調(diào)整，確保錨桿孔開鉆就位縱橫誤差不得超過±50 mm。

(10) 鉆進(jìn)方式。鉆孔要求干鉆，禁止采用水鉆，以確保錨桿施工不致于惡化邊坡巖體的工程地質(zhì)條件和保證孔壁的粘結(jié)性能。

(11) 鉆進(jìn)過程。鉆進(jìn)過程中對每個(gè)孔的地層變化，鉆進(jìn)狀態(tài)(鉆壓、鉆速)、地下水及一些特殊情況作好現(xiàn)場施工記錄。

(12) 錨桿孔清理。鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，不能立即停鉆，要求穩(wěn)鉆1～2 min，防止孔底尖滅而達(dá)不到設(shè)計(jì)孔徑。

(13) 錨桿孔檢驗(yàn)。錨桿孔鉆進(jìn)結(jié)束后，須經(jīng)現(xiàn)場工程師檢驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行下道工序。

(14) 現(xiàn)場問題處理。有塌孔縮孔等不良鉆進(jìn)現(xiàn)象時(shí)，須立即停鉆，及時(shí)進(jìn)行固壁灌漿處理(灌漿壓力為0.1～0.2 MPa)，待水泥砂漿初凝后，重新掃孔鉆進(jìn)，現(xiàn)場做好記錄，及時(shí)與現(xiàn)場技術(shù)人員溝通。

3.3 噴射混凝土護(hù)坡

(1) 混凝土噴射強(qiáng)度為C20，厚為80 mm。采用干噴，混合料應(yīng)隨拌隨用，嚴(yán)防受潮，堆放時(shí)間控制在允許的范圍內(nèi)。

(2) 噴射混凝土?xí)r，應(yīng)分段、分片順次進(jìn)行。分2～3次噴射，后1層噴射應(yīng)在前1層混凝土終凝后進(jìn)行，正常情況下回彈率控制在15%以下。

(3) 噴射混凝土終凝從2 h起，即應(yīng)開始灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期為14晝夜。

(4) 伸縮縫施工要求噴射作業(yè)中，水平相隔為15 m，沿邊坡方向設(shè)置1條寬2～3 cm的伸縮縫，縫內(nèi)用瀝青麻筋填塞。

3.4 GPS2型SNS主動防護(hù)網(wǎng)邊坡防護(hù)施工

(1) 對坡面防護(hù)區(qū)域內(nèi)的浮土及浮石進(jìn)行清除或局部加固。

(2) 放線測量確定錨桿孔位，并在每個(gè)孔位處鑿1個(gè)深度不小于錨桿外露環(huán)套長度的凹坑，一般口徑為20 cm，深為20 cm。

(3) 按設(shè)計(jì)深度鉆鑿錨桿孔并清孔，孔深應(yīng)比設(shè)計(jì)錨桿長5 cm以上，孔徑不小于φ45 mm；當(dāng)受鑿巖設(shè)備限制時(shí)，構(gòu)成每根錨桿的2股鋼繩可分別錨入2個(gè)孔徑不小于φ35 mm的錨孔內(nèi)，形成人字形錨桿，2股鋼繩間夾角為15°～30°。

(4) 注漿并插入錨桿，漿液標(biāo)號不低于M20，宜用灰砂比為1.1～1.2、水灰比為0.45～0.50的水泥砂漿，或水灰比為0.45～0.50的純水泥漿。

(5) 安裝縱橫向支撐繩，張拉緊后兩端各用2～4個(gè)繩卡與錨桿外露環(huán)套固定連接。

(6) 從上向下鋪掛格柵網(wǎng)，格柵網(wǎng)間重疊寬度不小于5 cm，2張格柵網(wǎng)間的縫合(以及格柵網(wǎng)與支撐繩間)用φ1.2 mm鐵絲按1 m間距進(jìn)行扎結(jié),有條件時(shí)該道工序在上道工序前完成。

(7) 從上向下鋪設(shè)鋼繩網(wǎng)并縫合，縫合繩為φ8 mm鋼繩，每張鋼繩網(wǎng)均用1根長約為31 m的縫合繩與四周支撐繩進(jìn)行縫合并預(yù)張拉，縫合繩兩端各用2個(gè)繩卡與網(wǎng)繩進(jìn)行固定聯(lián)結(jié)；當(dāng)設(shè)計(jì)為雙層鋼繩網(wǎng)時(shí)，以同樣方法鋪掛第2層鋼繩網(wǎng)。

3.5 實(shí)體式護(hù)面墻施工

護(hù)面墻采用M10砌漿砌片石鋪砌，砂漿填塞必須飽滿、密實(shí)，嚴(yán)禁干砌。護(hù)面墻每10 m長設(shè)置2 cm寬伸縮縫1道，縫中塞以瀝青麻絲；墻面每間隔2 m設(shè)1道泄水孔，交錯排列。如果基底的承載力小于300 kPa， 應(yīng)采取適當(dāng)加固措施或加大基礎(chǔ)埋置深度。

4 結(jié)束語

本項(xiàng)目所治理的邊坡地質(zhì)情況較好，邊坡支護(hù)難度較小，邊坡處理設(shè)計(jì)綜合眾多常規(guī)的支護(hù)方案，是本項(xiàng)目的一個(gè)具體特征，尤其是從下至上不同高度垂直方案，結(jié)合現(xiàn)狀及邊坡穩(wěn)定分析所采取的具體護(hù)面墻+隨機(jī)錨桿及錨網(wǎng)噴(局部巖石完整出掛網(wǎng)防護(hù))+坡頂削坡卸載植草封閉的處理方案，對同類地區(qū)類似項(xiàng)目有一定的指導(dǎo)借鑒意義。

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2016-05-23；修改日期：2016-06-02

徐顯利(1969-)，男，安徽碭山人，安徽省宿州市經(jīng)緯公路工程設(shè)計(jì)有限公司高級工程師．

U418.52

A

1673-5781(2016)04-0512-03