王徽(貴州建工巖土基礎工程有限公司,貴州貴陽550004)
淺談高邊坡施工技術的實際應用
王徽(貴州建工巖土基礎工程有限公司,貴州貴陽550004)
公路隨帶改造建設中,對高邊坡結構施工技術尤為重視,必須建立針對性的施工技術方案,才能維持隧道邊坡結構的穩(wěn)定性與安全性。結合工程案例,分析高邊坡施工中不良巖土地質情況,結合巖土工程勘察提出切實可行的施工改造方案。
交通隧道;高邊坡;巖土分析;施工
隧道工程是區(qū)域交通改造重點,借助地質結構分析與改造方案,可及時掌握邊坡施工技術要點,對隧道邊坡系統(tǒng)實施綜合改造。考慮到巖土地質對邊坡工程的影響,要事先進行巖土勘察及地質分析工作,采取針對性的施工技術方案,確保隧道邊坡發(fā)揮出穩(wěn)定的結構性能。
貴州某隧道工程中,1#隧道SZK0+238~SZK0+500通過中風化灰?guī)r、白云巖夾硅質頁巖等碳酸巖地層,地下水位標高為965.42m,高于隧道路面標高74.5m,場地水文地質條件為復雜類型。2#隧道SZK0+830~SZK0+970;SZK1+122~SZK1+ 157通過碳酸巖地層,進口地下水位標高為925.45m,高于隧道路面標高29.7m,SZK1+255附近有一不明斷層通過,與線路交角63°,加之SZK1+200~K1+260處地表為一水塘,常年有水,斷層附近巖體破碎,施工中容易出現(xiàn)涌水現(xiàn)象,場地水文地質條件為復雜類型。
2.1 巖溶
1#隧道進口段隧道左線SZK0+000~SZK0+421段下伏基巖為可溶巖,該段地表調查未發(fā)現(xiàn)巖溶洼地、巖溶漏斗、溶蝕溝槽等,鉆取巖心溶孔發(fā)育,溶蝕破碎嚴重,下覆巖體有存在溶洞的可能。本段共有2個鉆孔揭示溶洞發(fā)育。該段灰?guī)r巖溶中等發(fā)育。
2#隧道在隧道左線SZK0+830~SZK0+972段與SZK1+ 124~SZK1+158段穿越石灰?guī)r地層。該段在地表SZK1+106~+ 122左側4~13m,洞口呈長方形狀,高度2~3m,寬8~10m,可見深度大于15~20m,以45°角斜向線路右側發(fā)育,未見巖溶水,溶洞內有塊碎石分布。洞壁以中厚狀灰?guī)r為主。
2.2 淤泥質粘土
黑褐色,流塑~軟塑狀,厚1~2m,分布于地勢平緩的溝槽地段水塘中。其天然含水量大,有機質含量高,壓縮性高,孔隙比大,滲透性差,承載力低。主要分布于GLYK0+100~GLYK0+ 320段,建議采用換填處理。
2.3 人工棄碴
雜色,中密狀,碎石含量約40~70%。碎石成分主要為砂巖、炭質頁巖、泥灰?guī)r。塊徑1~4cm。堆積層厚8~15m。主要分布于SE匝道、EE匝道及右幅GLYK0+320~GLYK0+740段。
2.4 泥巖
紅褐色,巖質較軟。地表調查及鉆探揭示泥巖厚0~85m,新鮮巖心呈長柱狀,節(jié)理裂隙不發(fā)育,巖心曝曬或遇水易崩解,物理力學指標急劇下降。主要分布于SE匝道、2#隧道段、左幅GLZK0+760~GLZK1+140段。建議開挖時及時封閉,避免浸水軟化,加強支護措施。
3.1 路基場地適應性評價
路基工程主要有左幅、右幅和6條匝道,總體上看,測區(qū)內路基下伏巖層穩(wěn)定,場地無重大不良地質和特殊巖土,工程地質條件中等,地下水輕度發(fā)育,場地的地形條件較好,適宜道路建設。
3.2 隧道場地適應性評價
隧道工程包括1#隧道和2#隧道。1#隧道進口260m穿越了可溶巖地段、夾頁片狀硅質頁巖段落、泥巖夾煤線段落。段內巖體極破碎,巖質軟,工程地質條件極差,圍巖級別以Ⅳ級及Ⅴ級為主,地下水發(fā)育且具有侵蝕性,場地的地形條件較好,較適宜隧道的建設。
2#隧道穿越了巖溶極發(fā)育地段,附近有斷層﹑向斜通過,段內主要通過泥巖巖層,泥巖易水膨脹、軟化、崩解,構造地帶的巖體破碎。整體來看,隧道工程地質條件極差,地下水較發(fā)育,場地的地形條件較好,較適宜隧道的建設。
3.3 橋梁場地適應性評價
橋梁工程主要有:右幅大橋、左幅1號橋、左幅2號橋、西路中橋和東路框架橋。各橋區(qū)下伏巖層以砂巖、石英砂巖為主,局部表層為泥巖。總體上看,測區(qū)范圍內各橋址無重大不良地質,特殊巖土為人工填土,工程地質條件較好,地下水輕度發(fā)育,場地的地形條件較好,適宜橋梁建設。路線處于地質構造相對穩(wěn)定的地質環(huán)境中,無活動斷層和區(qū)域斷裂,區(qū)域穩(wěn)定性較好,無對線路起控制性作用的不良地質和特殊巖土,無工程引發(fā)和加劇的地質災害,適宜道路建設。
4.1 填方施工
填方路基可選擇場內路塹開挖的粉質粘土、巖層按一定比例混合后作為填料,其填料最小強度及最大粒徑應滿足公路橋梁結構改造與規(guī)劃發(fā)展要求,確保邊坡施工技術達到預定的工程性能標準,這樣才能實現(xiàn)邊坡結構安全改造目標,且回填時應分層碾壓夯實。道路修筑所需石塊、砂石、碎石等,可在項目區(qū)周邊的采石場、砂石場等地采購供應;水泥、鋼材等可由當?shù)氐乃鄰S及鋼材市場采購解決;排污管道可由當?shù)毓懿膹S或市場采購解決。此外,路基開挖所得石料也可作為筑路填筑材料。工程區(qū)內泥巖不宜直接作為路基填料。
4.2 碾壓施工
位于水田、魚塘、溝槽中的填方段,宜先清除表層軟~流塑狀之土層,拋填片石、碎石,碾壓夯實后分層夯實填筑。位于旱地填方段宜先清除地表浮土再逐層夯實填筑。設計時應在坡腳設坡腳擋,以減少占地。挖方路塹多為土層、風化層,巖體破碎,邊坡穩(wěn)定性較差。故施工應跳槽開挖,切忌長拉槽,并及時加強邊坡支護,挖方邊坡應盡量放緩。施工建議分級開挖、分段防護,同時加強坡面防護和截排水設施。防止開挖邊坡表土坍滑。
4.3 支護施工
泥巖邊坡應及時封閉支護,避免巖體崩解坍塌;斜坡填方地段填土前應先挖臺階后再分層夯實填筑;局部邊坡陡峻,施工注意加強安全防護;橋基坑施工應加強坑壁防護,防止坑壁坍塌,開挖后應及時封閉下基。隧道主要工程地質問題為:1#隧道出口存在仰坡順層、2#隧道出口段淺埋。局部地段含泥巖、硅質頁巖等軟質巖,局部段落巖溶中等發(fā)育,施工要加強超前地質預報,預防突水突泥,建議加強支護措施。
4.4 排水施工
2#隧道SZK1+255附近有一不明斷層通過,與線路交角63°,加之SZK1+200~K1+260處地表為一水塘,呈不規(guī)則形狀,面積約3100m2,水深在1~4m,常年有水,斷層附近巖體破碎,對隧道影響極大,施工中建議把魚塘水排干。避免出現(xiàn)涌水現(xiàn)象。線路附近的井點、泉點被占時需設管道排水;施工時應在不同地段取水化驗,核實其侵蝕性。并根據(jù)化驗結果采取相應的工程處理措施意見;施工中注意施工材料﹑棄碴的合理堆放。避免影響附近公路的正常運營。
總之,高邊坡是隧道交通改造重點結構,由于邊坡工程質量標準的特殊性,現(xiàn)場施工必須詳細勘察巖土項目及作業(yè)方案。施工單位需先擬定巖土勘察與分析方案,對施工項目規(guī)劃及改造提出切實可行的方案,嚴格按照邊坡施工工藝進行優(yōu)化調整,為公路隧道運行創(chuàng)造穩(wěn)定的環(huán)境。
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U416.14
A
2095-2066(2016)30-0179-02
2016-10-2
王徽(1974-),苗族,貴州錦屏人,高級工程師,本科,主要從事巖土工程專業(yè)工作。