淺述公路邊坡防護(hù)與自然災(zāi)害的治理

◎ 漳州市公路局南靖公路分局 林文琛

一、工程概況

1、概況

南靖縣山梅公路建成正式通車后不久即發(fā)生崩塌，并在山體中上部陸續(xù)發(fā)現(xiàn)裂縫；2010年6～7月，受連續(xù)暴雨影響，裂縫進(jìn)一步延伸擴(kuò)大，呈進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)，嚴(yán)重威脅山梅公路安全運(yùn)行。山梅公路為世界文化遺產(chǎn)—南靖土樓旅游的唯一通道，因此，必須盡快進(jìn)行治理。

2、場地地層巖性、水文地質(zhì)條件

根據(jù)福建省水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察研究院的勘察報(bào)告，場地巖土體自上而下分布如下：

①素填土（Qml）：淺黃色，松散為主，干。成份以粘粉粒、碎石為主，局部表層約30cm為水泥板。主要分布在山梅公路路基附近。揭露厚度0.30～0.80m。

②坡積含碎石粉質(zhì)粘土（Qdl）：淺黃色，硬塑，濕。成份以粘粉粒、碎石為主，粘韌性一般，碎石含量約20～30%、粒徑多為3～5cm，局部達(dá)10cm以上，巖性主要是石英砂巖，分布不均，整體結(jié)構(gòu)較為松散。揭露厚度1.40～8.50m。

③殘積粘性土（Qel）：灰黃色，堅(jiān)硬。母巖為石英砂巖，組織結(jié)構(gòu)完全破壞，原生礦物均已風(fēng)化成土狀，巖芯遇水易軟化、崩解。局部夾有少量的碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖孤石。揭露厚度3.70～16.80m。

④全風(fēng)化石英砂巖（T3W）：灰黃色，巖芯呈砂土狀，組織結(jié)構(gòu)完全破壞，除石英外，原生礦物均已風(fēng)化成土狀，巖芯遇水易軟化、崩解。局部夾有少量的碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖、粉砂巖孤石。屬極軟巖，巖體完整程度為極破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)，揭露厚度4.00～19.70m。

⑤散體狀強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖（T3W）：紫色、淺黃色，巖芯呈砂土狀，組織結(jié)構(gòu)基本破壞，除石英外，原生礦物均已風(fēng)化成土狀，巖芯遇水易軟化、崩解。風(fēng)化不均，局部夾有約20～35%的強(qiáng)風(fēng)化碎塊。屬極軟巖，巖體完整程度為極破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。僅局部（K12孔）分布，揭露厚度2.40m。

⑥碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖（T3W）：淺灰色、灰黃色，局部為灰黑色粉砂巖，巖芯呈3～8cm碎塊，局部呈5～20cm短柱狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯錘擊易碎，塊體大部分已通體風(fēng)化，礦物成份風(fēng)化明顯。風(fēng)化不均，局部夾有約20%的散體狀強(qiáng)風(fēng)化巖芯。屬極軟巖，RQD=0～10%，巖體完整程度為極破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。未揭穿，最大揭露厚度17.25m。

邊坡內(nèi)的地下水類型主要為基巖風(fēng)化帶的孔隙裂隙水，屬弱透水層，賦存于基巖各風(fēng)化帶中，自坡頂向坡腳排泄，邊坡地下水水力坡度較陡，主要接受大氣降水及上游邊坡地下水的補(bǔ)給，徑流排泄途徑短，地下水交替循環(huán)作用強(qiáng)烈，水位變化幅度大。勘察期間地下水靜止水位標(biāo)高為468.48～561.44m。

根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）（2009年版）表G.0.1判定本場地的環(huán)境類型為Ⅱ類。場地地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

二、設(shè)計(jì)主要計(jì)算參數(shù)（表1）

表1 主要計(jì)算參數(shù)

三、主要材料選用及要求

1、鋼筋：采用HPB235級(jí)鋼(圖中符號(hào)φ)及HRB335級(jí)鋼(圖中符號(hào)φ)，鋼材均應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2002）要求，不得采用改制材。

2、預(yù)應(yīng)力錨索：采用φS15.2、fptk=1860MPa的高強(qiáng)度低松弛無粘結(jié)鋼絞線，鋼絞線應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2002）及國家其它有關(guān)規(guī)范的要求。

3、水泥：注漿與噴射混凝土采用早強(qiáng)型普通硅酸鹽水泥，框架梁采用普通硅酸鹽水泥，除注漿水泥標(biāo)號(hào)為P.O42.5R，其余水泥標(biāo)號(hào)均為P.C32.5（R）。混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2002）及國家其它有關(guān)規(guī)范的要求。

4、焊條：采用E43xx(用于I級(jí)鋼筋及I級(jí)鋼與II級(jí)鋼筋焊接)，E50xx(用于II級(jí)鋼筋焊接)。

四、邊坡治理工程方案

綜合考慮該場地的地形地貌、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，邊坡支護(hù)采用削坡減載+預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)+局部錨桿格構(gòu)+拱形骨架與土工格室護(hù)坡+排水+監(jiān)測等綜合治理措施。

1）挖除剖面1-1’至剖面3-3’之間滑坡周界內(nèi)的表層滑動(dòng)土體，主要為坡積粉質(zhì)粘土。

2）在剖面4-4’至剖面5-5’之間坡面按1:0.72-1:1.0坡度進(jìn)行削坡，每隔10m高程設(shè)置一道平臺(tái)，平臺(tái)寬2m，以挖除坡頂及坡面殘留的粉質(zhì)粘土及風(fēng)化塊石，坡面采用土工格室進(jìn)行護(hù)坡，其中坡面480～490m、510～520m加設(shè)錨桿格構(gòu)進(jìn)行加固。

3）排水：滑坡外側(cè)順地形條件設(shè)置截水溝，攔截坡體外側(cè)地表水。每個(gè)平臺(tái)內(nèi)側(cè)設(shè)置擋水埂，平臺(tái)之間設(shè)置急流槽，及時(shí)排除坡體內(nèi)的地表水。

4）監(jiān)測點(diǎn)：在坡面上共布置8個(gè)地表位移監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測時(shí)間為2個(gè)水文年。監(jiān)測頻率2個(gè)月監(jiān)測1次，7～9月臺(tái)風(fēng)暴雨較頻繁，每個(gè)月監(jiān)測1次，合計(jì)監(jiān)測次數(shù)為15次。當(dāng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)應(yīng)加密監(jiān)測。

五、施工順序

本邊坡削坡為臺(tái)階狀，每個(gè)臺(tái)階高度約10m，整體高度70～100m，邊坡施工應(yīng)按從上到下順序逐級(jí)削坡、加固進(jìn)行施工。

1、邊坡施工原則：

(1)雨季施工時(shí)應(yīng)做好水的疏導(dǎo)和坡面防護(hù)工作。

(2)邊坡工程開挖后應(yīng)及時(shí)按設(shè)計(jì)實(shí)施支護(hù)結(jié)構(gòu)或采取封閉措施，避免長期暴露，降低巖土強(qiáng)度，影響邊坡穩(wěn)定性。

(3)邊坡工程施工需按規(guī)范要求進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)、監(jiān)理、變形監(jiān)測及竣工驗(yàn)收。

2、土方開挖、支護(hù)結(jié)構(gòu)施工：

邊坡從上到下逐級(jí)加固，直至全部防護(hù)工程結(jié)束，確保坡體穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全。

3、排水工程施工：

地表截排水溝要求在邊坡土石方開挖施工前施做，并發(fā)揮作用。

六、施工注意事項(xiàng)

（一）削坡減載工程

1、削坡減載工程必須按控制點(diǎn)坐標(biāo)及高程施放削坡周界范圍。

2、邊坡開挖要求應(yīng)按設(shè)計(jì)坡率自上而下有序進(jìn)行開挖，高陡邊坡部分，由于坡面較陡，應(yīng)采用人工開挖。開挖過程中嚴(yán)禁出現(xiàn)大挖大填等超挖、填補(bǔ)現(xiàn)象，棄土應(yīng)從原滑坡地段運(yùn)走，禁止直接往外側(cè)坡面傾倒，以免導(dǎo)致邊坡附加變形或破壞現(xiàn)象發(fā)生。

3、當(dāng)邊坡工程施工出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)，應(yīng)做好邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)和邊坡環(huán)境異常情況收集、整理及匯編工作。

4、當(dāng)邊坡變形過大，變形速率過快，周邊環(huán)境出現(xiàn)沉降開裂等險(xiǎn)情時(shí)應(yīng)暫停施工，根據(jù)險(xiǎn)情原因采取相應(yīng)應(yīng)急措施，如對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)臨時(shí)加固；對(duì)險(xiǎn)情加強(qiáng)監(jiān)測；盡快向勘察設(shè)計(jì)等單位反饋信息。

（二）預(yù)應(yīng)力錨索施工

1、鉆孔式預(yù)應(yīng)力錨索采用干法成孔，定位偏差不宜大于20mm；偏斜度不應(yīng)大于5%，鉆孔深度應(yīng)超鉆0.5m。錨索長度具體詳見相關(guān)圖紙，且不同巖土層的錨固段長度應(yīng)根據(jù)基本試驗(yàn)結(jié)果作相應(yīng)調(diào)整。

2、預(yù)應(yīng)力錨索的成孔過程中，必須對(duì)其成孔的各巖土層分布進(jìn)行詳細(xì)編錄，一旦發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)條件不同，應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)人員進(jìn)行變更。

3、預(yù)應(yīng)力錨索施工前，應(yīng)選擇典型巖層進(jìn)行錨索抗拔力基本試驗(yàn)，且不同錨固段的巖層基本試驗(yàn)根數(shù)不少于3根，以確定巖層摩阻力及錨索承載力。

4、錨索注漿采用純水泥漿，水灰比0.4～0.45，水泥采用P.O42.5R早強(qiáng)型普通硅酸鹽水泥。

5、注漿前應(yīng)清孔，排放孔內(nèi)積水；注漿管宜與錨桿同時(shí)放入孔內(nèi)，注漿管端頭到孔底距離宜為100mm；漿體強(qiáng)度檢驗(yàn)用試塊的數(shù)量每30根錨桿不應(yīng)少于一組，每組試塊應(yīng)不少于6個(gè)。

6、錨索張拉鎖定

錨索張拉宜在錨固體強(qiáng)度大于20MPa并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后進(jìn)行、框架梁砼達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后進(jìn)行，錨具為鋼質(zhì)錐形錨具，張拉應(yīng)隔根跳開進(jìn)行避免相近錨桿相互影響。

（三）錨桿格構(gòu)施工

1、全粘結(jié)型錨桿孔位間距按各段錨桿布置圖進(jìn)行布孔，孔徑φ110mm，傾角20°，錨桿鋼筋見剖面，外端頭彎勾長250mm。

2、框架應(yīng)嵌入坡面200mm，格構(gòu)梁采用C25混凝土現(xiàn)場澆筑。格構(gòu)橫梁水平間距8m處設(shè)置一道伸縮縫，縫寬20mm，填塞瀝青麻筋或?yàn)r青木版。

3、注漿采用早強(qiáng)型硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)為P.O42.5R，水泥砂漿水灰比為0.45，灰砂比為1:1，水泥漿強(qiáng)度不低于25MPa。

4、錨桿抗拔力檢驗(yàn)：應(yīng)由設(shè)計(jì)單位和監(jiān)理單位選定錨桿總數(shù)的5%且不少于5根進(jìn)行錨桿驗(yàn)收試驗(yàn)。

（四）拱形骨架施工

截水骨架植草護(hù)坡施工工序?yàn)?平整坡面、漿砌片石骨架施工、回填客土、鋪草皮、草皮養(yǎng)護(hù)。

（五）土工格室施工

1、土工格室：抗拉強(qiáng)度≥150MPa，延伸率≤15%，網(wǎng)格尺寸25cm×25cm，展開尺寸4m×12.5m (整幅為單根筋帶制作），格室高度為100mm。

2、施工工藝：坡表處理→土工格室展開、固定→噴播混合基材→揭膜。

3、施工方法及要求：

a：坡表處理：坡面應(yīng)順直、圓滑、平整且穩(wěn)定，將坡面不穩(wěn)定的石塊或雜物清除，不得有松石、危石，邊坡開挖凸出或凹進(jìn)均不應(yīng)大于10cm，否則應(yīng)進(jìn)行坡面處理。

b：土工格室沿坡面、路線方向張開至最大尺寸，土工格室四周用φ16“U”型鋼筋錨釘固定，且坡頂錨釘間距70cm；中間用φ12鋼筋固定，坡面錨釘按三角形固定，間距為1.05m，將鉚縫節(jié)點(diǎn)緊緊固定在坡面上。

c：噴播基材草籽：在坡面上噴播符合要求基材和草籽，噴播后，用30g/m的無紡布覆蓋好。

d：揭膜：噴播后應(yīng)加強(qiáng)管理，適時(shí)適度噴水。當(dāng)幼苗植株長到5～6cm或2～3片葉時(shí)，揭去無紡布。

4、厚層綠化基材混合物由綠化基材、植物纖維、種植土及草籽按一定的比例摻和而成。綠化基材由有機(jī)質(zhì)、土壤結(jié)構(gòu)改良劑等材料制成。植物纖維可就地取秸稈、樹枝、稻草等粉碎成10～15mm長，含水量≤20%。種植土應(yīng)選用工程土原有的地表土或附近農(nóng)田土粉碎過篩，粒徑≤8mm，含水量≤20%。大面積施工前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查及試驗(yàn)，確定合適的配比，試驗(yàn)基材混合物的體積比為綠化基材∶植物纖維∶種植土=1∶2∶2，基材必須有相當(dāng)?shù)恼掣搅Γ员ＷC不會(huì)塌落。

5.植物種子應(yīng)根據(jù)"最大恢復(fù)自然景觀"的設(shè)計(jì)理念的原則擇優(yōu)選取，被選擇植物應(yīng)根系發(fā)達(dá)，生長迅速，能在短期內(nèi)覆蓋坡面,且必須適當(dāng)混合當(dāng)?shù)匕嗄痉N子，灌木可根據(jù)其種類采用噴播或插栽的辦法。為確保綠化效果，植被種子在使用前應(yīng)做發(fā)芽試驗(yàn)，發(fā)芽率應(yīng)大于90%以上方可使用，對(duì)于難發(fā)芽的植被種子播種前對(duì)種子做催芽處理。

6.錨釘孔眼垂直坡面，孔徑≥45mm，灌漿須飽滿，邊、角的掛網(wǎng)錨釘應(yīng)適當(dāng)加密。

7.噴射基材混合物施工結(jié)束后,每天應(yīng)用高壓噴霧器使養(yǎng)護(hù)。

（六）坡腳漿砌片石護(hù)坡及排水工程

1、坡腳漿砌片石護(hù)坡砂漿采用M7.5砂漿，要求嚴(yán)格按擠漿法施工，保證砂漿飽滿，墻頂采用M7.5砂漿抹平，厚20mm。

2、坡腳漿砌片石護(hù)坡每隔10～15m設(shè)置一道縫寬20mm的沉降縫(伸縮縫)，自墻頂作到基底，縫內(nèi)填塞瀝青麻筋等有彈性的防水材料。

3.坡腳漿砌片石護(hù)坡泄水管可采用φ100mm的PVC管，外傾坡度不宜小于5%。上下間距2.0m，水平間距為2.0m，按梅花型布置，進(jìn)口設(shè)置反濾包。墻身每隔H/3高度設(shè)置一個(gè)防滑臺(tái)。

4、砌制截水溝、排水溝、急流槽料石為漿砌片石，要求片石必須干凈，致密堅(jiān)硬。水溝采用M7.5砂漿，人工抹面采用M7.5砂漿。水溝的流向根據(jù)現(xiàn)場地形確定，要求溝底坡降大于0.3%。

5、截水溝的具體位置可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際地形作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

七、現(xiàn)場監(jiān)理

本工程監(jiān)理人員應(yīng)駐現(xiàn)場，按設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，做好監(jiān)理記錄。邊坡監(jiān)測應(yīng)由業(yè)主委托有資質(zhì)的監(jiān)測單位編制監(jiān)測方案，經(jīng)設(shè)計(jì)、監(jiān)理、業(yè)主等共同認(rèn)可實(shí)施后。