滑坡坍塌山體搶險加固施工要點與質(zhì)量控制

于光衛(wèi)，張 晶，李麗麗

（1.北京天恒建設集團有限公司，北京 102699；2.北京晟煜華晨工程咨詢有限公司，北京 102488）

0 引言

近些年來北京燕山地區(qū)發(fā)生山體滑坡現(xiàn)象多起，山體滑坡不僅堵塞道路交通，還嚴重危害行人安全。對坍塌邊坡較快完成加固防護，防止二次災害的發(fā)生，在恢復道路交通、保證行人安全方面有重要意義。

本文將結(jié)合燕山工業(yè)區(qū)石化新材料基地核心區(qū)東區(qū) B2-24-01 地塊東側(cè)邊坡坍塌加固搶險工程實際情況，通過對上部坍塌邊坡土方卸載，合理選擇腳手架搭設形式，采用錨桿、花管、鋼腰梁、鋼筋網(wǎng)組合形式的網(wǎng)噴混凝土加固方法，在該工程中進行了靈活應用，取得了較好的效果，可供其他類似工程借鑒。

1 工程概況

燕山工業(yè)區(qū)石化新材料基地核心區(qū)東區(qū) B2-24-01 地塊東側(cè)邊坡遇雨水沖刷造成坍塌，塌處上部為強風化巖，高度約 5～7 m，中下部為弱風化巖，高度約 14～16 m。既有邊坡坡度約 1∶0.25，坡度較陡，坍塌處已形成負坡，對下部道路及邊坡頂部高壓線塔構(gòu)成危險，發(fā)生坍塌部位與現(xiàn)場道路、坡頂高壓線塔相對位置關系如圖 1 所示（俯視）。

圖1 邊坡坍塌部位與現(xiàn)場道路、坡頂高壓線塔相對位置圖

本工程時處北京雨期，如何防止坍塌山體發(fā)生二次滑坡隱患，如何在搶險過程中搭設的腳手架既穩(wěn)定又適用，保障施工人員的安全又方便地進行錨孔鉆射、掛網(wǎng)、網(wǎng)噴混凝土等施工作業(yè)，是工程的重點技術問題。

2 邊坡土方卸載

2.1 土方卸載坡度的確定

由于本工程的邊坡坍塌高度 16 m，長度 35 m，而且坍塌處形成負坡，為巖質(zhì)崩坍型邊坡［1］，坡頂土方在受到雨水沖刷及重力作用下，易發(fā)生二次滑坡，對道路旁的鋼結(jié)構(gòu)庫房造成威脅，邊坡安全等級為一級。為保證坍塌邊坡不發(fā)生二次塌方并保證高壓線塔基礎不受坍塌邊坡的影響，在邊坡加固前需對坡頂部土方進行卸載，并對坍塌土石方進行破碎、修坡，修坡完成后坡度應不小于 1∶0.4，邊坡頂部卸載后無重大危險載荷，可保證邊坡整體穩(wěn)定性；邊坡卸載區(qū)域平面圖及剖面圖如圖 2 所示，坍塌修坡平面圖及立面圖如圖 3 所示。

圖2 邊坡卸載區(qū)域平面圖及剖面圖

圖3 坍塌修坡平面及立面圖

2.2 土方卸載施工方法

2.2.1 卸載順序

1）首先卸載邊坡頂部 6 m 高范圍內(nèi)強風化巖體，坍塌體頂部以上 10 m 高范圍坡度修整后坡度≤ 30°，可有效降低坡頂荷載。

2）卸載土石方順坡體自然下卸，填補坍塌后空洞部位，使用人工配合機械拍實，余土外棄。

3）卸載完成后，使用長臂挖掘機配合人工修整坡面，修整后邊坡坡度約1∶0.4，使坡面滿足后續(xù)加固要求。

2.2.2 坡頂卸載

機械行至坡頂后進行卸載作業(yè)，卸載后頂部斜度≤ 30°，卸載長度 15 m，機械站位如圖 4 所示。

圖4 坡頂土方卸載機械占位圖

2.2.3 坍塌區(qū)修坡

坍塌區(qū)修坡共分四個步驟：

1）卸載區(qū)挖土方先將坍塌后虧空面填滿；

2）填滿虧空后，卸載區(qū)多余土方甩到坡腳處將地勢墊高；

3）利用坡腳墊高的坡道，采用長臂挖掘機換裝液壓錘頭將坍塌區(qū)石方自上而下破碎后清運；

4）自上而下破碎清運時將坡面修整到 1∶0.4。

坍塌區(qū)坡面的修坡機械站位如圖 5 所示。

圖5 坍塌區(qū)坡面修坡機械占位圖

對坍塌邊坡的坡頂及坍塌區(qū)域按一定坡度進行土方卸載，并采取坡頂防滲水措施，如坡頂鋪設塑料布或提前噴射防水混凝土，可有效防止邊坡二次坍塌災害的發(fā)生；為確保邊坡加固施工過程中的安全，還必須按規(guī)范要求對邊坡進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時反饋并分析，采取相應的搶救措施，使邊坡不發(fā)生意外破壞和變形，此處不再贅述。

3 腳手架搭設

3.1 腳手架技術參數(shù)的選擇

邊坡頂部多余土方卸載后并對坍塌土方進行破碎、修坡完成后，需要搭設腳手架為花管及鋼筋錨桿打孔、注漿、掛網(wǎng)、噴射混凝土等提供施工作業(yè)面；其中腳手架步距及立桿間距等參數(shù)的選擇直接影響施工人員安全、輕型潛孔鉆機鉆孔作業(yè)及移位。

腳手架依據(jù)穩(wěn)定性、適用性確定步距及立桿間距參數(shù)。本工程用于鉆孔的輕型潛孔鉆機滑軌長 2.4 m、寬 0.5 m，為方便潛孔鉆在腳手架上的移位及穩(wěn)定性，考慮到施工人員站立高度，項目部綜合以上因素將腳手架步距及立桿間距參數(shù)均確定為 1.8 m，可滿足鉆機在腳手架平面內(nèi)轉(zhuǎn)動移位并不受立桿的影響，節(jié)省了鉆機移位時間，加快了施工進度。鉆機與腳手架相對位置關系示意圖如圖 6 所示。

圖6 鉆機與腳手架相對位置關系示意圖

3.2 錯臺內(nèi)收腳手架搭設施工方法

本工程的山體斜面坡度在 70°左右，腳手架搭設不同于一般建筑物落地腳手架，需結(jié)合山體坡度搭設錯臺內(nèi)收斜向爬坡腳手架，并與巖體做好拉結(jié)，以滿足錨孔鉆射、掛網(wǎng)、網(wǎng)噴混凝土等施工工序順利進行，并保證架體整體穩(wěn)定性。

3.2.1 爬坡腳手架底座搭設

1）為保證潛孔鉆在腳手架上的穩(wěn)定作業(yè)，預防因潛孔鉆作業(yè)時的后坐力對腳手架的穩(wěn)定造成影響，需先搭設三排腳手架作為爬坡受力支撐體系底座，后續(xù)搭設的腳手架與前段接續(xù)形成依附山體的整體連續(xù)搭設，腳手架全部搭設完成后為全長整體腳手架。

2）三排腳手架底座作為爬坡斜架的底腳，架體寬度 3.6 m、高度 5.4 m，沿山坡底腳南北走向通長搭設。腳手架立桿縱橫間距 1.8 m、步距 1.8 m，同時為保證潛孔鉆作業(yè)時的穩(wěn)定，架體除去坡面以外的另外三面每排增加斜撐鋼管，間距 3.6 m 一道，以加強腳手架的橫向支撐力。

3.2.2 腳手架錯臺內(nèi)收

1）為保證腳手架整體穩(wěn)定性，滿足后續(xù)錨孔鉆射、鋼筋網(wǎng)編制及網(wǎng)噴混凝土等的施工，此腳手架整體隨山體坡度斜向爬坡錯臺內(nèi)收搭設。

2）腳手架搭設前對邊坡下的排水溝進行素土回填并人工夯實，然后鋪設腳手板，腳手架立柱立于腳手板上。

3）腳手架搭設過程中隨搭設高度將坡面清理剔鑿出小塊平面供爬坡立桿支撐。

4）立桿定位定距。根據(jù)構(gòu)造要求，用尺量出內(nèi)、外立桿距坡面距離，并做好標記。用鋼卷尺拉直，分出立桿位置，并用白灰點出立桿標記。墊板準確放在定位線上，墊板必須鋪放平穩(wěn)，不得懸空。

5）爬坡斜架由底部三排滿堂腳手架上開始向上搭設，立桿縱橫向間距 1.8 m，步距 1.8 m，斜架立桿與下部底座架立桿對接接頭，接頭交錯布置，兩個相鄰立柱接頭避免出現(xiàn)在同步同跨內(nèi)，并且在高度方向至少錯開 50 cm［2］；各接頭中心距主節(jié)點的距離不大于步距的 1/3。

6）爬坡立桿落于巖體上時，應將巖面碎石清理后剔鑿平整；同時為保證腳手架體的整體穩(wěn)定性及強度，以承受腳手架上的鉆機動荷載，貼近坡面一側(cè)的水平腳手管（大橫桿）采用雙管。

7）斜架搭設沿高度每三步架向山坡一側(cè)收進一排架，向內(nèi)收同時向上搭設時保證立桿與下部立桿同心對接。

8）腳手架外立面設剪刀撐。由于腳手架錯臺搭設，剪刀撐不能上下連續(xù)設置，因此相鄰兩排剪刀撐搭設時以錯臺處為界進行搭設。為保證剪刀撐的順直，同時充分考慮剪刀撐的安全作用，剪刀撐采用對接扣件連接，本工程除在外立面設置剪刀撐外，在每根花管或錨桿的正下方設置橫向剪刀撐。剪刀撐剖面圖如圖 7 所示。

圖7 剪刀撐剖面圖（單位：mm）

3.2.3 腳手架拉結(jié)錨固

1）為保證腳手架的整體穩(wěn)定性，在施工過程中，將邊坡錨固鋼筋網(wǎng)、錨桿及花管與腳手架進行整體拉結(jié)，并與邊坡頂部的拉網(wǎng)錨桿與腳手架頂部進行連接。

2）坡頂＜30°坡面的錨桿體，間距10 m 預留一個外露焊接點，由坡頂自上而下的φ14 壓網(wǎng)筋與腳手架牢固連接，以保證腳手架的穩(wěn)定性。

3）腳手架與錨桿、鋼筋網(wǎng)等的拉結(jié)錨固如圖 8所示。

圖8 腳手架與錨桿及鋼筋網(wǎng)拉結(jié)錨固圖（單位：mm）

本工程滑坡山體的坍塌部位至邊坡頂部，是腳手架上潛孔鉆施工作業(yè)時受影響較大范圍，錨桿及花管作業(yè)自上而下，完成一排后（含編網(wǎng)作業(yè)）應及時拆除相應高度的腳手架，為保證噴漿作業(yè)需要，腳手架拆除高度≤ 4 m，這樣，可以最大程度降低中、高空作業(yè)滯留；同時腳手架搭設水平間距 1.8 m，豎向間距 1.8 m，可有效保證潛孔鉆的移位及工人噴射作業(yè)，并在貼近坡面一側(cè)水平、豎向采用雙管。爬坡式的設計方案既可降低腳手架密度，又能保證腳手架強度。

4 網(wǎng)噴混凝土施工質(zhì)量控制

正確進行地質(zhì)判斷，確定錨固地層類別，可有效指導坍塌邊坡加固防護。本工程山體滑坡露出的地質(zhì)斷層顯示，本區(qū)域巖層為強風化巖石及弱風化巖石地層，中部坍塌處巖石較為破碎，成孔較為困難，所以中部坍塌部位加固采用打入式花管注漿+網(wǎng)噴混凝土，花管與鋼腰梁焊接成加固體系；邊坡上部及南北兩側(cè)暫未坍塌部位原始地質(zhì)采用輕型潛孔鉆機成孔，采用錨桿+網(wǎng)噴混凝土的方法進行加固。其中，坍塌區(qū)域的花管長度選擇、布置間距，未坍塌區(qū)域的錨孔深度、錨桿安裝、灌漿質(zhì)量，鋼腰梁布置及鋼筋網(wǎng)編制質(zhì)量及噴射混凝土配合比和拌制等均為本工程的質(zhì)量控制重點，對邊坡的加固質(zhì)量起到關鍵性作用。

4.1 花管長度、布置及注漿

1）保證坍塌區(qū)域板結(jié)成整體，與未坍塌區(qū)域錨固形成穩(wěn)固體系。因坍塌區(qū)域巖石較為破碎松散，成孔困難，為保證滑坡山體的坍塌區(qū)域抗壓坡面與未坍塌區(qū)域錨固結(jié)構(gòu)能夠穩(wěn)固連成整體，坍塌區(qū)域采用花管壓力灌漿。

2）花管制作與布置。花管采用直徑 48.3 mm×3.6 mm 鋼管制作，長度 3 m，成孔長度 2 m，在花管下部 1～3 m 壁上沿管徑向呈 45°割直徑 6 mm 注漿孔，注漿孔沿花管四周呈螺旋狀布置；花管使用前應除銹、除油，花管采用機械打擊插入巖體中，外露尺寸為 200 mm，用于焊接于鋼筋網(wǎng)上，花管每排的水平間距和垂直間距布置均為 1.5 m?；ü苤谱鞔髽訄D如圖 9 所示。

圖9 花管制作大樣圖

3）花管注漿采用純水泥漿，水泥使用 42.5 普硅水泥，漿液水灰比 0.45∶1，水泥漿應拌合均勻，隨拌隨用，一次拌合的水泥漿應在初凝前用完［3］。注漿時，孔口部位應設置止?jié){廢水泥袋，采用二次注漿法，注漿至孔口溢漿為止，初凝前應補漿 1～2 次至漿液飽滿，以注漿孔周圍土體滲出漿液為準。

4.2 錨孔深度、錨桿安裝及注漿

1）在邊坡清理完成后，按設計位置進行布孔成孔，成孔采用輕型潛孔鉆機按 15°角成孔，孔徑100 mm，孔道深度為 6 m、8 m，其中錨孔深度 8 m 的孔道布置在坍塌區(qū)域上部及下部，增加錨桿錨固力，同坍塌區(qū)域的花管共同焊接連接鋼腰梁，從而連成整體，可有效保證邊坡加固質(zhì)量。

2）錨桿制作及安設。錨桿采用Ⅱ級Φ22 的鋼筋，為保證鋼筋處于孔中心部位，采取桿體居中構(gòu)造措施：在桿體上設置定位支座，并沿錨桿長方向 2 m 設置一道；錨桿下錨時應順直到孔底，外露 300 mm，彎折后綁定于鋼筋網(wǎng)上，錨桿每排的水平間距 4 m、垂直間距 6 m。錨桿截面大樣圖如圖 10 所示。

圖10 錨桿截面大樣圖

3）注漿。成孔后應及時將錨桿置入孔中，采用孔底注漿、壓力注漿法，按配比將水泥漿注入孔內(nèi)，注漿以孔口溢出漿液為止，壓力 1.2 MPa，嚴禁抽拔注漿管；第一次注漿靜置 5 min 以上第二次補漿至孔溢，最后從孔口注滿，以防漿體收縮。

4.3 鋼腰梁布置與鋼筋網(wǎng)編制

1）本工程的鋼腰梁設置非常關鍵：將碎石松散區(qū)域花管及未坍塌區(qū)域的錨桿連接形成整體。鋼腰梁采用 14 a 槽鋼，兩端連接錨桿，中間與花管進行焊接，由于坡面起伏較大，鋼梁可裁短后逐段焊接，形成完整的坡面防護體系。

2）鋼筋網(wǎng)采用光圓鋼筋直徑 6 mm@200 進行編制，鋪設時每邊搭接長度≥300 mm，上下兩層之間的搭接長度≥300 mm。

3）為保證鋼筋網(wǎng)緊貼坡面，待鋼筋網(wǎng)鋪設完畢后，采用直徑 14 mm 螺紋鋼筋制作壓網(wǎng)筋，對鋼筋網(wǎng)進行壓制，壓網(wǎng)筋水平間距 4 m、垂直間距 6 m 設置；同時為保證邊坡整體穩(wěn)定性，在斷層邊坡立面做螺紋鋼筋直徑 14 mm@1 000 鋼筋網(wǎng)加密處理，錨桿端部彎鉤鉤緊鋼筋網(wǎng)。

4.4 噴射混凝土配合比、拌制及噴射

1）噴射混凝土采用現(xiàn)場攪拌方式，采用 42.5 普硅水泥、堅硬耐久中砂、碎石，碎石粒徑不宜大于 15 mm；水泥與砂石總重量之比為 1∶2∶2；水灰比為 0.45。

2）本工程的噴射混凝土拌合料采用人工進行拌制，攪拌次數(shù)不少于 3 次，然后送入噴射機采用氣泵進行噴送。

3）噴射混凝土氣壓應根據(jù)噴漿的距離進行調(diào)整，噴射時，噴射手應控制好水灰比，保持混凝土表面平整、呈濕潤光澤，噴頭與受噴面應保持垂直，距離宜在0.6～1.0 m 之間，噴射混凝土厚度≥100 mm。

4）噴射作業(yè)應分段分片依次進行，同一分段內(nèi)噴射順序應自下而上。面層噴射混凝土 C25 總厚度為 100 mm；噴射作業(yè)開始時，應先送風，后開機，再給料；結(jié)束時，應待料噴完后，再關風；向噴射機供料應連續(xù)均勻；機器正常運轉(zhuǎn)時，料斗內(nèi)應保持足夠的存料；噴射作業(yè)完畢或因故中斷噴射時，必須將噴射機和輸料管內(nèi)的積料清除干凈。

本工程負坡培土區(qū)域土質(zhì)松散，且局部斷層區(qū)域由于內(nèi)部縫隙較大易坍塌，潛孔鉆機壓縮空氣在裂隙處擴散后較難成孔，采取加大花管注漿密度的方式固化土質(zhì)，可有效保證邊坡穩(wěn)定性；為保證鋼腰梁焊接后緊壓坡面，起到抗、壓坡面效果，需在坡面凹凸處斷開，以保證加固效果，結(jié)合坡面實際情況，每段鋼腰梁應與花管、錨桿同時牢固焊接。

5 結(jié)語

通過對坍塌邊坡坡頂及中部坍塌區(qū)域的土方卸載、修坡，有效抑制了滑坡山體二次坍塌的問題，并通過采用針對潛孔鉆尺寸及作業(yè)半徑而編制并付諸實施的腳手架方案，加快了坍塌邊坡加固搶險的進度，同時對網(wǎng)噴混凝土施工工序的質(zhì)量控制，確保了工程保質(zhì)保量按期完成。總結(jié)起來，順利完成滑坡坍塌山體搶險加固工程，主要有以下三個方面的經(jīng)驗：坡頂及坍塌區(qū)域土方卸載、針對性編制腳手架搭拆方案以保證其穩(wěn)定性及適用性、塌方松散體的固化板結(jié)及鋼腰梁的有效布置。Q