滲水高邊坡路基施工技術(shù)

鄧佳源

(中交四航局第一工程有限公司，廣東 廣州 510310)

0 前 言

路基邊坡是構(gòu)成整個(gè)公路體系的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，其在施工中易受到滲水等外界因素的影響而引發(fā)滑坡、崩塌等事故，不利于公路的穩(wěn)定運(yùn)行。鑒于此，有必要對(duì)滲水高邊坡施工展開(kāi)探討，總結(jié)可行的技術(shù)，為施工作業(yè)提供可靠指導(dǎo)。

1 工程概況

大潮高速公路TJ11標(biāo)段地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、邊坡巖體結(jié)構(gòu)較破碎，不利于邊坡穩(wěn)定性。路基部分土石方總量364萬(wàn)m3，經(jīng)開(kāi)挖作業(yè)后易形成臨空面并伴隨有坡腳應(yīng)力集中現(xiàn)象，受到巖體自重與斷裂破碎帶等多重作用施工中存在較大的邊坡滑塌風(fēng)險(xiǎn)。依據(jù)勘察結(jié)果施工區(qū)域內(nèi)挖方滲水高邊坡廣泛分布且有6處，依據(jù)各自的實(shí)際情況采取處治與防護(hù)措施必不可少。

2 路基高邊坡穩(wěn)定性的影響因素

2.1 坡 長(zhǎng)

基于路基高邊坡穩(wěn)定性欠佳的特點(diǎn)，對(duì)其采取防護(hù)作業(yè)時(shí)需控制坡長(zhǎng)，此部分會(huì)對(duì)整體穩(wěn)定性帶來(lái)直接影響[1]。經(jīng)大量試驗(yàn)得知在相同降雨量環(huán)境下，伴隨坡長(zhǎng)的提升，形成的地表凈流量表現(xiàn)出持續(xù)增大的趨勢(shì)，表明雨水會(huì)帶來(lái)明顯的沖刷；而在短坡處依然存在雨水沖刷現(xiàn)象但較為微弱。若實(shí)際坡長(zhǎng)達(dá)到了極限值，受雨水沖刷的影響攜帶大量泥土，使其在坡底持續(xù)堆積進(jìn)而逐步降低地表徑流速度，此時(shí)可在一定程度上緩解沖刷問(wèn)題。

2.2 坡 度

坡度直接決定了地表徑流狀態(tài)，同時(shí)也是雨水沖刷的主導(dǎo)因素。若施工區(qū)域內(nèi)坡度較大，受持續(xù)性降雨的影響地表徑流較為明顯，且對(duì)坡面形成強(qiáng)有力的沖刷。在特定范圍內(nèi)地表徑流產(chǎn)生的沖刷力與坡度呈現(xiàn)出明顯的正比關(guān)系。當(dāng)然在坡度達(dá)到極限值后又會(huì)在一定程度上緩解沖刷。

2.3 土壤硬度

路基高邊坡穩(wěn)定性還取決于施工區(qū)域內(nèi)的土壤硬度，施工中若土壤與土質(zhì)發(fā)生變化必然會(huì)對(duì)路基高邊坡穩(wěn)定性造成影響。通常而言，土壤硬度與含水量、孔隙度等多項(xiàng)指標(biāo)有關(guān)，若其中某一值發(fā)生變化對(duì)應(yīng)于高邊坡中其穩(wěn)定性也將發(fā)生改變。

3 滲水高邊坡路基施工技術(shù)

3.1 人字型骨架植草防護(hù)

1)精確測(cè)量放樣以確保骨架砌筑質(zhì)量，實(shí)際施工過(guò)程中必須立桿掛線(xiàn)來(lái)確保砌體線(xiàn)形滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，整個(gè)砌體具有較好的平整度。

2)砌筑之前的準(zhǔn)備工作必不可少，需要將邊坡松動(dòng)的巖石等不利于施工作業(yè)的雜物清理干凈從而得到新鮮面。不同區(qū)域的槽規(guī)格不盡相同，填方路堤處深20 cm、寬40 cm；挖方路塹處深15 cm、寬40 cm；實(shí)際施工過(guò)程中若出現(xiàn)邊坡超挖現(xiàn)象需在該處施工臺(tái)階并做好補(bǔ)砌作業(yè)。

3)填方路堤施工環(huán)節(jié)選擇C20混凝土材料，在此基礎(chǔ)上設(shè)置攔水坎，并通過(guò)現(xiàn)澆施工的方式得到穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)。針對(duì)挖方路塹段需使用到C20預(yù)制砌塊，各結(jié)構(gòu)之間利用M7.5砂漿砌筑。

4)砌筑施工遵循由下至上的原則，控制骨架流水面并與草皮表面處于平齊狀態(tài)。

5)護(hù)腳部分的施工作業(yè)為C20混凝土現(xiàn)澆的方式。

6)考慮到后續(xù)養(yǎng)護(hù)需求各級(jí)邊坡有必要增設(shè)踏步，以便給后續(xù)檢查工作提供幫助。腳墻墻身處需設(shè)置伸縮縫，各自寬度均介于2～3 cm且彼此間距控制在10～15 m。

7)回填土施工作業(yè)結(jié)束之后噴播草，以達(dá)到防護(hù)效果。

3.2 錨桿格梁植草防護(hù)

3.2.1 施工腳手架及操作平臺(tái)

此環(huán)節(jié)使用到Φ48×3.5 mm鋼管，各方向的間距均控制為1.5 m。實(shí)際操作中以坡角第一根立桿較為關(guān)鍵，該結(jié)構(gòu)需頂入排水溝溝底且坡面的各桿件都要有效固定于巖層內(nèi)；同時(shí)順坡面的斜桿需設(shè)置3層，通過(guò)設(shè)置斜撐的方式提升架體穩(wěn)定性。于施工作業(yè)層設(shè)置腳手板以為后續(xù)錨桿施工作業(yè)創(chuàng)設(shè)良好條件。本工程的腳手架搭設(shè)具體如圖1所示。

圖1 腳手架搭設(shè)形式

根據(jù)本工程實(shí)際情況為典型的高邊坡工程，以竹跳板為基礎(chǔ)材料形成施工平臺(tái)，在此過(guò)程中要確保各構(gòu)件的連接效果。施工區(qū)域內(nèi)含大量硬質(zhì)頁(yè)巖，基于人工作業(yè)的方式全面清理基底松動(dòng)處，同時(shí)在地基上開(kāi)鑿作業(yè)以便提升腳手架基礎(chǔ)部分的穩(wěn)定性。搭設(shè)所得的腳手架需足夠穩(wěn)固，能抵抗施工中產(chǎn)生的沖擊與振動(dòng)。

3.2.2 錨桿框架施工技術(shù)

1)測(cè)量放線(xiàn)。此環(huán)節(jié)是錨桿框架施工中尤為核心的部分，基于對(duì)錨桿孔精確放線(xiàn)的方式有助于提升施工精確性[2]。錨桿孔測(cè)量與放樣前必須做好充分的準(zhǔn)備工作，施工單位應(yīng)以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)確定合適的錨桿孔位置，并利用豎肋長(zhǎng)度明確邊坡的實(shí)際高度，通過(guò)此方式有助于調(diào)整錨桿，使其所處位置以及彼此間距足夠合理；此外為全面確保施工質(zhì)量，需從坡體實(shí)際情況出發(fā)針對(duì)寬度做出合適的調(diào)整。

需明確的是，在框架梁澆筑施工之前需要全面檢驗(yàn)原材料，各自的性能都應(yīng)滿(mǎn)足工程要求，拌制所得的混凝土質(zhì)量應(yīng)與施工需求相符；同時(shí)需要調(diào)整變形縫與急流槽位置，二者的寬度需足夠合理，針對(duì)特殊的節(jié)點(diǎn)采取針對(duì)性處理方法。除此之外，為全面確?？蚣芰旱姆€(wěn)定性，預(yù)應(yīng)力張拉檢查必不可少，將其與漿砌片石填充結(jié)合后可有效避免框架梁懸空現(xiàn)象。張拉作業(yè)時(shí)需得到專(zhuān)業(yè)張拉設(shè)備的支持，要求各接觸區(qū)域足夠緊密，確保能夠抵御外界環(huán)境的影響。

2)鉆孔。完成錨桿孔測(cè)量放線(xiàn)后便進(jìn)入到鉆孔環(huán)節(jié)，施工作業(yè)需以放線(xiàn)結(jié)果為指導(dǎo)控制鉆孔位置，以最大程度上避免施工誤差。在鉆孔作業(yè)時(shí)不同路基邊坡所對(duì)應(yīng)的地質(zhì)狀況存在差異，需以實(shí)際情況為準(zhǔn)配合適當(dāng)?shù)你@孔設(shè)備，為鉆孔質(zhì)量提供保障。實(shí)際鉆孔作業(yè)時(shí)需確保鉆孔位置的精確性，在此基礎(chǔ)上合理控制鉆孔角度與深度，設(shè)備操作者應(yīng)合理調(diào)節(jié)鉆進(jìn)速度，不能出現(xiàn)過(guò)快或過(guò)慢現(xiàn)象。

3)錨桿體制作與安裝。經(jīng)上述環(huán)節(jié)后可得到鉆孔，在此基礎(chǔ)上便可展開(kāi)錨桿體制作與安裝作業(yè)。通常情況下錨桿體的制作均采用螺紋鋼筋原材料，通過(guò)鋼筋托架來(lái)提升錨桿穩(wěn)定性?？紤]到外界因素的影響，錨筋尾部需采取防腐措施，而針對(duì)端頭處的施工作業(yè)可通過(guò)焊接的方式確保其穩(wěn)定性，使得錨桿位置足夠合理并嚴(yán)格控制好錨桿間距，同時(shí)做好綁扎拼接作業(yè)，要求各錨桿足夠順直并不能在安裝時(shí)出現(xiàn)相互干擾的問(wèn)題。

4)錨固注漿。結(jié)束錨桿安裝作業(yè)且通過(guò)檢驗(yàn)后進(jìn)行錨固注漿。在此環(huán)節(jié)中錨桿需穩(wěn)定置于鉆孔內(nèi)，為全面確保施工質(zhì)量可采取二次高壓劈裂注漿的方法，部分情況下也可采取一次常壓注漿法，持續(xù)性施工作業(yè)并嚴(yán)格控制好注漿量，避免因注漿不滿(mǎn)而出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。在注漿作業(yè)時(shí)工程人員需針對(duì)各環(huán)節(jié)施工采取全方位的控制，所用漿液的質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求且各注漿管應(yīng)時(shí)刻保持足夠潔凈的狀態(tài)，以便提升注漿質(zhì)量。

4 錨索施工工藝

4.1 成 孔

1)進(jìn)行放樣和精確測(cè)定孔位，邊坡面不平順時(shí)應(yīng)全坡面拉線(xiàn)架構(gòu)一個(gè)施工參照面，以確保整體坡面平順。

2)邊坡鉆孔采用小型的潛孔鉆機(jī)鉆孔，錨孔直徑為130 mm，鉆孔前先確認(rèn)傾角正確，為避免降低巖土強(qiáng)度以維護(hù)邊坡穩(wěn)定不允許采用水鉆。

3)巖質(zhì)邊坡采用空壓機(jī)為動(dòng)力的潛孔鉆鉆孔，成孔孔壁粗糙以利錨固，對(duì)于巖體破碎或富水煤系地層可采用跟管鉆進(jìn)技術(shù)，并可根據(jù)錨固要求加大孔徑、加長(zhǎng)錨索使錨固段置于較穩(wěn)定地層，以免錨固力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

4)當(dāng)鉆孔遇到溶洞尤其對(duì)于充填流塑性黏土及無(wú)充填的情況，則采用先注水泥漿壓密固結(jié)再采用跟管鉆進(jìn)技術(shù)鉆孔穿過(guò)。

4.2 安裝錨索

安裝錨索前應(yīng)檢查錨索的防銹涂層有無(wú)損傷，核對(duì)索號(hào)與孔號(hào)一致后安裝錨索。

4.3 錨孔注漿

1)錨孔注漿的強(qiáng)度不僅決定內(nèi)錨的錨固質(zhì)量，而且影響錨索的耐久性和抗?jié)B性，因此，須嚴(yán)格按操作規(guī)程規(guī)范化制漿和壓漿。

2)制漿時(shí)先放水再加入水泥和外加劑，采用轉(zhuǎn)速為1 500～2 000 r/min的高速旋轉(zhuǎn)式拌漿機(jī)均勻攪拌2 min左右，然后存入儲(chǔ)漿筒中備用。

3)對(duì)于巖層較好地段錨索采用壓密注漿方式，可從孔底壓漿一次注滿(mǎn)，初始?jí)毫?.1～0.3 MPa，均勻排出管內(nèi)空氣，逐漸升至0.5 MPa直至孔口溢濃漿為止，然后持續(xù)3 min，可使?jié){液進(jìn)入孔內(nèi)巖隙以起到充填、擠密效應(yīng)。

4.4 張 拉

每根錨索設(shè)計(jì)張拉噸位為500 kN，超張拉10%前應(yīng)先對(duì)張拉機(jī)具、壓力表、千斤頂進(jìn)行標(biāo)定。千斤頂就位時(shí)需注意工具錨、錨環(huán)與預(yù)埋的錨墊板在同一中心線(xiàn)上。根據(jù)地層情況張拉分2～3次、5～7級(jí)進(jìn)行，每次張拉間隔3天、持荷5 min，最后一次超張拉10%，持荷10 min后量取伸長(zhǎng)值與計(jì)算理論伸長(zhǎng)值偏差不超過(guò)5%。張拉荷載采用雙控，以壓力表讀數(shù)為主，以伸長(zhǎng)值為輔進(jìn)行復(fù)核。張拉結(jié)束后用切割機(jī)將錨索多余外露鋼絞線(xiàn)切斷，應(yīng)在錨具頂面外留80～100 mm線(xiàn)頭，不宜留得太短以防鋼絞線(xiàn)滑入孔中而失效，然后用防銹涂料仔細(xì)涂刷外露鋼構(gòu)件(錨具鍥片、鋼絞線(xiàn)、鋼墊板等)，最后用C15混凝土將其封閉防止銹蝕。

4.5 錨固效果檢測(cè)

按照規(guī)范要求，為評(píng)價(jià)檢驗(yàn)預(yù)應(yīng)力錨索施工質(zhì)量要求隨機(jī)抽出3%待張拉錨索，分級(jí)張拉至1.3倍設(shè)計(jì)錨固力，記錄各級(jí)實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值與計(jì)算理論伸長(zhǎng)值的關(guān)系，對(duì)施工質(zhì)量及錨固效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4.6 施工中出現(xiàn)的滲水技術(shù)處理

根據(jù)鉆孔資料，該挖方段地下水位標(biāo)高約為76 m，路槽頂面標(biāo)高約為60 m，地下水位標(biāo)高比路槽標(biāo)高高約16 m，旱季開(kāi)挖至路槽頂后坡腳涌水量大，路槽泡水將直接影響路面質(zhì)量，需采取有效排水措施[3]。此外地下水位高導(dǎo)致邊坡坡腳易泡水軟化影響邊坡穩(wěn)定，需加強(qiáng)邊坡防護(hù)。具體處理方式如下所述。

K79+560～K80+080段路槽采用超挖換填方式處治，超挖深度為0.8 m，換填材料為片石+石渣(6∶4)。

1)為保證路基排水，該段路基兩側(cè)排水滲溝坡率從原設(shè)計(jì)縱坡1.95%調(diào)整為2.2%，左側(cè)起止點(diǎn)為K79+349～K80+080，右側(cè)為K79+415～K80+080，滲溝寬度為1.2 m，滲溝在K80+080(縱坡高處)深度為0.8 m，由高至低按2.2%縱坡開(kāi)挖滲溝深度，原設(shè)計(jì)Φ150 mm塑料硬式透水管由1根增加為2根。

2)K79+349～K80+080在路基中線(xiàn)增設(shè)一條片石滲溝，滲溝尺寸為1.2 m×0.8 m(寬×深)，盲溝縱坡與設(shè)計(jì)路線(xiàn)縱坡一致為1.95%。

3)從K79+560處往K80+080處每間隔50 m設(shè)置一道橫向滲溝，滲溝尺寸為0.6 m×0.6 m，橫坡與設(shè)計(jì)一致。

K79+560～K80+080段兩側(cè)邊坡坡腳增設(shè)C20坡腳擋墻，右側(cè)擋墻頂寬1.0 m、高度1 m、入土深度1.8 m，左側(cè)擋墻頂寬0.5 m、高度1 m、入土深度1.5 m。變更后增加換填片石石渣10 740.1 m3，路基中線(xiàn)增加片石滲溝701.8 m3，路基兩側(cè)增加碎石盲溝2 492.1 m3，增加C20擋墻2 274.2 m3。

5 結(jié)束語(yǔ)

滲水高邊坡路基的施工環(huán)境較為復(fù)雜，需得到成熟技術(shù)的支持從而確保防護(hù)工程整體質(zhì)量，為公路工程的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障?；诖?，工程中必須采取合適的路基邊坡防護(hù)措施，以便提升車(chē)輛運(yùn)行穩(wěn)定性，使公路在后續(xù)運(yùn)行中能夠有效抵御外界因素的影響，提升工程項(xiàng)目的效益。

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