高陡邊坡危巖體治理綜合施工技術研究

馬 欣

（中鐵一局集團廈門建設工程有限公司，福建 廈門 361000）

1 工程概況

由中鐵一局承建的蒙華鐵路龍門黃河大橋起訖里 程 為DK505+956.1 ～DK506+224.6， 全 橋 采 用1-202m 中承式鋼管混凝土提籃拱橋，孔跨布置為（2×19+2×13.5+14×9+2×13.5+2×19）m， 橋 梁 全長268.5m，為全線的關鍵控制性工程。該橋三門峽方向橋臺位于陜西省河津市，橋臺上部地形陡峻，橋臺上部86 ～150m 處存在危巖帶，危巖帶邊坡的坡度在80 ～90°，部分坡面呈現反坡，灰巖構成的陡崖呈帶狀分布，危巖帶長255m。危巖帶的基座主要是由角礫狀泥灰巖構成，由于角礫狀泥灰巖遇水易軟化，抗風化能力差，導致部分危巖體角礫狀泥灰巖基座已風化成凹巖腔。陡壁灰巖局部存在溶洞現象，溶洞直徑50 ～700cm，部分經人工改造形成人工洞穴。場區造節理裂隙發育兩組，產狀分別為90 ～110°∠80 ～85°和170 ～210°∠85 ～90°，兩組節理間距分別為0.2 ～1.5m 和0.5 ～2m，多為密閉節理，局部節理呈張開狀（見圖1）。

圖1 危巖體分布圖

2 工程防治措施

危巖帶整體采用主動防護網加固，防治單體危巖墜落；對體積較大的危巖體或危巖體區域進行錨固加固（墊墩式壓力注漿錨桿或預應力錨索）；凹腔采用M10 漿砌塊石填充后，布置溶洞、裂縫封堵工程措施。其中主動防護網采用S250/3 SPIDER 絞索網+SO/2.2/50 格柵網；壓力注漿錨桿錨桿長9.0m，傾角10°，坡面間距為3.0m，錨墩尺寸0.6m×0.6m×0.25m；預應力錨索長20m，傾角15°，坡面間距4.0m，錨墩尺寸為1.0m×1.0m×0.5m（見圖2）。

圖2 危巖帶治理設計展布立面圖

3 施工方案

3.1 方案選擇

支架及施工平臺主要有兩種選擇，一種是采用剛性支架，另一種是采用鋼管腳手架。考慮到危巖帶頂部的坡面陡直，危巖帶頂部與橋面的高差大，經兩種方案的多方位比選，最終采用采用剛性支架施工。剛性支架的優點是可以在危巖帶的底部設置較為穩定的基礎，從底部開始部一節一節搭設，并將支架與巖體錨固，支架整體有較大的穩定性。選取這種方案，可以節約比較多的的材料使用，減少人工使用量，在工期上也有較大的優勢，且支架搭設時較為靈活、方便，有很明顯的經濟效益。

3.2 剛性支架

剛性支架的立柱選用QTZ63（5610）塔式起重機的標準節段，立柱縱向間距12m。施工平臺采用貝雷梁組拼，貝雷梁上部鋪設I200a 工字鋼，工字鋼上部鋪設6mm 壓花鋼板。在標準節段連接螺栓位置處設置連接框架，將貝雷梁和立柱連接成整體。支架的最高的安裝高度為45m（見圖3）。立柱按照塔式起重機的附著要求設立，45m 高度需在中間設置一道附著，附著位于第13個標節（32.5m）位置處（見表1）。

圖3 剛性支架橫斷面

表1 立柱附著高度表

立柱的基礎采用預埋螺栓式固定基礎，鋼筋混凝土結構，C30 砼澆筑，尺寸為5.0m×5.0m×1.35m。每個基礎底部設置6 根108mm×8mm 微型鋼管樁，鋼管樁入巖3.0m，上端埋入承臺1.0m。施工平臺用貝雷梁組拼，每側設置一組，間距2.0m，貝雷梁上部放置I200a 工字鋼分配梁，間距40cm，工字鋼上部鋪設6mm 壓花鋼板，周邊設置1.2m 高安全圍欄（見圖4）。靠近山體方向，每3m 施做一個φ25mm 砂漿錨桿，錨桿外露部分與工鋼分配梁焊接，以增加工作平臺的穩定性。

圖4 剛性支架縱斷面

4 錨索施工

4.1 鉆孔

鉆孔前先清理、平整坡面，清除坡面的浮石。坡面清理完畢后，首先確定出孔位及錨索的方向，然后調整鉆機就位。鉆孔過程中需經常校正鉆孔方向，鉆孔深度20m。鉆孔完畢后用高壓風清孔。

4.2 錨索組裝

錨索采用7-φS15.2mm（1860MPa）型高強度、低松弛鋼絞線，錨具采用OVM15-7 型，錨索錨固段10m，自由段10m。錨索錨固段架線環與緊箍環每隔1m間隔設置，緊箍環采用16 號鉛絲繞制兩圈，自后段每隔3m 設置一道架線環以保證鋼絞線順直。錨索自由端鋼絞線需涂抹黃油并外套波紋管防腐。

4.3 錨墩砼澆筑

砼錨墩采用現澆，模板采用組合鋼模板拼裝，錨墩砼澆筑前先清理巖石面，清除碎石及不穩定巖石，預埋鋼管（中心線與錨索孔軸線重合），再按設計圖紙綁扎鋼筋，并將鋼墊板的位置固定，最后立模澆筑錨墩砼，澆筑時需將鋼墊板底部砼充填密實。

4.4 錨固段注漿

注漿材料采用1 ∶1 水泥砂漿，水灰比0.38 ～0.45，漿體強度不小于30MPa。注漿時采用排氣法注漿，錨索穿索后24h 內進行注漿，以免鋼絞線在潮濕的孔內生銹腐蝕。

4.5 張拉

待砂漿體強度達到15MPa 時，方可進行錨索張拉，錨索設計荷載900kN，鎖定荷載800kN。錨索張拉鎖定后，需從錨墊板上的灌漿孔補充灌漿后，再封錨頭。張拉時要注意調整錨墊板平面與錨索方向垂直。

5 主動防護網施工

主動防護網采用S250/3 型SPIDER 絞索網，由高強度防腐鋼絲成索后編制，菱形網孔內切圓直徑250mm，螺旋網片單位延米縱向抗破斷拉力不低于120kN/m，環鏈破斷拉力不低于30kN。

5.1 清坡

規整地形邊界，清除浮上浮石，需要時回填凹坑，砍伐無特殊保留價值的樹木至根部。

5.2 鉆孔

以坡腳為基準線布設錨桿孔位，自上前下按設計深度鉆鑿錨桿孔并清孔，孔徑不應小于φ42mm。錨桿應盡可能垂直于坡面，且與水平面的夾角不應小于15°鉆孔完畢后，安裝錨桿，清理錨頭并使其裸路長度為10 ～18cm。

5.3 注漿

漿體采用強度等級不低M20 的水泥砂漿（采用P.042.5水泥時，配合比為水泥∶砂∶水=l ∶1.35 ∶0.45）或水灰比0.45 ～0.5 的純水泥漿，確保漿液飽滿，在進行下一道工序前注漿體養護不少于3d。

5.4 掛網

從上向下鋪掛格柵網，格柵網間重疊寬度不宜小于5cm，兩張格柵網間以及必要時格柵網與支撐繩間用φ1.5 扎絲進行扎結，當坡角小于45°時，扎結點間距不宜大于2m，當坡角大于45°時，扎結點間距不宜大于1m。

5.5 鋪設SPIDER 網

相鄰網片的邊沿網孔間用φ8mm 鋼絲繩或或卸扣縫合連接，縫合繩縫合方式為從相鄰網孔間直接穿過或纏繞方式，縫合繩端頭應用兩個繩卡緊固。將邊界繩從SPIDER 網邊沿網孔界過至兩端鋼絲繩錨桿，張緊井用4 個繩卡緊固。安裝錨墊板并擰緊螺母施加預應力，使SPIDER 網張緊并緊貼坡面或壓入地層，上邊界及側邊界繩必須卡壓在錨桿外側，下邊界繩必須卡壓在錨桿的上側。鋪設完畢后，檢查SPIDER 網與坡面的貼緊情況，根據需要布設安裝輔助錨桿。

6 結束語

龍門黃河大橋三方臺側高陡邊坡危巖體治理效果明顯，說明所采取的綜合治理技術合理可行，同時也說明，根據高陡邊坡不同區段的地質條件采取科學、合理的防治體系是治理高陡邊坡滑塌的關鍵。文章結合高陡邊坡治理的實例，通過采用合理的施工方案取得了良好的施工效果，可為同類危巖體治理施工提供一定借鑒。