關(guān)于巖土工程基坑邊坡失穩(wěn)加固技術(shù)的探討
——以日照嵐山疏港鐵路工程對(duì)應(yīng)項(xiàng)目為例

劉海超LIU Hai-chao

（濟(jì)南清河巖土工程有限公司，濟(jì)南 250022）

0 引言

巖土工程基坑邊坡失穩(wěn)是巖土工程中的重要問題之一。在建筑和土木工程中，為了進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，經(jīng)常需要進(jìn)行地下挖掘或基坑開挖。然而，這些挖掘活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致周圍土壤和巖石的變形和失穩(wěn)，從而引發(fā)基坑邊坡失穩(wěn)的問題。日照嵐山疏港鐵路工程是一個(gè)重要的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，該項(xiàng)目所處的地理環(huán)境復(fù)雜，地質(zhì)條件惡劣，巖土工程基坑邊坡的失穩(wěn)問題十分突出，給項(xiàng)目進(jìn)度和工程質(zhì)量帶來了嚴(yán)重的影響。因此，對(duì)于巖土工程基坑邊坡失穩(wěn)的加固技術(shù)進(jìn)行探討，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，可以提高工程施工的安全性和可靠性，保護(hù)人員和財(cái)產(chǎn)的安全。

我國針對(duì)基坑邊坡失穩(wěn)加固技術(shù)進(jìn)行的研究主要集中在實(shí)踐應(yīng)用方面，以解決具體工程項(xiàng)目中的問題為主。國內(nèi)一些研究通過理論分析、試驗(yàn)和數(shù)值模擬等手段，探索了不同類型的基坑邊坡失穩(wěn)機(jī)制和加固方法，如支護(hù)結(jié)構(gòu)、地下連續(xù)墻、噴射混凝土等。個(gè)別研究還對(duì)新型材料和新技術(shù)在基坑邊坡加固中的應(yīng)用進(jìn)行了嘗試，如纖維增強(qiáng)土工材料、微生物固化技術(shù)等。但是，目前在這方面的研究仍存在一些問題有待完善，即缺乏系統(tǒng)化的理論研究、缺乏適用于不同地質(zhì)條件的通用性解決方案、長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)與評(píng)估不足。未來的研究應(yīng)加強(qiáng)理論研究、尋找通用性解決方案，并注重長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)與評(píng)估，以進(jìn)一步提升基坑邊坡失穩(wěn)加固技術(shù)的可靠性和可持續(xù)性。

1 項(xiàng)目概況

日照嵐山疏港鐵路是日照市規(guī)劃主導(dǎo)報(bào)批建設(shè)的第一條貨運(yùn)鐵路，是日照港嵐山港區(qū)集疏港體系建設(shè)的重要一環(huán)，是山東鋼鐵日照精品基地的生命線工程。線路全長(zhǎng)36.67 公里，北接瓦日鐵路，南至嵐山港區(qū)，設(shè)高興嶺線路所、懷古站、山鋼站、嵐山港站，途經(jīng)2 區(qū)、4 鎮(zhèn)、62 個(gè)村莊，聯(lián)通山鋼、日鋼、嵐橋港和嵐山港，全線電氣化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，時(shí)速80 公里，運(yùn)力3500 萬噸，工程總投資25.99 億元。日照嵐山疏港鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為電力牽引、單線、貨運(yùn)鐵路，計(jì)劃工期24 個(gè)月。該線路全長(zhǎng)44 公里，新建正線31.57 公里，有七座特大橋。涵蓋跨鐵路轉(zhuǎn)體橋、跨高速公路懸灌梁、預(yù)制梁等多項(xiàng)施工內(nèi)容，多處下穿上跨重載鐵路、高速鐵路、市政道路，技術(shù)難度高。本文主要是解決該項(xiàng)目中巖土工程基坑邊坡失穩(wěn)問題，并提供相應(yīng)的加固技術(shù)。通過對(duì)日照嵐山疏港鐵路工程中的實(shí)際情況進(jìn)行分析和研究。

該項(xiàng)目是日照嵐山疏港鐵路工程的對(duì)應(yīng)項(xiàng)目（如圖1），旨在解決巖土工程基坑邊坡失穩(wěn)問題，并提供相應(yīng)的加固技術(shù)。日照嵐山疏港鐵路工程是一項(xiàng)重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目，為了確保項(xiàng)目安全順利完成，基坑邊坡的穩(wěn)定性成為關(guān)鍵問題。該項(xiàng)目的主要目標(biāo)是通過研究和探討，提供一種有效的巖土工程基坑邊坡失穩(wěn)加固技術(shù)，以確?；舆吰碌姆€(wěn)定性和安全性。通過對(duì)日照嵐山疏港鐵路工程中的實(shí)際情況進(jìn)行分析和研究，找出基坑邊坡失穩(wěn)的原因，并提出相應(yīng)的加固方案，為類似的巖土工程項(xiàng)目提供參考和借鑒。

圖1 日照嵐山疏港鐵路工程項(xiàng)目實(shí)地剖面圖

2 項(xiàng)目?jī)?nèi)容和預(yù)期成果

2.1 項(xiàng)目?jī)?nèi)容

巖土工程基坑邊坡失穩(wěn)的原因分析：通過對(duì)日照嵐山疏港鐵路工程中基坑邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象的調(diào)查和分析，找出失穩(wěn)的主要原因，如土質(zhì)條件、地下水位等。

加固技術(shù)的研究：基于對(duì)巖土工程基坑邊坡失穩(wěn)原因的分析，研究并提出相應(yīng)的加固技術(shù)方案，包括但不限于土體加固、排水措施、支護(hù)結(jié)構(gòu)等。

加固效果評(píng)估：通過對(duì)日照嵐山疏港鐵路工程中采用的加固技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，驗(yàn)證加固技術(shù)的有效性和可行性。

經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性分析：在加固技術(shù)選擇時(shí)，考慮經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性因素，提出經(jīng)濟(jì)合理且可持續(xù)發(fā)展的加固方案。

2.2 預(yù)期項(xiàng)目成果

基坑邊坡失穩(wěn)原因的分析報(bào)告：分析日照嵐山疏港鐵路工程中基坑邊坡失穩(wěn)原因的報(bào)告，為類似項(xiàng)目提供參考。

加固技術(shù)方案報(bào)告：提出針對(duì)基坑邊坡失穩(wěn)問題的加固技術(shù)方案，包括詳細(xì)的實(shí)施步驟和注意事項(xiàng)。

加固效果評(píng)估報(bào)告：對(duì)日照嵐山疏港鐵路工程中采用的加固技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并驗(yàn)證加固技術(shù)的有效性和可行性。

經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性分析報(bào)告：考慮經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性因素，提出經(jīng)濟(jì)合理且可持續(xù)發(fā)展的加固方案的報(bào)告。

3 實(shí)地觀測(cè)

日照嵐山疏港鐵路工程項(xiàng)目位于中國山東省日照市，是一項(xiàng)重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目。該項(xiàng)目涉及大規(guī)模的巖土工程基坑開挖和邊坡處理，圖2 是日照嵐山疏港鐵路工程項(xiàng)目巖土工程基坑支護(hù)工程土方開挖示意圖。通過實(shí)地觀測(cè)，對(duì)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)進(jìn)行分析。

圖2 日照嵐山疏港鐵路工程項(xiàng)目巖土工程基坑支護(hù)工程土方開挖示意圖

3.1 工程地質(zhì)分析

籌建場(chǎng)所勘測(cè)深層內(nèi)巖土體名字以及地質(zhì)年代為1層濕陷性黃土（Q4ml）、①—1 層污泥質(zhì)粉質(zhì)黏土（Q41），向下分別為②—1 層粉質(zhì)黏土（Q4al）、②—2 層粉質(zhì)黏土（Q3pl d1）、②—3 層粉質(zhì)黏土（Q2e1d1）、②—4 層粉質(zhì)黏土（Qlel）、③層圓礫；下伏巖層為第三系巖層（E），按照其類型和風(fēng)化層情況不同（如圖3），在勘測(cè)深層范圍之內(nèi)可以分為全風(fēng)化泥質(zhì)泥灰?guī)r、強(qiáng)風(fēng)化巖泥質(zhì)泥灰?guī)r、中風(fēng)化泥質(zhì)泥灰?guī)r、全風(fēng)化石灰?guī)r、強(qiáng)風(fēng)化巖石灰?guī)r、中風(fēng)化石灰?guī)r。

圖3 邊坡治理基坑支護(hù)設(shè)備房段工程地質(zhì)剖面圖

圖4 邊坡結(jié)構(gòu)安全智能結(jié)構(gòu)檢測(cè)系統(tǒng)

3.2 水文地質(zhì)條件

地表水的種類主要分上層滯水、第四系孔隙度深潛和巖層承壓水，關(guān)鍵受降水危害。上層滯水勘測(cè)期內(nèi)測(cè)出平穩(wěn)地下水埋深為0.86～5.90m，設(shè)計(jì)標(biāo)高為15.20～23.50m，上層滯水關(guān)鍵成藏于上端第四系覆蓋中，水流量比較小，主要是由大氣降水和周邊湖體補(bǔ)充，粉質(zhì)黏土的裂隙水儲(chǔ)水、吸水性差；巖層承壓水關(guān)鍵成藏于巖層裂縫或軟巖中，因?yàn)榱严栋l(fā)育情況不同，賦存條件略有不同，其富水性也具不均勻性。本層地下水補(bǔ)給由來大多為上端裂隙水的豎直滲入補(bǔ)充不同區(qū)域地表水的側(cè)面補(bǔ)充，以泥沙運(yùn)動(dòng)名義向低水壓處代謝。巖溶地貌承壓水則成藏于石灰?guī)r裂縫及熔洞中，勘探揭開熔洞都有添充，巖溶水的連接性及透水性較弱，水流量比較小。

由于復(fù)雜的地質(zhì)條件和工程規(guī)模，基坑與邊坡失穩(wěn)問題成為該項(xiàng)目面臨的主要挑戰(zhàn)。一方面，日照嵐山疏港鐵路工程中的基坑開挖涉及大面積土方開挖和周圍土體的變形與調(diào)整，這可能引發(fā)基坑邊坡的失穩(wěn)問題，基坑邊坡失穩(wěn)可能導(dǎo)致邊坡滑坡、坍塌或沉降等不良后果，對(duì)工程安全和工期進(jìn)度產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

另一方面，日照嵐山疏港鐵路工程項(xiàng)目所處區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，存在多種邊坡類型，如天然邊坡、填方邊坡等。地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)、水文條件和土壤力學(xué)特性的變化等因素可能導(dǎo)致邊坡的失穩(wěn)問題，增加了工程施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)，還可能導(dǎo)致工程安全事故和財(cái)產(chǎn)損失，給施工人員和周圍環(huán)境帶來潛在威脅。因此，需要采取合適的加固措施來確保工程的安全性和可靠性。

4 加固方案

本次日照嵐山疏港鐵路工程中主要采用了地下注漿和巖土錨固兩個(gè)方式進(jìn)行邊坡加固，以下是具體方法的實(shí)施策略：

4.1 地下注漿

日照嵐山疏港鐵路工程采用的巖土加固技術(shù)是地下注漿技術(shù)。這種技術(shù)通過將特定類型的漿液或水泥漿料注入地下，以填充空隙、增強(qiáng)土壤或巖石的強(qiáng)度，并提高地基的穩(wěn)定性。除了適用于加固地下隧道、橋梁基礎(chǔ)和堤壩等結(jié)構(gòu)外，它還可以用于其他土石方工程和隧道施工。在日照嵐山疏港鐵路工程中，地下注漿技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。圖5 所示的就是一種動(dòng)壓注漿法，這是一種將超聲波技術(shù)運(yùn)用到注漿技術(shù)之中，通過與新科技的融合，精準(zhǔn)控制高壓與漿液的注射。

圖5 動(dòng)壓注漿法

通過合理的注漿設(shè)計(jì)和施工控制，有效地改善了地基條件，確保了工程的安全性和可持續(xù)性。具體而言，地下注漿技術(shù)在土石方工程中被用來填充土壤中的空隙，增加土壤的密實(shí)度和強(qiáng)度。對(duì)于隧道施工而言，注漿技術(shù)可以填補(bǔ)巖石裂縫和洞穴，鞏固地下巖體，確保隧道的穩(wěn)定性和安全性。

通過選擇適當(dāng)?shù)淖{材料和施工方法，地下注漿技術(shù)能夠在不同地質(zhì)條件下發(fā)揮出最佳效果。例如，在軟弱土壤中，可以使用高壓注漿法來提高土壤的強(qiáng)度和穩(wěn)定性；而在巖石地層中，可以采用鉆孔注漿法來填補(bǔ)巖石裂縫并增強(qiáng)地質(zhì)體的整體強(qiáng)度?？偟膩碚f，日照嵐山疏港鐵路工程成功應(yīng)用了地下注漿技術(shù)，充分發(fā)揮了這一技術(shù)在巖土加固中的優(yōu)勢(shì)。通過注漿技術(shù)的運(yùn)用，工程得到了有效地加固和改良，確保了工程的安全可靠性，并為后續(xù)運(yùn)營提供了可持續(xù)的基礎(chǔ)。

4.2 巖土錨固

本次日照嵐山疏港鐵路工程還采用了巖土錨固的技術(shù)，這種技術(shù)通常用于支護(hù)和穩(wěn)定坡地、擋土墻、地下結(jié)構(gòu)等。它涉及將鋼索或鋼筋錨固到巖石或土壤中，以提供額外的抗拉強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在日照嵐山疏港鐵路工程中，巖土錨固技術(shù)被廣泛用于山區(qū)路段的穩(wěn)定，特別是在高邊坡區(qū)域。這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可以快速實(shí)施，降低工程成本，并有效防止坡地滑坡和土石流等自然災(zāi)害。

4.3 應(yīng)用效果

在日照嵐山疏港鐵路工程項(xiàng)目中，成功應(yīng)用了地下注漿和巖土錨固等創(chuàng)新技術(shù)來解決邊坡失穩(wěn)問題。地下注漿技術(shù)通過填充空隙、增強(qiáng)土壤或巖石的強(qiáng)度，提高了地基的穩(wěn)定性。巖土錨固技術(shù)通過提供額外的抗拉強(qiáng)度和穩(wěn)定性，有效防止了坡地滑坡和土石流等自然災(zāi)害。

5 結(jié)語

本文以日照嵐山疏港鐵路工程項(xiàng)目為例，探討了巖土工程基坑邊坡失穩(wěn)加固技術(shù)的重要性和應(yīng)用。通過對(duì)創(chuàng)新技術(shù)的研究和相關(guān)案例的分析，我們得出以下結(jié)論：

基坑邊坡失穩(wěn)是巖土工程中的重要問題，對(duì)工程安全性產(chǎn)生重大影響。在日照嵐山疏港鐵路工程項(xiàng)目中，成功應(yīng)用了地下注漿和巖土錨固等創(chuàng)新技術(shù)來解決邊坡失穩(wěn)問題。

地下注漿技術(shù)通過填充空隙、增強(qiáng)土壤或巖石的強(qiáng)度，提高了地基的穩(wěn)定性。巖土錨固技術(shù)通過提供額外的抗拉強(qiáng)度和穩(wěn)定性，有效防止了坡地滑坡和土石流等自然災(zāi)害。

本項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)表明，創(chuàng)新技術(shù)在巖土工程中具有巨大潛力，可以改善工程的可靠性和可持續(xù)性。未來的研究應(yīng)繼續(xù)探索并改進(jìn)這些技術(shù)，以滿足不斷變化的工程需求。

總之，巖土工程基坑邊坡失穩(wěn)加固技術(shù)在日照嵐山疏港鐵路工程項(xiàng)目中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。通過不斷的研究和創(chuàng)新，我們可以應(yīng)對(duì)更復(fù)雜的工程挑戰(zhàn)，并為未來的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目提供更安全和可靠的解決方案，共同推動(dòng)巖土工程領(lǐng)域的發(fā)展，以保障人民生命財(cái)產(chǎn)的安全和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。