公路邊坡地質(zhì)災(zāi)害綜合治理施工設(shè)備與工藝

楊昌偉

(貴州省凱里公路管理段，貴州 凱里　556000)

?

公路邊坡地質(zhì)災(zāi)害綜合治理施工設(shè)備與工藝

楊昌偉

(貴州省凱里公路管理段，貴州 凱里556000)

摘要：針對(duì)公路邊坡存在的地質(zhì)災(zāi)害隱患問(wèn)題，結(jié)合實(shí)例，介紹了錨索治理、水平排水孔均勻布置以及鉆孔注漿三種治理方法，并對(duì)其施工設(shè)備和工藝要點(diǎn)進(jìn)行了深入的分析，明確工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，為邊坡治理工作奠定良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：公路邊坡；地質(zhì)災(zāi)害；綜合治理；設(shè)備與工藝

1公路邊坡錨索治理

1.1公路滑坡體概述

某二級(jí)公路的路塹開(kāi)挖高度為20～35 m，現(xiàn)存滑坡體厚度保持在15～20 m范圍內(nèi)。由于大范圍開(kāi)挖施工，導(dǎo)致滑坡失去基礎(chǔ)支撐，大多直接出露，所以在邊坡上出多處裂縫，隨時(shí)都有可能出現(xiàn)坍塌危險(xiǎn)，亟需采取有效措施加以治理，以保障公路運(yùn)營(yíng)安全。

1.2錨索治理施工方案

主要采用分級(jí)開(kāi)挖法，削坡施工分成3～4次進(jìn)行。每一次削坡施工完成之后都需澆筑一個(gè)肋梁，每一片肋梁都需設(shè)置兩根錨桿，并進(jìn)行錨固與鎖定。錨索的鉆孔直徑為120～150 mm，深度在35～45 m范圍內(nèi)。錨索主要由7個(gè)鋼絞線通過(guò)箍扎組成。錨固段的長(zhǎng)度范圍為10～15 m，自由段需設(shè)置直徑為80 mm的波紋管，并進(jìn)行灌漿處理，以起到防腐加固的作用。

1.3錨索治理施工

鉆孔施工中，主要運(yùn)用由香港豪頓研制生產(chǎn)的HD-90與HD-120型全液壓式雙動(dòng)力鉆頭鉆機(jī)，此外還配置了MK-5型全液壓動(dòng)力鉆頭與MD-50型機(jī)械動(dòng)力鉆頭撬裝鉆機(jī)。其中，豪頓鉆進(jìn)主要采取水循環(huán)自動(dòng)跟管，其余兩種設(shè)備采取空氣清孔與潛孔的方式進(jìn)行鉆進(jìn)。MK-5鉆機(jī)運(yùn)用英格索蘭低壓潛孔錘，壓力為0.5～0.7 MPa，配合螺旋鉆具進(jìn)行鉆進(jìn)，MD-50鉆機(jī)運(yùn)用高壓潛孔錘，壓力為0.7～2.1 MPa，配合外平粗徑鉆具進(jìn)行鉆進(jìn)。上述幾種施工設(shè)備代表現(xiàn)階段公路邊坡錨索施工的主要機(jī)具，不同鉆進(jìn)方法有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

(1) 滑坡的產(chǎn)生與水息息相關(guān)。豪頓鉆機(jī)由于采取水循環(huán)工藝，所以其自身對(duì)于邊坡治理是較為不利的。其在鉆進(jìn)孔口時(shí)，必須先挖出一個(gè)排水溝，同時(shí)鋪設(shè)隔水膜，以此防止水體侵入。然而，在實(shí)際情況中，施工場(chǎng)地周圍依然會(huì)受到地表水的影響。尤其是孔中的水進(jìn)行循環(huán)時(shí)，水分會(huì)不斷向地層中央滲透，加劇了滑坡的趨勢(shì)。相反，潛孔錘鉆機(jī)采取氣體的方式進(jìn)行清孔，地層中侵入氣體并不會(huì)對(duì)滑坡穩(wěn)定性造成影響，只是在鉆進(jìn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生輕微的振動(dòng)，對(duì)地表上較為松散的土造成少量的擾動(dòng)。

(2) 豪頓鉆機(jī)的工藝為采用雙動(dòng)力頭與套管同步鉆進(jìn)的方式，套管在錨索設(shè)置完成后回轉(zhuǎn)取出。憑借這樣的方法，使得錨索入孔變得十分流暢，有著十分顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。但是，若使用潛孔錘實(shí)施鉆進(jìn)時(shí)，在設(shè)置錨索之前需要重復(fù)的進(jìn)行清孔，即便在多次清孔之后，還會(huì)出現(xiàn)錨索難以完全設(shè)置在孔底的情況。致使輔助作業(yè)時(shí)間大幅延長(zhǎng)，效率低下，技術(shù)有待進(jìn)一步提升改進(jìn)。目前，較為常用的單雙動(dòng)力頭鉆進(jìn)方法在復(fù)雜地質(zhì)條件下使用時(shí)會(huì)遇到拔管困難等實(shí)際問(wèn)題。

(3) 鉆進(jìn)過(guò)程中，巖體硬度與潛孔錘實(shí)際效能成正比，這一點(diǎn)特性與豪頓鉆機(jī)完全相反。尤其是高壓條件下的潛孔錘，僅用2 h就可以鉆出一個(gè)孔。然而，如果地層為潮濕泥質(zhì)類，則其鉆機(jī)速度將大大折扣，此時(shí)應(yīng)采取低壓潛孔錘，并配合螺旋排粉。

2公路邊坡水平排水孔治理

2.1孔位布置

本二級(jí)公路區(qū)域中的森林覆蓋率相關(guān)較高，為當(dāng)?shù)氐纳襟w提供了充沛的水資源。雨水與地下水可對(duì)邊坡進(jìn)行濕化，使滑坡的滑移面變得更加濕滑，進(jìn)而加大了災(zāi)害發(fā)生幾率。因此，除了要設(shè)置必要的明排水系統(tǒng)，還要在公路的兩側(cè)與路基的擋墻底端按一定要求設(shè)置水平排水孔進(jìn)行排水。其深度不能低于30 m，相鄰兩個(gè)排水孔的距離為15 m左右，鉆孔的角度需略微上仰，角度約5°，成孔以后向孔內(nèi)放入排水管。

2.2水平排水孔施工

(1) 施工初期，使用潛孔錘預(yù)先鉆出兩個(gè)鉆孔。由于邊坡的地層含有大量的水，水平孔中容易積水，使得在排粉過(guò)程中形成結(jié)塊，對(duì)空氣清孔造成一定影響。因此，在此過(guò)程中，應(yīng)選用水泵供水鉆孔法，這樣不僅可以極大的縮減使用空壓機(jī)的費(fèi)用，還能有效避免發(fā)生以上實(shí)際問(wèn)題。

(2) 試驗(yàn)證明，MD-50鉆機(jī)由于動(dòng)力不足，最大鉆孔深度僅為30 m。所以，在本次施工中選用MK-5鉆機(jī)。分析得知，由于鉆機(jī)的自重較大且地層的軟硬程度不一，所以鉆機(jī)扭矩會(huì)因此受到一定影響，使得實(shí)際的鉆進(jìn)孔深能力比預(yù)期要低。

(3) 水平排水孔施工產(chǎn)生的大部分巖粉會(huì)積攢于鉆孔下方，在運(yùn)用外平鉆桿進(jìn)行施工的過(guò)程中，循環(huán)水很難完全清除掉附著的巖粉。此時(shí)，應(yīng)改用螺旋鉆桿，依靠翼片提供的旋轉(zhuǎn)推理可以對(duì)附著的巖粉進(jìn)行完全的清除。

(4) 任何一種水平排水孔都會(huì)對(duì)定向防斜提出一定的要求。為確保塑料花管流暢下孔，鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)對(duì)進(jìn)壓壓力進(jìn)行相應(yīng)的控制，始終保證進(jìn)尺速度均勻，以此避免由于鉆進(jìn)速度較快而出現(xiàn)的偏斜現(xiàn)象。另外，在鉆桿和鉆頭之間還需配置扶正器，以此更好的防止傾斜。

3公路邊坡鉆孔注漿治理

3.1注漿加固技術(shù)

為有效防止地下水侵入地基，會(huì)在坡底和路面之間設(shè)置一個(gè)截水盲溝。然而，由于盲溝的實(shí)際效果十分有限，路基當(dāng)中往往會(huì)賦存大量的水，導(dǎo)致公路的路面出現(xiàn)形變與沉降。為此，首先要借助鉆孔法排出多余的積水，其次需要在路面上進(jìn)行鉆孔注漿，并對(duì)孔隙進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，以達(dá)到加固的目的。

3.2鉆孔注漿施工

(1)注漿孔相對(duì)較淺，若使用潛孔錘進(jìn)行施工，成本較高，而且水循環(huán)工藝的運(yùn)用會(huì)對(duì)路基造成一定危害，所以以上提到的方法并不能滿足鉆孔注漿施工要求。為此，本工程研究出一種新型的干鉆取芯法。

在運(yùn)用該方法時(shí)，最關(guān)鍵的問(wèn)題在于防止鉆頭出現(xiàn)破損或燒鉆。這就要求在實(shí)際情況中應(yīng)使用質(zhì)地堅(jiān)硬的合金鉆頭，并對(duì)鉆進(jìn)的參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，盡量做到輕壓慢鉆。

(2)注漿過(guò)程中應(yīng)安排專人對(duì)泵壓、擋墻縫隙等進(jìn)行觀察。如果實(shí)際泵壓較大或擋墻上產(chǎn)生漏點(diǎn)，應(yīng)立即停止補(bǔ)漿。補(bǔ)漿需分3～5次完成，如果注漿壓力過(guò)高，漿液會(huì)被擠出路基，進(jìn)而造成浪費(fèi)。

4結(jié)束語(yǔ)

截至目前，本二級(jí)公路現(xiàn)已完成施工且開(kāi)始通車。本公路通過(guò)錨索治理、水平排水孔均勻布置以及鉆孔注漿等作業(yè)，公路邊坡及路基中的問(wèn)題得到有效的解決，消除了地質(zhì)災(zāi)害，為公路的運(yùn)營(yíng)安全打下了良好的基礎(chǔ)，可為類似公路工程提供可靠的參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曉宏. 公路邊坡地質(zhì)災(zāi)害綜合治理施工設(shè)備與工藝探討[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2003,(S1):102-104.

[2]季必招,朱益軍. 淺議山區(qū)公路邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)難點(diǎn)及對(duì)策[J].巖土工程界,2009,(9):43-47.

[3]柴賀軍. 關(guān)于公路路塹邊坡治理工程的若干思考[J].公路交通技術(shù),2004,(3):11-14，22.

收稿日期：2015-12-07

作者簡(jiǎn)介：楊昌偉(1977-),男,貴州錦屏人,工程師,研究方向：公路工程施工及養(yǎng)護(hù)管理。

中圖分類號(hào)：U418.9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2016)06-0043-02

Study on comprehensive control of geological disaster in highway slope construction equipment and technology

YANG Chang-wei

(Kaili, Guizhou Province Highway management section,kaili，Guizhou 556000，China)

Abstract:For the slope geological hazard problems, with examples, introduced the anchor cable management, horizontal drain holes arranged evenly and Grouting of three kinds of control methods, and construction equipment and technology for a deep analysis, clear processes for, and laid a good foundation for slope.

Keywords:slope geological disasters; management; equipment and technology