高邊坡防護工程的勘察設計與施工

孔 濤

（1.山東省地質礦產(chǎn)勘察開發(fā)局八〇一水文地質工程地質大隊，山東 濟南 250014；2.山東省地礦工程勘察院，山東 濟南 250014）

邊坡的勘察設計與施工是一個系統(tǒng)性、規(guī)范性的工程，必須按照勘察設計等各類規(guī)范的要求科學合理地開展。

1 高邊坡變形勘察要點

（1）對高邊坡的地面情況進行調查。主要是對一下7個方面進行調查：①進行公路工程高邊坡的分段坡高、走向以及具體位置進行勘察；②進行周邊河河流走向、溝岸穩(wěn)定性的勘察；③進行區(qū)域植物生長狀況以及植被類型等基本特征的初步勘察；④對現(xiàn)場地質分布、產(chǎn)狀以及裂隙充填物等相對高邊坡開挖面的關系予以明確勘察；⑤進行高邊坡地下出水位置、高程、水流量的勘察；⑥對高邊坡及其周邊的裂縫縫補情況、變形種類、變形時間、變形過程等進行勘察；⑦對高邊坡施工區(qū)域的主要巖土性質等進行詳細調查，以此確定不同地層的分布特性。

（2）對高邊坡的內(nèi)部地質條件進行勘察。在現(xiàn)場勘察過程中，當需要掌握如軟弱夾層軟弱地層分布情況、地下水量、地下水分布情況等較詳細的地質條件時，除了采用常規(guī)的地面勘察方法以外，還必須采用其他的合理的勘察技術配合使用。通過綜合運用幾種不同的勘察技術，可以將高邊坡的地下地質條件勘察地更加詳細、全面。

（3）對高邊坡的穩(wěn)定性進行評價。主要有定量和定性兩種穩(wěn)定性評價方法。定量評價是采用規(guī)范規(guī)定的高邊坡計算方法，如高邊坡極限平衡法、畢肖普（Bishop）法等常用方法。定性評價法主要是采用類比法，采用類比法時應充分結合當?shù)丶扔械墓こ探?jīng)驗。當定性評價結果與定量評價結果差異較大時，應核對代入的主要計算參數(shù)合理與否，如果不合理，需對代入的參數(shù)做必要的調整。

2 公路高邊坡的設計要點分析

（1）邊坡的支護設計。公路高邊坡的支護設計主要考慮三個方面：一是坡體上的松動帶必須考慮進去，常用的處理措施包括掛網(wǎng)噴漿、錨固、清除等；二是高邊坡在深挖的過程中可能會出現(xiàn)新松動域。一般是通過有限元對初始地應力場進行分析，以此對可能的應力松弛帶的規(guī)模、變形量進行判斷和預測，并作為高邊坡新松動處的加固設計依據(jù)。設計時需充分考慮到邊坡加固施工對坡體初始滲流場的各類影響。

（2）土質邊坡的抗滑設計。在公路高邊坡的設計中，需要注意增加土坡的穩(wěn)定性，一般可以采取以下措施：第一，通過增加外來施加力以抵消或者平衡下滑力。第二，要提高土體自身的強度，這樣及時沒有外力的輔助，斜坡也可以維持穩(wěn)定性穩(wěn)定。此外，在進行在土質邊坡的抗滑設計的過程中，需要綜合考慮這兩種措施，以此確定技術可靠、經(jīng)濟可行的最優(yōu)方案。

（3）高邊坡的坡度設計。路塹邊坡形式及坡率的設計需要綜合考慮各項因素，例如：公路工程項目所處的地質條件、邊坡的高度等。此外，還要對高邊坡進行力學分析和詳細的勘察，進而科學的分析邊坡的穩(wěn)定性。再者，高邊坡的設計時，還應該充分考慮高邊坡的使用年限，進而制定切實可行的設計方案，例如：如果邊坡較陡，坡率較高，那么就可以通過支擋加固的措施以降低邊坡的高度。

（4）高邊坡的排水設計。排水設計也是公路高邊坡設計的重要內(nèi)容，在進行排水設計的時候，需要對各種排水方案進行比較，選擇最優(yōu)方案，確保地下水引排系統(tǒng)的順暢。通常采取的措施有以下幾種：①在坡腳附近增設排水孔，通常情況下，排水孔長25m，間隔為5m左右。②在坡頂位置設置截水溝，可以聚集地表水；同時在各級邊坡平臺的坡腳設置外傾式排水溝和埂式排水溝。截水溝有多種形式，例如：鋼筋混凝土矩形截水溝、漿砌片石截水溝等，需要考慮施工環(huán)境進而設計合適的截水溝形式。

3 高邊坡預應力錨索加固要點

（1）正確進行地質判斷。必須仔細觀察施工坡面有無斷層通過、坡面滑動跡象、坡面巖石變化、劃分坡殘積土、土狀強風化、塊狀強風化、中微風化巖，進行巖石定名，確定錨固段巖土體所處地層類別。

對坡面巖層、裂隙產(chǎn)狀進行測定，判定產(chǎn)生邊坡松弛的結構面產(chǎn)狀、可能發(fā)生的坡體滑動面方向，了解邊坡孔隙裂隙中的水賦存情況，指導錨桿鉆進施工。

（2）妥善處理錨筋防腐、制作。防腐處理主要包括三個方面內(nèi)容：①對錨桿表面的銹蝕與殘留油污進行處理；②對錨桿自由段、錨桿專用接頭的防腐防銹的處理；③對錨桿塑料套管的連接、自由段與錨固段等處的密塞處理。隔離支架的材料和保護厚度、錨桿長度和錨桿型號是否符合要求，注漿管是否綁扎牢固。壓力分散型錨索豐要檢查承載體、導向帽的防腐防銹處理，鋼絞線外這是否破損，均應用防水布纏繞密封[1]。注漿管應滿足注漿壓力要求，管頭應在導向架內(nèi)設置：在下孔前應仔細清除剛絞線外管的油泥等雜質。

（3）錨索(桿)安裝與錨孔注漿注意事項。下錨時應避免出現(xiàn)扭轉、串動、散束、抖動等情況，應盡量一次性順直到孔底。若不能順利到孔底，應拔出來重新編束，再清洗干凈并吹錨孔后，再安錨到孔底。錨孔注漿時應檢查灌漿料的水灰比，且每次注漿應制試塊三組，進行標準養(yǎng)護；采取一次性孔底注漿法時，不得抽拔注漿管。第二、三次也同樣應保證孔底返漿，最后水泥漿從孔口注滿，以防漿體收縮。

（4）錨索(桿)試驗。基本試驗必須確保每段高邊坡大于等于3孔，施工前應先分析高邊坡的巖土情況，再據(jù)此選擇較有代表性的孔位。錨桿及配套材料安裝于孔內(nèi)，錨桿自由段不需注漿，同時依據(jù)高邊坡巖土類型制作相應型式、尺寸、重量的錨墩。實驗前，張拉儀器必須重新標定，錨桿試驗應按規(guī)范進行分級張拉。有異常情況發(fā)生時，及時停止張拉作業(yè)，以防止錨桿出現(xiàn)拉斷拉動移位等情況，等找出原因糾正后，重新分級張拉。試驗孔的最終拉力值FN應依照1.5倍原設計值進行單元差異補償，再進行分級張拉，發(fā)現(xiàn)異常及時停止張拉，防止拉斷拉動移位。

（5）張拉鎖定及補漿、封錨。張拉、鎖定作業(yè)必須采用專用儀器設備，作業(yè)前應進行重新標定。所用錨具為專用錨具，并要有檢測報告，所定拉力最終值為設計值的1.1倍。壓力分散型的錨桿錨索在預張拉后，應分單元差異補償荷載，按規(guī)范步驟進行張拉，至鎖定拉力值后，必須達到10分鐘至15分鐘的持荷時間，方可進行自動鎖定[2]。

（6）做好施工中的動態(tài)監(jiān)測。施工前，需要進行高邊坡及周邊重要建筑的監(jiān)測布點，對高邊坡表面進行水平、豎向位移的監(jiān)測，對其內(nèi)部水位通過測斜管等手段進行實時監(jiān)測，如周邊有重要的建筑物時，也必須在建筑物上及其周邊布點，進行監(jiān)測測量，并定期檢查周邊土體的裂縫開展情況。施工過程中，當有出現(xiàn)累計變形量超過警戒值或者變形速率突然加快的趨勢時，應立即報警和停工。

4 結語

高邊坡防護與加固工程是一項復雜的地質災害治理工程，需要在施工前把好地質勘察、設計等環(huán)節(jié)，施工過程中也需要依據(jù)不同地質類型進行方案比選，同時加強監(jiān)測測量與施工預警。只有從勘察、設計到施工的系統(tǒng)性的完善，才能使高邊坡的防護與加固工作科學、規(guī)范，經(jīng)濟可行。