現(xiàn)役高速公路路基災毀段組合防護研究
——以防沖墻錨桿護面墻為例

朱文靜，胡雪梨，仇思軍，劉曉暢

(四川省交通建設集團股份有限公司，四川 成都 610047)

0 前 言

近年我國的公路建設快速發(fā)展，已成為世界交通大國并向交通強國奮力邁進[1]，對于保障我國社會、經濟的平穩(wěn)快速發(fā)展起到了堅實的保障作用[2]。然而，通車里程的快速增長也帶來了巨大的公路養(yǎng)護問題[3]，尤其對于路基工程而言，其病害具有隱蔽性強、種類繁多、災害突發(fā)性強等特點，若處治不當，會嚴重影響道路運營安全。本文結合錨桿防護的優(yōu)勢[5]，避免常規(guī)災毀段護面墻修復施工的不足。以工程為對象、工藝為核心，結合具體現(xiàn)役高速公路災毀段護面墻施工工程，研發(fā)出了現(xiàn)役高速公路路基災毀段護岸墻錨桿護面墻組合防護施工技術。該技術在保證了施工的經濟性、安全性、提高后期護面墻的防沖刷能力的同時減少了后期的維護費用[5～9]。

1 創(chuàng)新點及適用范圍

1.1 創(chuàng)新點

①墻趾等被水流沖刷處采用仰斜式擋土墻支護體系，保證結構穩(wěn)定性；②臨河路基邊坡和橋墩樁基處采用錨桿護面墻支護體系，保證原擋墻與新建護面墻的整體性；③整體支護采用防沖刷錨桿護面墻組合支護體系，可提高施工效率，降低工程造價。

1.2 適用范圍

該技術適用于防沖刷護面墻施工，尤其適用于現(xiàn)役高速公路路基災毀段護岸墻錨桿護面墻組合防護施工的工程。

2 工程概況與技術原理

2.1 工程概況

“5.12 汶川8.0 級特大地震”在研究區(qū)域的地震烈度最高達Ⅺ度，震害及其次生災害極其嚴重，根據(jù)四川省國土資源廳、電子科技大學災后航空攝影解譯及多次勘察，沿線滑坡、泥石流、坍塌總量約3.2 億m3，該區(qū)域內有滑坡77 處，崩塌94 處，泥石流42 處。80%以上的道路段落毀壞或被掩埋，大部分橋梁垮塌，所有橋梁嚴重移位變形，難以及時恢復，給災區(qū)救援、災后重建和今后較長時期內的阿壩州旅游產業(yè)、社會經濟發(fā)展產生了巨大影響。

2020年8 月17 日19 時52 分左右開始，受持續(xù)強降雨影響，四川省阿壩州汶川縣境內都汶高速公路沿線的簇頭溝、安夾溝、登基溝相繼突發(fā)山洪泥石流災害，泥石流掩埋公路并堵塞橋梁、涵洞，泥水覆蓋路面，導致道路雙向中斷，全線封閉實施交通管制。為盡快打通救災生命通道，筆者所在公司第一時間進行了應急搶險安排部署，緊急抽調技術人員前往現(xiàn)場開展搶險工作，為道路的搶通保通提供技術支持。

根據(jù)預測，走廊內次生地質災害將持續(xù)相當長的時間，同時，岷江河道的淤塞抬升和變遷也是一個長期過程，嚴重威脅公路和沿線設施的安全。受持續(xù)強降雨影響，簇頭溝和本泥石流溝對岷江水流造成改變，加之岷江水量激增導致銀杏互通范圍主線左側臨河路基掏空，將服務區(qū)上游側場坪及房建基礎沖蝕破壞，嚴重危及服務區(qū)安全，同時路肩墻外側邊坡垮塌嚴重，影響路肩墻的襟邊寬度及路基整體穩(wěn)定性；樁板墻外側河床下切嚴重，影響樁基埋置有效深度和路基整體穩(wěn)定性。因此，應及時對臨河路基邊坡進行防護處治，保證道路及行車的安全。再者擬對K12+855～K13+017 段邊坡坡腳處設置5 m高防沖墻，并在墻頂設置臺階式錨桿護面墻至路肩墻墻趾處；擬對K13+017～ K13+029 段路基脫空段落坡腳處設置樁基承臺，樁基之間設置防沖墻，并在承臺頂設置臺階式錨桿護面墻至路基邊緣高處，并用漿砌片石填筑路基空洞；擬對K13+029～K13+130 段樁板墻外側坡腳處設置5 m高防沖墻保護抗滑樁的埋置深度，處治方案如圖1所示。

圖1 銀杏坪段下邊坡處治方案圖

2.2 技術原理

針對高速公路路基災毀段采用護岸墻錨桿護面墻的組合防護形式，針對墻趾等被水流沖刷處采用較大片漂石進行回填，隨后施工仰斜式擋土墻；同時為保護臨河路基邊坡和路肩墻的穩(wěn)定性，在護岸墻上設置錨桿護面墻，且在護面墻內加設鋼筋網片，同時護面墻內側間隔設置混凝土耳墻，保證原擋墻與新建護面墻的整體性，在擋墻外側用較大片漂石進行回填，保護擋墻的穩(wěn)定性。在錨桿護面墻上按設計要求布置泄水孔，擋墻及護面墻每隔一定距離設置一道伸縮縫，在既有樁板式擋墻外側用較大的大片漂石回填，保護樁板墻的穩(wěn)定性。

3 工藝流程與操作要點

3.1 工藝流程(見圖2)

圖2 現(xiàn)役高速公路路基災毀段防沖墻錨桿護面墻組合防護施工流程圖

3.2 操作要點

3.2.1 仰斜式擋土墻施工

1)測量放樣。根據(jù)現(xiàn)場實際情況計算出每段墻體開挖邊線及計算好每次開挖的相關寬度及高度，并在相關位置做好標記，隨后在施工現(xiàn)場進行放樣，若擋墻基坑計算數(shù)據(jù)有偏差應及時改正，測量時應隨時做好記錄及現(xiàn)場標記，如圖3所示。

2)基坑開挖。根據(jù)施工現(xiàn)場地下水及該工程所在地降雨情況并結合實際施工工程量、基坑平面尺寸選擇合適的降排水措施，將地下水降至施工允許范圍內后進行機械開挖，待機械挖到距設計高程200 mm處后，改為人工開挖至設計高程，隨后應立即對基坑相關參數(shù)進行檢查，符合要求后進行下一道工序施工。一般應挖呈四面錐形，即基底應比基礎的平面尺寸寬50～100 cm，便于后期模板支設及混凝土澆筑?；討吹刭|條件等情況，采取合理的放坡(1∶0.5～1∶1)系數(shù)。施工過程中遇地下水滲出時，應根據(jù)不同地質情況及開挖深度，采用噴錨網或鋼板樁等支護措施，待支護結構穩(wěn)定后進行后續(xù)開挖工作(見圖4)。

3)模板安裝。采用鋼模、鋼管支撐進行墻身及基礎模板體系支設，支撐間距應滿足規(guī)范允許要求。先檢查模板表面的平整度，模板在安裝前應刷脫模劑。兩側模板采用對拉螺桿進行加固，為保證混凝土澆筑高度，需在模板上按照擋土墻設計標高畫出標高定位線。

4)混凝土澆筑。擋土墻混凝土澆筑前應對模板的軸線位置、標高等相關參數(shù)進行檢查，并清理模板內雜物，隨后對模板進行安裝檢驗，驗收合格后方可進行混凝土澆筑。由于擋土墻過高，故應采用分段、分層的澆筑方式，分層厚度不大于300 mm。在上層澆筑完畢后預埋Φ25連接鋼筋，以增加結構整體性能；下次澆筑時，應提前鑿除已澆混凝土頂面松散混凝土及浮漿，再行施工。混凝土振搗采用插入式振搗棒，混凝土振搗時應逐層、分區(qū)振搗，仔細振搗每個角落，尤其是墻角等轉角位置應加強振搗?；炷翝仓駬v過程中應觀察模板變化及支撐情況，防止因混凝土澆筑或振搗荷載過大而引起模板變形或支撐承載力不足從而引發(fā)安全事故。

圖3 刷邊坡

圖4 基坑開挖

5)養(yǎng)護拆模。擋土墻混凝土澆筑完成后，應立即采用覆蓋及灑水養(yǎng)生，待混凝土達到拆模條件后方可拆模。拆模前應進行相關審批手續(xù)，不可隨意拆模，拆下的模板應進行各項檢查，并及時清理模板表面雜物，隨后應按順序堆放，便于下一次使用。

6)泄水孔設置及墻背回填。墻身按設計圖紙設置泄水孔，孔后設置顆粒透水性材料；隨后進行墻背回填，墻背回填料的各項參數(shù)及相關性能應經過嚴格檢測并滿足要求，回填應分層填實，不得一次性填至設計標高。

3.2.2 錨桿護面墻施工

1)錨桿孔測量放線。根據(jù)錨桿(見圖5)護面墻的施工圖紙，采用全站儀將錨桿孔位置準確定位在坡面上。

2)鉆孔設備。根據(jù)實際工程、施工現(xiàn)場機械情況、現(xiàn)場人工操作水平等其他相關因素來選擇鉆孔設備。

3)鉆進方式。鉆孔過程中嚴禁加水，必須干作業(yè)成孔，因在施工過程隨意加水可能會導致周圍巖體發(fā)生穩(wěn)定性問題。應嚴格控制鉆進速度，不得為趕工期而隨意加快鉆進速度。

圖5 錨桿

4)孔徑孔深。錨桿鉆孔的孔徑、孔深等應滿足設計圖紙的要求。按實際施工要求選擇合適的鉆頭直徑，根據(jù)實際需要及施工誤差來確定錨桿孔深，以此保證錨桿的錨固長度。

5)錨桿孔清理。在錨桿孔鉆孔施工完成后，應立即將錨桿孔內的碎屑及水清除，防止雜物影響錨桿承載力。

6)錨桿制作及安裝。采用φ28螺紋鋼筋制作錨桿，使用前清除表面銹跡及雜物，在錨桿長度范圍內每隔2 m設置一組鋼筋托架。錨筋尾端進行防腐處理，錨桿安裝前需再次認真核對錨孔編號，避免出現(xiàn)錨桿編號與錨桿孔編號不一致的情況，安裝過程中通過測量錨桿外露長度確定錨桿插入深度。根據(jù)規(guī)范操作安裝錨桿，待錨桿達到設計深度后將錨桿端頭與護面上的墻鋼筋焊接固定，以保證錨桿的承載力。

7)注漿。注漿應分兩次，一次常壓注漿作業(yè)從孔底開始，二次注漿在一次注漿漿液達到5.0 MPa強度后再進行，二次注漿施工順序應滿足規(guī)范要求。

3.2.3 護面墻混凝土澆筑

注漿完成后應盡快制作安裝護面墻體鋼筋，分段由下往上安裝模板，模板安裝好后應立即檢查，隨后澆筑坡面混凝土(見圖6)。受坡度影響，宜采用塌落度較小的混凝土。兩相鄰墻體接觸處留2 cm寬伸縮縫，用瀝青麻絮填塞，填縫深度應滿足設計要求并不少于10 cm。

圖6 澆筑護面墻

4 材料與設備

1)主要材料如表1所示。

表1 主要材料表

2)主要設備機具如表2所示。

表2 主要設備機具表

5 質量控制標準

①《公路工程質量檢驗評定標準》(JTGF 80/1—2004)；②《建筑機械使用安全技術規(guī)程》(JGJ 33—2012)；③《公路橋涵施工技術規(guī)范》(JTG/T 3650—2020)；④《公路工程質量評定標準》(JTG F80/1—2017)；⑤《工程測量規(guī)范》(GB 50026—2007)；⑥《公路工程施工安全技術規(guī)范》(JTG F90—2015)；⑦《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》(JGJ 130—2011)；⑧《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》(JGJ 46—2005)；⑨《起重機械安全規(guī)程》(GB 6067.1—2010)；⑩《汽車起重機和輪胎起重機》(JB/T 9738—2000)；《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》(GB 50164—2011)；《鋼筋機械連接通用技術規(guī)程》(GJG 107—2010)。

6 結 語

現(xiàn)役高速公路路基災毀段修復施工工程廣泛采用錨桿施工。本文將護面墻與錨桿兩者的優(yōu)勢相結合，對災毀路基進行組合防護修復施工，確保修復施工后邊坡的穩(wěn)定和安全。經后期檢測發(fā)現(xiàn)，護面墻與錨桿兩種施工技術的結合，既可以保證災毀段可以得到有效修復，又可以提高修復防沖墻的受力性能，同時根據(jù)后期檢測及數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn)，該施工方式有良好的治理效果并產生了較大的經濟效益，對現(xiàn)役高速公路災毀段護岸墻修復施工的發(fā)展有著重要的意義。該路段修復完成后，后期維修費用較低，同時，采用本文闡述的施工方式施工后，坡面直順美觀，在社會上得到了廣泛的應用，具有較好的社會效益，也為類似防護工程提供借鑒。

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