巫溪至開州高速公路不良地質(zhì)條件路基邊坡病害處治技術(shù)

王樹輝

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴陽 550008）

1 工程概況

巫溪至開州高速公路WYKTJC2項(xiàng)目起訖樁號K99+780～K118+369.408，全長約18.602 km。本標(biāo)段的特殊性主要在于道路橫跨斷裂帶，地質(zhì)條件差，加之降雨及其他因素的共同作用，易加劇路基邊坡的失穩(wěn)現(xiàn)象，誘發(fā)滑塌病害，嚴(yán)重威脅到車輛的安全通行。針對此狀況，需采取有效的路基邊坡病害處治措施。

2 路基邊坡滑塌的特征和成因分析

2.1 路基邊坡滑塌的特征

1）滑體：以破碎的巖泥和巖土居多，含水量較高，土質(zhì)穩(wěn)定性不足。

2）滑動面：現(xiàn)場存在近似圓弧狀的滑動面，含水量較高，土質(zhì)有較強(qiáng)的可塑性[1]。

3）滑床：產(chǎn)生與滑移方向基本一致的順層滑坡。

4）其他方面：在斷裂構(gòu)造運(yùn)動下，可見現(xiàn)場有較多的裂縫。裂縫分布區(qū)域的巖土呈風(fēng)干狀態(tài)，同時可見縫內(nèi)存在雜草。

2.2 路基邊坡滑塌的成因分析

測區(qū)出露基巖地層單一，僅有侏羅系中統(tǒng)，在區(qū)內(nèi)河流兩岸及丘間溝谷有第四系零星分布。侏羅系中統(tǒng)的巖性多為：砂巖、粉砂巖、泥巖等沉積巖類；第四系則由塊碎石土、淤泥、黏土、砂土以及砂卵石層組成。

本項(xiàng)目不良地質(zhì)路段主要為滑坡、崩坡積體、軟弱地基及順層路基等。根據(jù)項(xiàng)目沿線不良地質(zhì)的現(xiàn)狀、線路設(shè)計情況及與不良地質(zhì)位置關(guān)系、不良地質(zhì)可能對線路產(chǎn)生的影響等各方面因素，采取適當(dāng)?shù)奶幹未胧海?）對于滑坡地段采取設(shè)置防護(hù)支擋、換填、加強(qiáng)截排水設(shè)計等措施。（2）對于崩坡積體采用清方、設(shè)置支擋防護(hù)、換填、加強(qiáng)截排水設(shè)計等措施。（3）對于軟弱地基，需先進(jìn)行試驗(yàn)段施工、按設(shè)計施作并取得相應(yīng)的施工參數(shù)以指導(dǎo)大面積施工；對于順層路基，設(shè)置擋土墻、錨桿（索）框架梁、抗滑樁等防護(hù)。順層路塹施工時自上而下逐層開挖、逐層施工支擋結(jié)構(gòu)防護(hù)工程加固邊坡，并設(shè)置變形位移監(jiān)測網(wǎng)，進(jìn)行坡表位移、深部位移監(jiān)測，當(dāng)?shù)叵滤顒用黠@時，進(jìn)行滲壓監(jiān)測。（4）對于危巖路段，一般采取清除松動危巖體、凹腔嵌補(bǔ)、主動網(wǎng)、被動網(wǎng)、墊墩錨桿等措施進(jìn)行處治。

2.3 路基邊坡滑坡治理方案的提出

滑坡治理方案的設(shè)計思路：遵循因地制宜的原則，根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件選擇適宜的治理方法；嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范開展設(shè)計工作，保證各項(xiàng)工作均有效落實(shí)到位；治理方案應(yīng)有多重效果，即在保證邊坡病害處治效果的同時，減小對周邊環(huán)境的干擾，做到文明施工。

按照以上思路，選擇“以板樁墻為主、框架錨索為輔”的綜合方案，考慮到現(xiàn)場水侵蝕的問題，還應(yīng)采取排水措施。在加強(qiáng)排水后，可減小坡體的下滑力，防止坡體失穩(wěn)。

3 滑坡病害處治技術(shù)的應(yīng)用

3.1 樁板墻防護(hù)施工

在路基坡腳部位增設(shè)抗滑樁板墻，樁徑2 m×3 m，平均長度24 m，抗滑樁數(shù)量為35個。樁間設(shè)長度為3 m的外掛擋土板，以達(dá)到擋土的效果。樁板墻防護(hù)現(xiàn)場的場地存在軟土層，施工前將該部分清理干凈，再安排夯實(shí)，以便建成穩(wěn)定、平整的工作平臺。樁基礎(chǔ)建設(shè)在斜坡路段時，若直接開挖施工平臺，可能由于開挖的擾動而導(dǎo)致原土體的穩(wěn)定性受到影響，乃至發(fā)生坍塌，為規(guī)避此現(xiàn)象，用腳手架搭設(shè)施工平臺。斜坡存在不穩(wěn)定土石，需進(jìn)行有效的清理。

選擇人工開挖方法，按自上而下的順序依次開挖，優(yōu)先開挖中間部分，再向周邊擴(kuò)展。單節(jié)開挖量控制在0.5～1.0 m，每完成一節(jié)開挖后，隨即施作混凝土護(hù)壁，有效防護(hù)開挖面。開挖遇風(fēng)化巖層時，采取濕式作業(yè)法，用風(fēng)鎬鑿巖挖掘?，F(xiàn)澆外齒式鋼筋護(hù)壁，材料為C25細(xì)石混凝土，厚度控制在150 mm，護(hù)壁環(huán)向和豎向配筋可增強(qiáng)護(hù)壁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。根據(jù)開挖進(jìn)尺控制每節(jié)護(hù)壁的高度，兩者協(xié)同，實(shí)現(xiàn)隨挖隨防護(hù)。護(hù)壁模板采用鋼模板，既能夠保證混凝土成型后的表觀質(zhì)量，又可實(shí)現(xiàn)模板的循環(huán)利用。模板支設(shè)時，用“U”形卡做穩(wěn)定的連接處理，護(hù)壁孔圈中心線與樁軸線保持重合。相較于現(xiàn)場地面標(biāo)高，第一節(jié)護(hù)壁高出200 mm以上，阻隔雨水進(jìn)入。

在施工鋼筋骨架的保護(hù)層時，按2 m的間距依次布設(shè)定位鋼筋，以保證該保護(hù)層的有效施作。每道定位鋼筋沿圓周焊接4個，并配套超聲波檢測鋼管。分段吊裝鋼筋籠，吊裝時加強(qiáng)防護(hù)，不可碰觸孔壁，待一節(jié)鋼筋籠下放到位后，吊裝后一節(jié)并與之精準(zhǔn)對接，節(jié)間采取搭接焊接的連接方法，依次將各節(jié)段設(shè)置到位。

3.2 預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝

錨索框架用C30混凝土澆筑成型，縱、橫梁截面尺寸均為40 cm×40 cm，框架梁入土深度30 cm。邊坡巖性為微風(fēng)化時，開挖過程中可能導(dǎo)致局部坡面缺乏平整性，遇此類情況時，隨即用漿砌片石補(bǔ)平。橫梁每12～18 m設(shè)一道寬2 cm的伸縮縫，縫內(nèi)填塞瀝青麻筋。每級邊坡均設(shè)置檢查踏步和急流槽，便于日常檢查和維修工作的開展?？蚣芰簝?nèi)綠化植草，在穩(wěn)固土體的同時提升生態(tài)環(huán)境效益。植草以適宜當(dāng)?shù)丨h(huán)境的草種為宜，植草后注重防護(hù)，確保成活率不低于90%。

4 施工技術(shù)

4.1 普通拉力型錨索的制作

1）錨索采用φ15.20 mm，抗拉強(qiáng)度fpk=1 860 MPa的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，材料具有高強(qiáng)度、低松弛的特性，并為之配套符合規(guī)定的錨具。

2）錨索編束時梳理好鋼絞線，做到排列均勻、平直，對于存在油污、銹跡或其他雜物的鋼絞線，均要清理干凈，否則不允許穿束。錨索自由段由于外露容易出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，因此，要加強(qiáng)防銹處理。

3）錨索擴(kuò)張環(huán)采用工程塑料環(huán)，根據(jù)鋼絞線的根數(shù)進(jìn)行配套。箍環(huán)以鐵扎絲為原材料加工成型，擴(kuò)張環(huán)與緊箍環(huán)的布設(shè)間距根據(jù)布設(shè)位置而定，錨固段為0.5 m，自由段為1.5 m。

4）鋼絞絲預(yù)留1.5 m的長度，以便張拉鎖定。張拉后，先檢查是否達(dá)到張拉要求，若無誤，切除多余的鋼絞線，再安排封錨。

5）錨索下料的尺寸必須準(zhǔn)確，且錨索不可由于下料而受損，根據(jù)此要求，采用砂輪切割。平順推送錨索進(jìn)孔，全程不發(fā)生扭轉(zhuǎn)，若中途卡頓，先適當(dāng)向外拔出再繼續(xù)推送，直至達(dá)到設(shè)計深度要求為止。針對錨索難以推送到位的情況，先用高壓風(fēng)清理存在于錨索孔內(nèi)的雜物，若此舉仍無法取得良好的處理效果，再次鉆孔并推送錨索入孔。

4.2 搭設(shè)工作平臺

1）用φ48 mm鋼管搭設(shè)施工平臺，立桿長度視現(xiàn)場條件而定，橫距取3 m。于立桿內(nèi)側(cè)設(shè)縱向水平桿，桿件的節(jié)點(diǎn)部位用碗扣接頭連接。施工平臺主體結(jié)構(gòu)成型后，為提升日常使用的安全性，在四周搭建護(hù)欄、掛設(shè)安全網(wǎng)，在鉆機(jī)所處部位的1.5 m區(qū)域內(nèi)滿鋪木板，建成一條穩(wěn)定的安全通道。

2）施工平臺搭建成型后，校正步距、縱距、橫距、立桿的垂直度，及時發(fā)現(xiàn)偏差并處理。橫桿與立桿連接后做詳細(xì)的檢查，判斷是否準(zhǔn)確、穩(wěn)定，確認(rèn)無誤后根據(jù)施工計劃安排下一道工序的施工。

3）工作平臺的拆除存在安全隱患，因此，在現(xiàn)場設(shè)置警戒，掛設(shè)警戒標(biāo)示，由專員加強(qiáng)現(xiàn)場管理，禁止任何無關(guān)人員進(jìn)入現(xiàn)場。按照先橫桿、再立桿的順序依次拆除，禁止上、下同步作業(yè)。在拆除長立桿和斜桿時，必須由2名作業(yè)人員配合。因工作量較大，難以在1 d內(nèi)完成所有構(gòu)件的拆除時，當(dāng)日工作結(jié)束后增設(shè)臨時固定支撐，以防安全事故的發(fā)生。拆除后的構(gòu)件不可隨意丟棄，需分類堆放至指定位置。工作平臺示意圖如圖1所示。

圖1 工作平臺示意圖（單位：m）

4.3 鉆孔

1）測量放線：根據(jù)設(shè)計要求測放孔位，偏差控制在±2 cm。

2）鉆機(jī)就位：鉆孔采用潛孔鉆無水干鉆成孔工藝，配套直徑不小于設(shè)計孔徑的鉆頭，搭建平穩(wěn)的鉆機(jī)安放支架，安排鉆機(jī)在該處就位。鉆進(jìn)時用地質(zhì)羅盤儀定向。按照測量放線結(jié)果精準(zhǔn)鉆孔，孔深略大于設(shè)計深度0.5 m或更多，以保證鉆進(jìn)后錨孔深度的有效性。

3）特殊情況的應(yīng)對措施：根據(jù)錨固地層的特性和鉆機(jī)性能靈活調(diào)整鉆孔速度，以免出現(xiàn)鉆孔扭曲或其他異常狀況；若鉆進(jìn)深度范圍內(nèi)的地層松散、破碎，鉆孔成型難度加大，為順利成孔，采取套管跟進(jìn)鉆孔技術(shù)；由于地質(zhì)條件特殊或鉆進(jìn)方法不合理等原因而導(dǎo)致縮孔、塌孔時，暫停鉆進(jìn)，向孔洞內(nèi)灌漿固壁，恢復(fù)鉆進(jìn)時需掃孔鉆進(jìn)，確保鉆進(jìn)成型的孔洞具有完整性和穩(wěn)定性。

4）錨孔清理：鉆孔期間產(chǎn)生的巖粉易堆積在孔內(nèi)，需在鉆孔后用0.2～0.4 MPa高壓空氣清孔，減少孔內(nèi)的巖粉含量和積水量，給水泥砂漿的灌注作業(yè)創(chuàng)設(shè)良好的條件，使灌注的漿液與孔壁巖土體穩(wěn)定結(jié)合，形成具有較高黏結(jié)強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)體系。

4.4 注漿

1）錨孔、錨桿注漿材料分別選用M40、M30水泥漿。

2）錨桿注漿采用孔底返漿法，在此期間禁止隨意拔動注漿管。漿液注入到位且收縮后，及時用M30水泥砂漿對孔口部位進(jìn)行補(bǔ)漿。為起到防銹的效果，在補(bǔ)漿環(huán)節(jié)的漿液制備中摻入適量的阻銹劑。

3）錨索注漿分2次完成：首次為錨固段和自由張拉段同步注漿，此環(huán)節(jié)采用孔底返漿法，加強(qiáng)對注漿管的姿態(tài)控制，禁止從孔底抽出?，F(xiàn)場作業(yè)人員嚴(yán)格控制注漿壓力，為有效注入漿液，壓力在0.5～1.0 MPa。第二次注漿時間安排在首次注漿完成的1～2 h后，采取劈裂注漿的方法，材料選用M40水泥漿，注漿壓力為1.5～2.0 MPa。錨固段打孔注漿，豎向間距30 cm、120°螺旋布置，孔徑統(tǒng)一控制在5 mm，孔口和管底均用工程膠布封堵，阻止雜物進(jìn)入其中，確保在二次注漿前管內(nèi)不出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。

4.5 張拉鎖定

1）框架梁混凝土強(qiáng)度達(dá)80%同時錨索體漿液齡期達(dá)20 d時，具備張拉條件，可以安排張拉。

2）正式張拉前，先按張拉力的0.1～0.2倍對單根錨索做預(yù)張拉處理，此操作的目的在于使錨固體各部分緊密接觸，同時檢查是否存在異常狀況，若有則妥善處理，以免影響正式張拉作業(yè)的順利進(jìn)行。

3）錨索張拉分級完成，分別取設(shè)計張拉力的25%、50%、75%、100%、120%，前四級每級持荷穩(wěn)壓時間控制在2～5 min，最后一級延長至20～30 min。由專員嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計流程進(jìn)行張拉，這期間采集錨頭位移、錨座變形等各項(xiàng)關(guān)鍵的張拉作業(yè)數(shù)據(jù)，完整記錄，結(jié)合實(shí)測數(shù)據(jù)判斷張拉效果。錨索張拉時，張拉力和鋼絞線伸長量均要得到有效的控制，任何一項(xiàng)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)均視為張拉不到位[2]。

4）錨索鎖定后安排3 d的觀察，判斷在此階段是否存在異常，若無異樣則切除多余的鋼絞線，用手提砂輪切割機(jī)將該部分切除。經(jīng)檢查，鋼絞線切除長度合理、無異常變形等問題時，安排錨頭封錨作業(yè)，此處采取注入水泥漿的方法填充錨墊板及錨頭的空隙部位，同時按要求將模板支設(shè)到位，用C30混凝土封錨。

5 結(jié)語

高速公路路基邊坡處可能存在不良地質(zhì)條件，路基邊坡的穩(wěn)定性難以得到保障，可能誘發(fā)滑塌事故。為了保證安全出行，必須對路基邊坡滑塌病害采取針對性的處治措施。本文探討了導(dǎo)致高速公路邊坡滑塌的關(guān)鍵原因，根據(jù)掌握的信息確定了“板樁墻為主、框架錨索為輔”的滑坡病害的治理方案，取得了良好的效果，保證了高速公路的安全運(yùn)營。