錨索格梁在整治路基高邊坡地質(zhì)病害中的應(yīng)用解析

劉月震

（中鐵十六局集團(tuán)第四工程有限公司，北京101400）

1 引言

在實(shí)施鐵路路基工程建設(shè)時(shí)，在地質(zhì)不良區(qū)域常常會(huì)遇到高邊坡，需要展開(kāi)妥善處理，以防對(duì)路基工程完整性形成影響。由于在實(shí)施路基工程開(kāi)挖以及邊坡填筑等施工操作時(shí)，高邊坡穩(wěn)定性會(huì)受到不同程度影響，所以，為了保證邊坡穩(wěn)定程度，做好路基建設(shè)，對(duì)邊坡處理，尤其是地質(zhì)病害治理方式展開(kāi)研究顯得極為必要。錨索格梁是現(xiàn)代較為常用的高邊坡地質(zhì)災(zāi)害處理手段，具有美化環(huán)境、可隱埋于土中等方面優(yōu)勢(shì)，在山區(qū)高邊坡處理中應(yīng)用較為廣泛。

2 工程概況

肖家洼煤礦鐵路專(zhuān)用線工程位于山西省呂梁市興縣境內(nèi)，處在黃土高原的黃土丘陵及低山區(qū)，是呂梁山地向黃河峽谷的延伸部分，地勢(shì)總體由東向西傾斜。上部覆蓋厚層黃土，由于長(zhǎng)期水流侵蝕和切割作用，形成黃土丘陵地貌。微地貌以黃土梁峁和深切沖溝為主，基巖以條帶狀或零星出露于溝谷底部。沿線主要出露新生界、中生界、上古生界地層。新生界為第四系全新統(tǒng)人工堆積層填筑土；坡積層新黃土；沖洪積新黃土、粉質(zhì)黏土；上更新統(tǒng)風(fēng)積層新黃土；第三系上新統(tǒng)（N2）黏土、粉質(zhì)黏土、粉砂、細(xì)砂、中砂、粗砂、礫砂、細(xì)圓礫土，粗圓礫土、礫巖。中生界為三疊系下統(tǒng)和尚溝組砂巖、泥巖。上古生界為二疊系上統(tǒng)上石千峰組砂巖、泥巖。

此工程路基施工位于黃土高原低山丘陵地區(qū)，線路以半塹半堤通過(guò)，左側(cè)路塹坡高70m左右，坡度為1∶1，并沒(méi)有設(shè)置防護(hù)措施。在夏天雨季，因?yàn)槭艿綈毫幼匀惶鞖庥绊懀穳q出現(xiàn)溜坍，坍體總量在1 000m3左右，且含有大量倒樹(shù)以及雜草。坍體對(duì)線路形成了覆蓋，在經(jīng)過(guò)搶救后才恢復(fù)正常通車(chē)【1】。

經(jīng)過(guò)勘察發(fā)現(xiàn)，本次工程路塹邊坡體巖層主要由含碎塊石粉質(zhì)黏土、強(qiáng)風(fēng)化砂巖、弱風(fēng)化砂巖等組成，而邊坡病害誘發(fā)原因，是黃土地質(zhì)具硫酸鹽侵蝕性，易被雨水沖刷。因?yàn)橛晁髁渴芗竟?jié)影響變化大，具有典型的雨洪特征，流量、水位與降水量成正比，動(dòng)態(tài)極不穩(wěn)定，旱季流量很小甚至干涸，雨季流量大，甚至引起山洪爆發(fā)。加之邊坡坡度較陡、連續(xù)降水沖刷，所以造成了巖土飽和狀況，致使土體抗剪強(qiáng)度出現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)，巖土交界面發(fā)生溜坍問(wèn)題。在問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，需要及時(shí)對(duì)其展開(kāi)處理，如果處理不當(dāng)，會(huì)因?yàn)榱锾斐缮喜窟吰缕履_失穩(wěn)問(wèn)題，直接加劇邊坡被破壞程度，形成更大規(guī)模的破壞。

因?yàn)楸敬喂こ搪穳q邊坡較高，坡度較陡，且在山頂建有較多基礎(chǔ)性設(shè)施，所以直接運(yùn)用土釘墻或擋墻等結(jié)構(gòu)實(shí)施邊坡加固，可能會(huì)出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)問(wèn)題處理不徹底的狀況，無(wú)法達(dá)到預(yù)期病害處理效果。鑒于此，為保證基礎(chǔ)設(shè)施安全，做好病害處理，決定運(yùn)用錨索框架梁結(jié)構(gòu)實(shí)施邊坡處理。在不對(duì)既有邊坡坡率實(shí)施改變的基礎(chǔ)上，出于施工便利性以及經(jīng)濟(jì)性考量，決定運(yùn)用間距為5m錨索框架梁展開(kāi)高邊坡加固。

3 錨索格梁

預(yù)應(yīng)力錨索樁主要包括錨固樁、錨索2部分內(nèi)容。在樁上實(shí)施預(yù)應(yīng)力錨索安裝，可實(shí)現(xiàn)對(duì)樁變形的有效約束，能夠達(dá)到有效改善懸臂樁受力情況的效果，可切實(shí)減小埋置深度以及樁截面。一般預(yù)應(yīng)力錨索常用于地質(zhì)較為復(fù)雜且滑坡體角度較大的高邊坡，可實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡的有效防護(hù)與加固【2】。

錨索格梁施工主要包括地梁、錨索以及錨桿3部分施工。各部分施工具體順序如下：

1）地梁施工：放線→腳手架工作平臺(tái)建設(shè)→地梁鋼筋綁扎→格梁立?！窳夯炷翝仓?。

2）錨索施工：放孔位→成孔→錨筋制作與安放→注漿→張拉鎖定→錨頭封堵。

3）錨桿施工：錨桿施工與錨索施工順序基本相同，在此不再贅述。

4 錨索格梁的具體運(yùn)用

4.1 鉆孔施工

按照錨索格梁施工基本特點(diǎn)以及工程具體條件，在對(duì)病害展開(kāi)充分分析之后，施工團(tuán)隊(duì)先展開(kāi)了鉆孔施工。本次鉆孔采用沖擊回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，在進(jìn)行鉆孔時(shí)，施工人員認(rèn)真對(duì)各巖層含水狀態(tài)以及巖性展開(kāi)了詳細(xì)記錄，并按照巖層厚度，對(duì)錨孔長(zhǎng)度做出了調(diào)整，達(dá)到了將錨索深固于巖體中的良好效果【3】。

在進(jìn)行鉆孔施工時(shí)，為保證施工精準(zhǔn)度，需要在鉆具上安裝導(dǎo)正器，保證鉆孔角度誤差可以被控制在1°以內(nèi)，同時(shí)，需要運(yùn)用高壓風(fēng)實(shí)施清孔處理。需要注意的是，在達(dá)到設(shè)計(jì)孔深之后，才可展開(kāi)超鉆施工。

4.2 錨索制作

實(shí)施錨索制作時(shí)，需要做好以下幾點(diǎn)：（1）運(yùn)用機(jī)械切割機(jī)實(shí)施鋼絞線切割；（2）在廠棚或加工車(chē)間內(nèi)，運(yùn)用特殊支架對(duì)切割好后鋼絞線進(jìn)行整平、除銹清污處理；（3）對(duì)完成除銹處理的鋼絞線實(shí)施強(qiáng)力防腐涂料涂刷，并在自由段展開(kāi)防護(hù)油涂抹，展開(kāi)聚乙烯塑料管套裝；（4）在錨固段、自由段分界處運(yùn)用止水材料實(shí)施纏封；（5）運(yùn)用特制緊箍環(huán)、擴(kuò)張環(huán)等，根據(jù)設(shè)計(jì)圖將已經(jīng)完成處理的鋼絞線組合在一起，展開(kāi)錨索制作。通常會(huì)在錨索上方設(shè)置1根通到底部的灌漿管，而擴(kuò)張環(huán)制作主要以聚乙烯材料模塑運(yùn)用為主【4】。

4.3 錨索安裝

正式展開(kāi)安裝之前，需要先對(duì)鉆孔編號(hào)、對(duì)錨索展開(kāi)檢查，確認(rèn)各項(xiàng)條件是否與設(shè)計(jì)要求相符，在確認(rèn)無(wú)誤之后，便可逐步展開(kāi)安裝操作。同時(shí)，為保證安裝質(zhì)量，需要在安裝前展開(kāi)高壓清孔，并做好錨索安裝速度控制，確保其可以保持順直狀態(tài)，且要做好注漿管安裝。同時(shí)，需要做好水平或上傾錨索的限漿環(huán)、止?jié){環(huán)檢查，確定其位置是否準(zhǔn)確，以便及時(shí)對(duì)其位置展開(kāi)調(diào)整，對(duì)不合格產(chǎn)品展開(kāi)更換，且要做好排水管暢通性以及位置檢查。

4.4 注漿施工

按照施工需要，本次注漿使用普通硅酸鹽水泥，漿體強(qiáng)度在40MPa以上，運(yùn)用純水泥漿、水灰比在0.4～0.5。在進(jìn)行制漿時(shí)，會(huì)運(yùn)用高速攪拌機(jī)實(shí)施制漿，并采用集中供漿模式。而在進(jìn)行灌漿時(shí)，需要保證灌漿密實(shí)程度，應(yīng)保證保護(hù)層完整性。同時(shí)，需要將隔離架間距控制在2m以下，且保證隔離架外露高度不會(huì)超過(guò)5mm。如果巖層相對(duì)較為理想，可從孔底起，按照從下到上原則進(jìn)行灌注，直至漿液到達(dá)錨固端為止。在對(duì)煤系地層、塊石或軟質(zhì)巖中錨索進(jìn)行處理時(shí)，需要運(yùn)用二次劈裂注漿技術(shù)、高壓注漿技術(shù)展開(kāi)注漿操作，保證施工后承載力，做好漿體滲透、擴(kuò)散，以便對(duì)錨固段展開(kāi)有效防護(hù)【5】。

4.5 施工格梁

在進(jìn)行地梁施工時(shí)，需要將地梁鑲嵌到坡面20cm處。若在施工時(shí)發(fā)現(xiàn)，梁底存在空洞，則要運(yùn)用漿砌片石展開(kāi)回填施工，并運(yùn)用砂漿實(shí)施找平處理，要保證梁底平順度可以達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)要對(duì)地梁鋼筋受力均勻性以及平順性進(jìn)行檢查，且要做好混凝土搗固密實(shí)處理，以便達(dá)到預(yù)期施工要求。

4.6 標(biāo)定張拉設(shè)備

為保證張拉施工效果，張拉施工需要在格梁、注漿混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%之后展開(kāi)，并要嚴(yán)格按照中、上、下的順序進(jìn)行二次張拉，且每次張拉需要按照相應(yīng)級(jí)別來(lái)展開(kāi)。按照本次工程具體情況，錨索需要運(yùn)用6根鋼絞線。為降低千斤頂換位次數(shù)，保證工作開(kāi)展效率，可分5級(jí)完成整體張拉施工。在具體操作時(shí)，要分別按照張拉25%、50%、75%、115%的要求來(lái)展開(kāi)張拉操作，并對(duì)張拉時(shí)鋼絞線伸長(zhǎng)量進(jìn)行記錄。因?yàn)榈孛嫘熳円约颁摻g線松弛等，均可能會(huì)造成預(yù)應(yīng)力損失，所以，在預(yù)應(yīng)力損失停止后，需要對(duì)錨索展開(kāi)補(bǔ)償張拉，直至錨索預(yù)應(yīng)力恢復(fù)到相應(yīng)設(shè)計(jì)值為止。按照以往經(jīng)驗(yàn)，預(yù)應(yīng)力損失通常在3～5d內(nèi)恢復(fù)到90%左右的狀態(tài)，所以在完成張拉施工后，需要在6～10d內(nèi)展開(kāi)補(bǔ)償張拉，并進(jìn)行鎖定【6】。

4.7 外部保護(hù)與封口注漿

完成補(bǔ)償張拉之后，需要迅速展開(kāi)注漿封口。應(yīng)從注漿口預(yù)留孔展開(kāi)注漿管插入操作，并保證管口和錨固面可以保持50cm的距離。當(dāng)注漿到孔口并流出漿液之后，需要將注漿管拉出。在此過(guò)程中，要按照邊拉邊注漿原則實(shí)施操作，以防在拔管時(shí)形成孔隙，影響后續(xù)施工質(zhì)量。若施工采用水平或上傾錨索，則要運(yùn)用預(yù)留注漿管展開(kāi)注漿操作，而孔中空氣會(huì)經(jīng)由定位止?jié){環(huán)排氣管排出到外。在完成注漿封口之后，需要從錨具處開(kāi)始，預(yù)留出30mm鋼絞線，并除去多余部分。在鎖定錨索之后，需要運(yùn)用混凝土展開(kāi)錨頭封閉處理。

4.8 施工注意事項(xiàng)

施工時(shí)需要注意的幾項(xiàng)有：（1）在山區(qū)實(shí)施路基建設(shè)時(shí)，需要做好地質(zhì)勘查，應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害以及潛在隱患，以便提前做出應(yīng)對(duì)；（2）做好施工監(jiān)理，保證每一環(huán)節(jié)施工操作規(guī)范性以及合規(guī)性，及時(shí)糾正錯(cuò)誤操作；（3）格梁處理技術(shù)施工成本相對(duì)較高，在使用時(shí)，需要按照邊坡具體病害情況來(lái)確定施工方案。

5 結(jié)語(yǔ)

鑒于錨索格梁所具備的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，各單位需要加大對(duì)此種處理技術(shù)的研究力度，應(yīng)按照鐵路路基邊坡處理具體需要，結(jié)合病害勘察與分析結(jié)果，科學(xué)展開(kāi)技術(shù)運(yùn)用，確保錨索制作、安裝等操作均能達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)理想化錨索格梁運(yùn)用模式，確保高邊坡病害可以得到妥善處理，從而達(dá)到預(yù)期邊坡加固效果，實(shí)現(xiàn)最佳路基施工模式，為鐵路交通運(yùn)行提供可靠保障。