高速公路邊坡處治工程措施研究

楊學(xué)峰

（四川南方高速公路股份有限公司， 四川 瀘州 646000）

0 引言

G76廈蓉高速隆納段的邊坡處治工程主要包括K1901+050～K1901+160段左側(cè)路塹邊坡與渠壩連接線K1+887～K2+173段左側(cè)路塹邊坡共2處工程點(diǎn)。其中，K1901+050～K1901+160段左側(cè)路塹邊坡的原有邊坡坡腳設(shè)有路塹擋土墻，坡面未做防護(hù)措施，其邊坡土體松散，邊坡表面巖層風(fēng)化較為嚴(yán)重，坡頂未修建截水溝，導(dǎo)致匯（漫）水對(duì)邊坡坡面風(fēng)化巖層及松散土體產(chǎn)生沖刷，造成大面積表面風(fēng)化的巖體及松散土體滑塌，滑塌土體堆積于坡腳擋墻墻頂及路側(cè)排水溝；而渠壩連接K1+887～K2+173段左側(cè)路塹邊坡的原有邊坡防護(hù)采用素噴混凝土封面，但由于長期受雨水沖刷侵蝕，致使邊坡原有防護(hù)素噴混凝土隆起、開裂，發(fā)生坡面垮塌，同時(shí)由于坡頂截水溝淤塞，導(dǎo)致匯（漫）水對(duì)邊坡風(fēng)化巖層及松散土體產(chǎn)生沖刷、通過混凝土封面裂口浸入下部巖、土體，造成表面素噴混凝土被破壞，風(fēng)化的巖體及松散土體滑塌，滑塌土體堆積于擋土墻墻頂，嚴(yán)重威脅其高速公路運(yùn)營安全，迫切需要進(jìn)行處治和改善。本文將以G76廈蓉高速隆納段的邊坡處治工程情況為例，對(duì)其高速公路工程的邊坡處治技術(shù)措施及要點(diǎn)進(jìn)行研究，以供參考。

1 邊坡處治工程的現(xiàn)狀及病害特征分析

1.1 G76廈蓉高速K1901+050～K1901+160段左側(cè)路塹邊坡

該邊坡為巖土混合邊坡，主要由碎裂砂質(zhì)泥巖、松散粉質(zhì)黏土組成，坡度約50～60°，邊坡高約30m。當(dāng)前，由于該邊坡未采取相應(yīng)的支護(hù)措施，坡腳為漿砌條石重力式擋土墻，再加上其邊坡土體松散，受雨水侵蝕跡象明顯，導(dǎo)致局部基巖出露，存在裂隙發(fā)育，碎裂的巖塊垮塌堆積至邊溝，嚴(yán)重影響交通運(yùn)營安全（如圖1所示）。

圖1 G76廈蓉高速K1901+050～K1901+160段左側(cè)路塹邊坡病害現(xiàn)狀

針對(duì)上述邊坡問題進(jìn)行處治中，主要采用臺(tái)階式開挖方式[1]，其中分級(jí)高度為10m、平臺(tái)寬2m，對(duì)坡面松散體及坡面下部坍塌堆積體進(jìn)行清理，同時(shí)對(duì)存在凹腔的部分邊坡采用C20噴射砼進(jìn)行嵌補(bǔ)，以確保其邊坡穩(wěn)固性。對(duì)邊坡既有擋土墻以上部分的邊坡坡面采用0.1m厚噴錨網(wǎng)防護(hù)。此外，在第一級(jí)平臺(tái)處設(shè)置平臺(tái)截水溝[2]，坡頂處設(shè)置塹頂截水溝進(jìn)行排水防護(hù)；對(duì)碎落臺(tái)及第一級(jí)平臺(tái)位置設(shè)置花壇，通過種植藤蔓植物進(jìn)行綠化管理。

1.2 G76廈蓉高速渠壩連接線K1+887～K2+173段左側(cè)路塹邊坡

該邊坡主要由塊狀泥巖組成，坡度約60～70°，邊坡高約30m左右，分兩個(gè)臺(tái)階，采用噴射混凝土支護(hù)[3]，坡腳為漿砌條石重力式擋墻。當(dāng)前，該邊坡的原有素噴混凝土封面防護(hù)在長期的雨水沖刷侵蝕作用下，出現(xiàn)混凝土起殼、開裂等，造成坡面垮塌、坡頂截水溝淤塞，而匯水對(duì)邊坡風(fēng)化巖層及松散土體的沖刷影響，造成表面素噴混凝土被破壞，風(fēng)化的巖體及松散土體滑塌，滑塌土體堆積于擋墻墻頂，碎塊濺落至公路路面，嚴(yán)重影響其高速公路的運(yùn)營安全（如圖2）。

圖2 G76廈蓉高速渠壩連接線K1+887～K2+173段左側(cè)路塹邊坡病害現(xiàn)狀

針對(duì)上述邊坡問題進(jìn)行處治過程中，通過臺(tái)階式開挖進(jìn)行坡面松散體及坡面下部坍塌堆積體清理后，對(duì)存在凹腔的部分邊坡采用C20噴射砼現(xiàn)澆混凝土進(jìn)行嵌補(bǔ)，其中，臺(tái)階式開挖施工中，分級(jí)高度設(shè)計(jì)為15m、平臺(tái)寬2m；同時(shí)，對(duì)邊坡既有擋土墻以上部分邊坡則采用0.10m厚噴錨網(wǎng)防護(hù)。排水措施則包括在第一級(jí)平臺(tái)處設(shè)置平臺(tái)截水溝，對(duì)既有坡頂處的塹頂截水溝采用清淤處理等；并在碎落臺(tái)及第一級(jí)平臺(tái)位置設(shè)置花壇，種植藤蔓植物，以通過綠化措施來改善其邊坡的穩(wěn)固性。

2 邊坡處治工程的主要流程與技術(shù)要點(diǎn)分析

2.1 施工流程

根據(jù)上述高速公路的邊坡現(xiàn)狀與病害特征，結(jié)合其邊坡處治的主要工程措施，其具體施工開展的步驟和程序?yàn)椋合茸龊玫乇斫嘏潘O(shè)施，清理坡面及下部坍塌堆積體后，開挖土石方；采用C20噴射砼對(duì)巖壁凹腔處進(jìn)行嵌補(bǔ)；掛網(wǎng)噴砼施工等，通過上述施工操作對(duì)其邊坡問題進(jìn)行改善和治理，以確保其高速公路的安全與穩(wěn)定運(yùn)營使用。

2.2 主要工程措施與技術(shù)要點(diǎn)分析

2.2.1 路塹挖方施工

根據(jù)上述高速公路項(xiàng)目的邊坡現(xiàn)狀及病害特征，在進(jìn)行路塹挖方施工中，主要采用機(jī)械、人工自上而下施工方法對(duì)既有坡面進(jìn)行清理；挖方作業(yè)應(yīng)保持邊坡的穩(wěn)定，避免對(duì)鄰近結(jié)構(gòu)物及設(shè)施產(chǎn)生損壞或干擾；邊坡開挖前應(yīng)先做好截、排水措施，避免坡體匯水滲入；開挖中如發(fā)現(xiàn)土層性質(zhì)有變化時(shí)，應(yīng)修改施工方案及挖方邊坡，并及時(shí)上報(bào)處理；開挖至邊坡線前，應(yīng)預(yù)留一定寬度，預(yù)留的寬度應(yīng)保證刷坡過程中設(shè)計(jì)邊坡線外的土層不受到擾動(dòng)；施工時(shí)，還應(yīng)注意對(duì)圖紙未示出的地下管道、纜線、文物古跡和其它結(jié)構(gòu)物的保護(hù)；挖方廢棄土方應(yīng)集中堆積、統(tǒng)一棄運(yùn)至指定位置。

2.2.2 錨桿掛網(wǎng)噴射砼護(hù)坡

錨桿掛網(wǎng)噴射砼護(hù)坡施工前，應(yīng)先進(jìn)行坡面清理，確保坡面順直、平整且穩(wěn)定。錨桿錨固施工中，對(duì)錨桿定位的偏差、錨孔偏斜度和鉆孔深度必須滿足有關(guān)要求[4]；錨桿注漿前先進(jìn)行清孔，排放孔內(nèi)積水，然后再按照長錨桿施工采用“先安裝錨桿，注漿管與錨桿同時(shí)放入孔內(nèi)后再注漿”方法進(jìn)行，短錨桿采用“先注漿再立即安插短錨桿”的方式施工。進(jìn)行加強(qiáng)筋及掛網(wǎng)固定時(shí)，加強(qiáng)筋采用Φ16鋼筋，以3m×3m的間距布置在錨桿上進(jìn)行焊接固定，然后將鍍鋅鋼絲網(wǎng)在坡頂延伸0.5m固定后，自上而下平鋪至坡底，相鄰網(wǎng)間搭接寬度至少為10cm，并確保網(wǎng)與坡面無褶皺和懸空現(xiàn)象，然后與錨桿綁緊固定；鋪設(shè)鍍鋅鋼絲網(wǎng)的過程中，鍍鋅鋼絲網(wǎng)用扎絲綁扎加強(qiáng)鋼筋框上。混凝土噴射時(shí)應(yīng)分片分段進(jìn)行，按照“自下而上、先凹后凸”的方式進(jìn)行作業(yè)，避免出現(xiàn)漏噴現(xiàn)象；噴砼材料采用C20砼，平均厚度10cm，噴砼前應(yīng)先噴水濕潤坡面，以確保砼與巖石面的粘結(jié)；坡面每10～15m設(shè)一條伸縮縫，縫寬2cm，縫內(nèi)填塞瀝青麻絮；泄水孔縱橫間距均為4m，伸入自然坡體內(nèi)不小于0.2m，傾角15°，內(nèi)插Φ110mm-PVC，進(jìn)口包裹滲水土工布；噴砼前應(yīng)先將泄水孔出口PVC管的管口用紙板或塑料布等進(jìn)行密封，以免泄水孔被砂漿堵塞，待噴砼結(jié)束后，拆除紙板或塑料布等，以便排水。

2.2.3 錨桿施工

錨桿施工中，對(duì)錨桿水平、豎直方向的孔距誤差不應(yīng)大于10cm，鉆頭直徑不應(yīng)小于鉆孔直徑3mm；錨孔偏斜率不大于2%，錨孔深度應(yīng)超過錨桿設(shè)計(jì)長度至少0.5m，且不大于1.0m；鉆孔施工時(shí)必須采用干鉆、高壓風(fēng)清孔，確保孔內(nèi)清潔，孔壁無污染物；孔內(nèi)灌注M30水泥砂漿，注漿采用孔底注漿法，注漿壓力要求達(dá)到0.5MPa；錨桿施工正式開始前應(yīng)進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，施工結(jié)束后應(yīng)隨機(jī)抽樣作驗(yàn)收試驗(yàn)，并且再錨固體灌漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%后方可進(jìn)行錨桿試驗(yàn)，同時(shí)對(duì)于工程錨桿穿過的每個(gè)地層均應(yīng)采用試驗(yàn)錨桿進(jìn)行極限拉拔試驗(yàn)[5]，以驗(yàn)證各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，其中，全長粘結(jié)的巖層試驗(yàn)錨桿長3m、土層試驗(yàn)錨桿長4m。

2.2.4 巖壁凹腔嵌補(bǔ)

對(duì)巖壁凹腔的邊坡路段，采用C20噴射砼進(jìn)行完全嵌補(bǔ)。施工過程中，如果脫空寬度或厚度小于0.5m，則對(duì)此位置清除至0.5m厚或0.5m寬后，再采用C20噴射砼進(jìn)行嵌補(bǔ)。采用C20噴射砼進(jìn)行巖壁凹腔嵌補(bǔ)施工中，根據(jù)具體情況，必要時(shí)對(duì)支撐的頂面與凹腔頂面接觸面，可采用膨脹混凝土充填以達(dá)到接觸緊密，從而保證嵌補(bǔ)體與凹腔巖體聯(lián)結(jié)緊密。施工過程中，還可以通過面?zhèn)戎＃_(dá)到充填密實(shí)，并與腔壁接觸緊密。混凝土嵌補(bǔ)的基礎(chǔ)宜為基巖，嵌入深度≥0.5m；澆注前應(yīng)進(jìn)行清底，清除表土層至持力層，以確保巖壁凹腔嵌補(bǔ)的施工質(zhì)量和效果。

2.2.5 邊坡清理

邊坡清理主要針對(duì)垮塌體、松動(dòng)巖體進(jìn)行清理施工，其施工開展按照“先防護(hù)后施工，先浮石、浮土，后危巖石”的思路進(jìn)行，邊施工邊進(jìn)行監(jiān)測，注意從上至下逐層清理，對(duì)于浮土浮石采用人工撬除清理的方法，對(duì)于危巖體采用人工機(jī)械配合鑿成小塊，然后清除。此外，對(duì)于危巖體采用機(jī)械鑿孔、鋼契擠壓的方法進(jìn)行破碎作業(yè)與掛網(wǎng)噴砼施工開展，以確保其能夠滿足上述高速公路邊坡處治的施工要求和標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)束語

總之，高速公路邊坡問題對(duì)高速公路路基穩(wěn)定性及其正常運(yùn)行使用均有著重要的影響，對(duì)高速公路工程的邊坡處治技術(shù)措施及有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行研究，有利于促進(jìn)高速公路邊坡處治工程技術(shù)的不斷優(yōu)化和提升，從而為高速公路的安全與穩(wěn)定運(yùn)行使用提供良好的支持，推動(dòng)我國公路交通建設(shè)發(fā)展基礎(chǔ)上的社會(huì)經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展和提升，具有十分積極的作用和意義，值得進(jìn)行研究和關(guān)注。