淺談管棚加固在鐵路專用線高邊坡溜坍整治中的應(yīng)用

戴小球

南昌贛鐵置業(yè)有限公司 江西 南昌 330000

一、工程地質(zhì)情況

萍鄉(xiāng)市湘東區(qū)工業(yè)園專用線K1037+060～K1037+292段為深路塹，塹坡上部土體含風(fēng)化灰?guī)r碎塊，遇水易溜坍，需支護(hù)處理；下伏巖體為灰?guī)r，有溶蝕現(xiàn)象，且局部存在多年采石留下人為坑洞。

二、施工方案的確定

2014年7月K1037+060～K1037+090段土釘墻開始施工，在實(shí)施過程中，受強(qiáng)降雨影響，9月15日該段邊坡發(fā)生溜坍。2014年10月，K1037+160～K1037+292段抗滑樁開始施工。在實(shí)施過程中，受連續(xù)性強(qiáng)降雨影響，11月4日K1037+226～K1037+250段抗滑樁上方邊坡出現(xiàn)裂縫，隨后發(fā)生整體溜塌，同時(shí)K1037+226～K1037+250段周邊邊坡出現(xiàn)貫通性裂縫且裂縫有進(jìn)一步發(fā)展趨勢。經(jīng)勘查單位現(xiàn)場補(bǔ)勘，發(fā)現(xiàn)該段巖石間土體含水率高、坍塌物自身承載力差，為確保既有線行車及施工安全，參照管棚加固在公路工程邊坡溜坍治理中的廣泛應(yīng)用，經(jīng)與鐵路監(jiān)管部門溝通，決定采用管棚法對(duì)溜坍邊坡進(jìn)行加固整治，為檢驗(yàn)管棚加固的實(shí)際效果，同時(shí)考慮到邊坡尚未穩(wěn)定，現(xiàn)場采取邊施工管棚邊觀察加固效果并同步修正邊坡整治相關(guān)技術(shù)參數(shù)。

三、管棚法施工簡介

（一）概念

管棚超前支護(hù)法簡稱管棚法，與小導(dǎo)管注漿法相對(duì)應(yīng)。由鋼管和鋼拱架組成，鋼管入土端制作成尖靴狀或模形，沿著開挖輪廓線，以較小的外插角，向開挖面前方打入鋼管或鋼插板，末端支架在鋼拱架上，形成對(duì)開挖面前方圍巖的預(yù)支護(hù)。

(二 )適用條件

管棚法適用于軟弱地層和特殊困難地段，如極破碎巖體、塌方體、砂土質(zhì)地層、強(qiáng)膨脹性地層、強(qiáng)流變性地層、裂隙發(fā)育巖體、斷層破碎帶、淺埋大偏壓等圍巖，并對(duì)地層變形有嚴(yán)格要求的工程。

(三 )主要材料要求

(1)管棚所用鋼管一般選用直徑70～180mm ，壁厚4～8mm 的無縫鋼管。管節(jié)長度視工程具體情況而定，一般情況下短管棚采用的鋼管每節(jié)長小于10m ，長管棚采用的鋼管每節(jié)長大于10m。

(2)水泥砂漿主要成分為P. O42.5 級(jí)及以上的硅酸鹽水泥、中砂或粗砂，外加劑應(yīng)視不同地層選用，配合比應(yīng)根據(jù)工程土質(zhì)條件，經(jīng)試驗(yàn)確定。

(四 )技術(shù)要點(diǎn)

(1)施工工藝流程：測放孔位→鉆機(jī)就位→水平鉆孔→壓人鋼管→注漿(向鋼管內(nèi)和管周圍土體)→封口→開挖。

(2)管棚鋼管環(huán)向布設(shè)問距對(duì)防止上方土體擁落及松弛有很大影響，施工中須根據(jù)結(jié)構(gòu)埋深、地層情況、周圍結(jié)構(gòu)物狀況等選擇合理間距。一般采用的問距為2.0～2.5 倍的鋼管直徑，縱向兩組管棚搭接的長度應(yīng)大于3m。

四、邊坡溜坍管棚加固實(shí)施方案

1．K1037+060～+090段已經(jīng)形成的二級(jí)土釘墻邊坡采用鋼花管注漿加固，鋼花管直徑42mm（壁厚3.5mm），長5～6m，間距2m，按梅花形布置。鋼花管鉆孔直徑為49mm，鉆孔垂直于既有土釘墻坡面，注漿壓力300～500kpa；為保證注漿加固邊坡的效果，對(duì)三級(jí)邊坡下部增加2排注漿孔，注漿孔傾角、注漿要求與土釘墻處相同。

2.二級(jí)土釘墻邊坡臨時(shí)加固完成并到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再對(duì)K1037+060～+090段土釘墻邊坡增設(shè)長管棚注漿加固。長管棚采用直徑89mm鋼花管（壁厚7.0mm），長16～22m；長管棚鉆孔直徑為110mm，鉆孔垂直于既有土釘墻坡面，注漿壓力0.5～0.8Mpa。長鋼管外露段（外露0.4m）采用幫焊直徑32mm的短鋼筋，并與現(xiàn)澆的鋼筋砼肋梁相連接。

3.K1037+226～+250段設(shè)計(jì)的樁頂以上邊坡增設(shè)5排長管棚注漿加固，K1037+160～+226段及K1037+250～+292段設(shè)計(jì)的樁頂以上邊坡增設(shè)3排長管棚注漿加固。

1.2.3 單藥MIC值測定與結(jié)果判定 采用96孔V型滅菌反應(yīng)板，用微量肉湯二倍稀釋法測定[2]多西環(huán)素、阿莫西林、恩諾沙星、氟苯尼考對(duì)鼠傷寒沙門菌sh2034的MIC值。

4．長管棚均采用直徑89mm鋼花管（壁厚7.0mm），加固區(qū)域一采用3m×3m梅花形布置，長10～14m。

5．長管棚鉆孔直徑為110mm，垂直坡面鉆孔，注漿壓力0.3～0.5Mpa，漿液擴(kuò)散半徑按1.5m～2.0m考慮。

6．采用水泥漿注漿：水泥漿的水灰比為0.8：1～1：1，水泥采用PO42.5 號(hào)普通硅酸鹽水泥，水泥漿的水灰比宜通過現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)確定，在施工中依據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)節(jié)。

7．終灌標(biāo)準(zhǔn)：保證地面不產(chǎn)生裂縫和隆起，在0.5～0.8MPa的注漿壓力下，泵量小于5L/min，穩(wěn)壓15min，即可結(jié)束本孔注漿。

8．注漿效果檢測：28天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于0.8MPa。

10.施工注意事項(xiàng)

1）鉆孔必須采用風(fēng)動(dòng)鉆進(jìn)，鉆孔完成后使用高壓風(fēng)清孔，清除孔內(nèi)巖粉和積水。嚴(yán)禁水沖鉆進(jìn)，嚴(yán)禁用高壓水沖清孔。

2）孔位應(yīng)按設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確放置于坡面上，孔位誤差不得超過±0.2m；鉆孔的孔斜度（傾角）誤差不超過±2°。

3）施工鉆孔過程中應(yīng)做好巖層分界面的記錄，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)不符，應(yīng)立即與設(shè)計(jì)人員聯(lián)系，以便及時(shí)處理。

五、結(jié)束語

綜上所述，傳統(tǒng)的鐵路路基邊坡溜坍整治的方法，可以說很多，比如框架錨桿、骨架噴坡植草、錨桿+掛網(wǎng)噴混凝土、卸載削坡等，但用在地質(zhì)復(fù)雜地段往往效果不佳。采用管棚加固法，不僅縮短了施工時(shí)間，提高了工程質(zhì)量，而且降低了施工成本。