滑坡坍塌山體搶險(xiǎn)加固施工要點(diǎn)與質(zhì)量控制

于光衛(wèi)，張 晶，李麗麗

（1.北京天恒建設(shè)集團(tuán)有限公司，北京 102699；2.北京晟煜華晨工程咨詢有限公司，北京 102488）

0 引言

近些年來(lái)北京燕山地區(qū)發(fā)生山體滑坡現(xiàn)象多起，山體滑坡不僅堵塞道路交通，還嚴(yán)重危害行人安全。對(duì)坍塌邊坡較快完成加固防護(hù)，防止二次災(zāi)害的發(fā)生，在恢復(fù)道路交通、保證行人安全方面有重要意義。

本文將結(jié)合燕山工業(yè)區(qū)石化新材料基地核心區(qū)東區(qū) B2-24-01 地塊東側(cè)邊坡坍塌加固搶險(xiǎn)工程實(shí)際情況，通過(guò)對(duì)上部坍塌邊坡土方卸載，合理選擇腳手架搭設(shè)形式，采用錨桿、花管、鋼腰梁、鋼筋網(wǎng)組合形式的網(wǎng)噴混凝土加固方法，在該工程中進(jìn)行了靈活應(yīng)用，取得了較好的效果，可供其他類似工程借鑒。

1 工程概況

燕山工業(yè)區(qū)石化新材料基地核心區(qū)東區(qū) B2-24-01 地塊東側(cè)邊坡遇雨水沖刷造成坍塌，塌處上部為強(qiáng)風(fēng)化巖，高度約 5～7 m，中下部為弱風(fēng)化巖，高度約 14～16 m。既有邊坡坡度約 1∶0.25，坡度較陡，坍塌處已形成負(fù)坡，對(duì)下部道路及邊坡頂部高壓線塔構(gòu)成危險(xiǎn)，發(fā)生坍塌部位與現(xiàn)場(chǎng)道路、坡頂高壓線塔相對(duì)位置關(guān)系如圖 1 所示（俯視）。

圖1 邊坡坍塌部位與現(xiàn)場(chǎng)道路、坡頂高壓線塔相對(duì)位置圖

本工程時(shí)處北京雨期，如何防止坍塌山體發(fā)生二次滑坡隱患，如何在搶險(xiǎn)過(guò)程中搭設(shè)的腳手架既穩(wěn)定又適用，保障施工人員的安全又方便地進(jìn)行錨孔鉆射、掛網(wǎng)、網(wǎng)噴混凝土等施工作業(yè)，是工程的重點(diǎn)技術(shù)問(wèn)題。

2 邊坡土方卸載

2.1 土方卸載坡度的確定

由于本工程的邊坡坍塌高度 16 m，長(zhǎng)度 35 m，而且坍塌處形成負(fù)坡，為巖質(zhì)崩坍型邊坡［1］，坡頂土方在受到雨水沖刷及重力作用下，易發(fā)生二次滑坡，對(duì)道路旁的鋼結(jié)構(gòu)庫(kù)房造成威脅，邊坡安全等級(jí)為一級(jí)。為保證坍塌邊坡不發(fā)生二次塌方并保證高壓線塔基礎(chǔ)不受坍塌邊坡的影響，在邊坡加固前需對(duì)坡頂部土方進(jìn)行卸載，并對(duì)坍塌土石方進(jìn)行破碎、修坡，修坡完成后坡度應(yīng)不小于 1∶0.4，邊坡頂部卸載后無(wú)重大危險(xiǎn)載荷，可保證邊坡整體穩(wěn)定性；邊坡卸載區(qū)域平面圖及剖面圖如圖 2 所示，坍塌修坡平面圖及立面圖如圖 3 所示。

圖2 邊坡卸載區(qū)域平面圖及剖面圖

圖3 坍塌修坡平面及立面圖

2.2 土方卸載施工方法

2.2.1 卸載順序

1）首先卸載邊坡頂部 6 m 高范圍內(nèi)強(qiáng)風(fēng)化巖體，坍塌體頂部以上 10 m 高范圍坡度修整后坡度≤ 30°，可有效降低坡頂荷載。

2）卸載土石方順坡體自然下卸，填補(bǔ)坍塌后空洞部位，使用人工配合機(jī)械拍實(shí)，余土外棄。

3）卸載完成后，使用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)配合人工修整坡面，修整后邊坡坡度約1∶0.4，使坡面滿足后續(xù)加固要求。

2.2.2 坡頂卸載

機(jī)械行至坡頂后進(jìn)行卸載作業(yè)，卸載后頂部斜度≤ 30°，卸載長(zhǎng)度 15 m，機(jī)械站位如圖 4 所示。

圖4 坡頂土方卸載機(jī)械占位圖

2.2.3 坍塌區(qū)修坡

坍塌區(qū)修坡共分四個(gè)步驟：

1）卸載區(qū)挖土方先將坍塌后虧空面填滿；

2）填滿虧空后，卸載區(qū)多余土方甩到坡腳處將地勢(shì)墊高；

3）利用坡腳墊高的坡道，采用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)換裝液壓錘頭將坍塌區(qū)石方自上而下破碎后清運(yùn)；

4）自上而下破碎清運(yùn)時(shí)將坡面修整到 1∶0.4。

坍塌區(qū)坡面的修坡機(jī)械站位如圖 5 所示。

圖5 坍塌區(qū)坡面修坡機(jī)械占位圖

對(duì)坍塌邊坡的坡頂及坍塌區(qū)域按一定坡度進(jìn)行土方卸載，并采取坡頂防滲水措施，如坡頂鋪設(shè)塑料布或提前噴射防水混凝土，可有效防止邊坡二次坍塌災(zāi)害的發(fā)生；為確保邊坡加固施工過(guò)程中的安全，還必須按規(guī)范要求對(duì)邊坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)反饋并分析，采取相應(yīng)的搶救措施，使邊坡不發(fā)生意外破壞和變形，此處不再贅述。

3 腳手架搭設(shè)

3.1 腳手架技術(shù)參數(shù)的選擇

邊坡頂部多余土方卸載后并對(duì)坍塌土方進(jìn)行破碎、修坡完成后，需要搭設(shè)腳手架為花管及鋼筋錨桿打孔、注漿、掛網(wǎng)、噴射混凝土等提供施工作業(yè)面；其中腳手架步距及立桿間距等參數(shù)的選擇直接影響施工人員安全、輕型潛孔鉆機(jī)鉆孔作業(yè)及移位。

腳手架依據(jù)穩(wěn)定性、適用性確定步距及立桿間距參數(shù)。本工程用于鉆孔的輕型潛孔鉆機(jī)滑軌長(zhǎng) 2.4 m、寬 0.5 m，為方便潛孔鉆在腳手架上的移位及穩(wěn)定性，考慮到施工人員站立高度，項(xiàng)目部綜合以上因素將腳手架步距及立桿間距參數(shù)均確定為 1.8 m，可滿足鉆機(jī)在腳手架平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)移位并不受立桿的影響，節(jié)省了鉆機(jī)移位時(shí)間，加快了施工進(jìn)度。鉆機(jī)與腳手架相對(duì)位置關(guān)系示意圖如圖 6 所示。

圖6 鉆機(jī)與腳手架相對(duì)位置關(guān)系示意圖

3.2 錯(cuò)臺(tái)內(nèi)收腳手架搭設(shè)施工方法

本工程的山體斜面坡度在 70°左右，腳手架搭設(shè)不同于一般建筑物落地腳手架，需結(jié)合山體坡度搭設(shè)錯(cuò)臺(tái)內(nèi)收斜向爬坡腳手架，并與巖體做好拉結(jié)，以滿足錨孔鉆射、掛網(wǎng)、網(wǎng)噴混凝土等施工工序順利進(jìn)行，并保證架體整體穩(wěn)定性。

3.2.1 爬坡腳手架底座搭設(shè)

1）為保證潛孔鉆在腳手架上的穩(wěn)定作業(yè)，預(yù)防因潛孔鉆作業(yè)時(shí)的后坐力對(duì)腳手架的穩(wěn)定造成影響，需先搭設(shè)三排腳手架作為爬坡受力支撐體系底座，后續(xù)搭設(shè)的腳手架與前段接續(xù)形成依附山體的整體連續(xù)搭設(shè)，腳手架全部搭設(shè)完成后為全長(zhǎng)整體腳手架。

2）三排腳手架底座作為爬坡斜架的底腳，架體寬度 3.6 m、高度 5.4 m，沿山坡底腳南北走向通長(zhǎng)搭設(shè)。腳手架立桿縱橫間距 1.8 m、步距 1.8 m，同時(shí)為保證潛孔鉆作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定，架體除去坡面以外的另外三面每排增加斜撐鋼管，間距 3.6 m 一道，以加強(qiáng)腳手架的橫向支撐力。

3.2.2 腳手架錯(cuò)臺(tái)內(nèi)收

1）為保證腳手架整體穩(wěn)定性，滿足后續(xù)錨孔鉆射、鋼筋網(wǎng)編制及網(wǎng)噴混凝土等的施工，此腳手架整體隨山體坡度斜向爬坡錯(cuò)臺(tái)內(nèi)收搭設(shè)。

2）腳手架搭設(shè)前對(duì)邊坡下的排水溝進(jìn)行素土回填并人工夯實(shí)，然后鋪設(shè)腳手板，腳手架立柱立于腳手板上。

3）腳手架搭設(shè)過(guò)程中隨搭設(shè)高度將坡面清理剔鑿出小塊平面供爬坡立桿支撐。

4）立桿定位定距。根據(jù)構(gòu)造要求，用尺量出內(nèi)、外立桿距坡面距離，并做好標(biāo)記。用鋼卷尺拉直，分出立桿位置，并用白灰點(diǎn)出立桿標(biāo)記。墊板準(zhǔn)確放在定位線上，墊板必須鋪放平穩(wěn)，不得懸空。

5）爬坡斜架由底部三排滿堂腳手架上開始向上搭設(shè)，立桿縱橫向間距 1.8 m，步距 1.8 m，斜架立桿與下部底座架立桿對(duì)接接頭，接頭交錯(cuò)布置，兩個(gè)相鄰立柱接頭避免出現(xiàn)在同步同跨內(nèi)，并且在高度方向至少錯(cuò)開 50 cm［2］；各接頭中心距主節(jié)點(diǎn)的距離不大于步距的 1/3。

6）爬坡立桿落于巖體上時(shí)，應(yīng)將巖面碎石清理后剔鑿平整；同時(shí)為保證腳手架體的整體穩(wěn)定性及強(qiáng)度，以承受腳手架上的鉆機(jī)動(dòng)荷載，貼近坡面一側(cè)的水平腳手管（大橫桿）采用雙管。

7）斜架搭設(shè)沿高度每三步架向山坡一側(cè)收進(jìn)一排架，向內(nèi)收同時(shí)向上搭設(shè)時(shí)保證立桿與下部立桿同心對(duì)接。

8）腳手架外立面設(shè)剪刀撐。由于腳手架錯(cuò)臺(tái)搭設(shè)，剪刀撐不能上下連續(xù)設(shè)置，因此相鄰兩排剪刀撐搭設(shè)時(shí)以錯(cuò)臺(tái)處為界進(jìn)行搭設(shè)。為保證剪刀撐的順直，同時(shí)充分考慮剪刀撐的安全作用，剪刀撐采用對(duì)接扣件連接，本工程除在外立面設(shè)置剪刀撐外，在每根花管或錨桿的正下方設(shè)置橫向剪刀撐。剪刀撐剖面圖如圖 7 所示。

圖7 剪刀撐剖面圖（單位：mm）

3.2.3 腳手架拉結(jié)錨固

1）為保證腳手架的整體穩(wěn)定性，在施工過(guò)程中，將邊坡錨固鋼筋網(wǎng)、錨桿及花管與腳手架進(jìn)行整體拉結(jié)，并與邊坡頂部的拉網(wǎng)錨桿與腳手架頂部進(jìn)行連接。

2）坡頂＜30°坡面的錨桿體，間距10 m 預(yù)留一個(gè)外露焊接點(diǎn)，由坡頂自上而下的φ14 壓網(wǎng)筋與腳手架牢固連接，以保證腳手架的穩(wěn)定性。

3）腳手架與錨桿、鋼筋網(wǎng)等的拉結(jié)錨固如圖 8所示。

圖8 腳手架與錨桿及鋼筋網(wǎng)拉結(jié)錨固圖（單位：mm）

本工程滑坡山體的坍塌部位至邊坡頂部，是腳手架上潛孔鉆施工作業(yè)時(shí)受影響較大范圍，錨桿及花管作業(yè)自上而下，完成一排后（含編網(wǎng)作業(yè)）應(yīng)及時(shí)拆除相應(yīng)高度的腳手架，為保證噴漿作業(yè)需要，腳手架拆除高度≤ 4 m，這樣，可以最大程度降低中、高空作業(yè)滯留；同時(shí)腳手架搭設(shè)水平間距 1.8 m，豎向間距 1.8 m，可有效保證潛孔鉆的移位及工人噴射作業(yè)，并在貼近坡面一側(cè)水平、豎向采用雙管。爬坡式的設(shè)計(jì)方案既可降低腳手架密度，又能保證腳手架強(qiáng)度。

4 網(wǎng)噴混凝土施工質(zhì)量控制

正確進(jìn)行地質(zhì)判斷，確定錨固地層類別，可有效指導(dǎo)坍塌邊坡加固防護(hù)。本工程山體滑坡露出的地質(zhì)斷層顯示，本區(qū)域巖層為強(qiáng)風(fēng)化巖石及弱風(fēng)化巖石地層，中部坍塌處巖石較為破碎，成孔較為困難，所以中部坍塌部位加固采用打入式花管注漿+網(wǎng)噴混凝土，花管與鋼腰梁焊接成加固體系；邊坡上部及南北兩側(cè)暫未坍塌部位原始地質(zhì)采用輕型潛孔鉆機(jī)成孔，采用錨桿+網(wǎng)噴混凝土的方法進(jìn)行加固。其中，坍塌區(qū)域的花管長(zhǎng)度選擇、布置間距，未坍塌區(qū)域的錨孔深度、錨桿安裝、灌漿質(zhì)量，鋼腰梁布置及鋼筋網(wǎng)編制質(zhì)量及噴射混凝土配合比和拌制等均為本工程的質(zhì)量控制重點(diǎn)，對(duì)邊坡的加固質(zhì)量起到關(guān)鍵性作用。

4.1 花管長(zhǎng)度、布置及注漿

1）保證坍塌區(qū)域板結(jié)成整體，與未坍塌區(qū)域錨固形成穩(wěn)固體系。因坍塌區(qū)域巖石較為破碎松散，成孔困難，為保證滑坡山體的坍塌區(qū)域抗壓坡面與未坍塌區(qū)域錨固結(jié)構(gòu)能夠穩(wěn)固連成整體，坍塌區(qū)域采用花管壓力灌漿。

2）花管制作與布置。花管采用直徑 48.3 mm×3.6 mm 鋼管制作，長(zhǎng)度 3 m，成孔長(zhǎng)度 2 m，在花管下部 1～3 m 壁上沿管徑向呈 45°割直徑 6 mm 注漿孔，注漿孔沿花管四周呈螺旋狀布置；花管使用前應(yīng)除銹、除油，花管采用機(jī)械打擊插入巖體中，外露尺寸為 200 mm，用于焊接于鋼筋網(wǎng)上，花管每排的水平間距和垂直間距布置均為 1.5 m。花管制作大樣圖如圖 9 所示。

圖9 花管制作大樣圖

3）花管注漿采用純水泥漿，水泥使用 42.5 普硅水泥，漿液水灰比 0.45∶1，水泥漿應(yīng)拌合均勻，隨拌隨用，一次拌合的水泥漿應(yīng)在初凝前用完［3］。注漿時(shí)，孔口部位應(yīng)設(shè)置止?jié){廢水泥袋，采用二次注漿法，注漿至孔口溢漿為止，初凝前應(yīng)補(bǔ)漿 1～2 次至漿液飽滿，以注漿孔周圍土體滲出漿液為準(zhǔn)。

4.2 錨孔深度、錨桿安裝及注漿

1）在邊坡清理完成后，按設(shè)計(jì)位置進(jìn)行布孔成孔，成孔采用輕型潛孔鉆機(jī)按 15°角成孔，孔徑100 mm，孔道深度為 6 m、8 m，其中錨孔深度 8 m 的孔道布置在坍塌區(qū)域上部及下部，增加錨桿錨固力，同坍塌區(qū)域的花管共同焊接連接鋼腰梁，從而連成整體，可有效保證邊坡加固質(zhì)量。

2）錨桿制作及安設(shè)。錨桿采用Ⅱ級(jí)Φ22 的鋼筋，為保證鋼筋處于孔中心部位，采取桿體居中構(gòu)造措施：在桿體上設(shè)置定位支座，并沿錨桿長(zhǎng)方向 2 m 設(shè)置一道；錨桿下錨時(shí)應(yīng)順直到孔底，外露 300 mm，彎折后綁定于鋼筋網(wǎng)上，錨桿每排的水平間距 4 m、垂直間距 6 m。錨桿截面大樣圖如圖 10 所示。

圖10 錨桿截面大樣圖

3）注漿。成孔后應(yīng)及時(shí)將錨桿置入孔中，采用孔底注漿、壓力注漿法，按配比將水泥漿注入孔內(nèi)，注漿以孔口溢出漿液為止，壓力 1.2 MPa，嚴(yán)禁抽拔注漿管；第一次注漿靜置 5 min 以上第二次補(bǔ)漿至孔溢，最后從孔口注滿，以防漿體收縮。

4.3 鋼腰梁布置與鋼筋網(wǎng)編制

1）本工程的鋼腰梁設(shè)置非常關(guān)鍵：將碎石松散區(qū)域花管及未坍塌區(qū)域的錨桿連接形成整體。鋼腰梁采用 14 a 槽鋼，兩端連接錨桿，中間與花管進(jìn)行焊接，由于坡面起伏較大，鋼梁可裁短后逐段焊接，形成完整的坡面防護(hù)體系。

2）鋼筋網(wǎng)采用光圓鋼筋直徑 6 mm@200 進(jìn)行編制，鋪設(shè)時(shí)每邊搭接長(zhǎng)度≥300 mm，上下兩層之間的搭接長(zhǎng)度≥300 mm。

3）為保證鋼筋網(wǎng)緊貼坡面，待鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)完畢后，采用直徑 14 mm 螺紋鋼筋制作壓網(wǎng)筋，對(duì)鋼筋網(wǎng)進(jìn)行壓制，壓網(wǎng)筋水平間距 4 m、垂直間距 6 m 設(shè)置；同時(shí)為保證邊坡整體穩(wěn)定性，在斷層邊坡立面做螺紋鋼筋直徑 14 mm@1 000 鋼筋網(wǎng)加密處理，錨桿端部彎鉤鉤緊鋼筋網(wǎng)。

4.4 噴射混凝土配合比、拌制及噴射

1）噴射混凝土采用現(xiàn)場(chǎng)攪拌方式，采用 42.5 普硅水泥、堅(jiān)硬耐久中砂、碎石，碎石粒徑不宜大于 15 mm；水泥與砂石總重量之比為 1∶2∶2；水灰比為 0.45。

2）本工程的噴射混凝土拌合料采用人工進(jìn)行拌制，攪拌次數(shù)不少于 3 次，然后送入噴射機(jī)采用氣泵進(jìn)行噴送。

3）噴射混凝土氣壓應(yīng)根據(jù)噴漿的距離進(jìn)行調(diào)整，噴射時(shí)，噴射手應(yīng)控制好水灰比，保持混凝土表面平整、呈濕潤(rùn)光澤，噴頭與受噴面應(yīng)保持垂直，距離宜在0.6～1.0 m 之間，噴射混凝土厚度≥100 mm。

4）噴射作業(yè)應(yīng)分段分片依次進(jìn)行，同一分段內(nèi)噴射順序應(yīng)自下而上。面層噴射混凝土 C25 總厚度為 100 mm；噴射作業(yè)開始時(shí)，應(yīng)先送風(fēng)，后開機(jī)，再給料；結(jié)束時(shí)，應(yīng)待料噴完后，再關(guān)風(fēng)；向噴射機(jī)供料應(yīng)連續(xù)均勻；機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，料斗內(nèi)應(yīng)保持足夠的存料；噴射作業(yè)完畢或因故中斷噴射時(shí)，必須將噴射機(jī)和輸料管內(nèi)的積料清除干凈。

本工程負(fù)坡培土區(qū)域土質(zhì)松散，且局部斷層區(qū)域由于內(nèi)部縫隙較大易坍塌，潛孔鉆機(jī)壓縮空氣在裂隙處擴(kuò)散后較難成孔，采取加大花管注漿密度的方式固化土質(zhì)，可有效保證邊坡穩(wěn)定性；為保證鋼腰梁焊接后緊壓坡面，起到抗、壓坡面效果，需在坡面凹凸處斷開，以保證加固效果，結(jié)合坡面實(shí)際情況，每段鋼腰梁應(yīng)與花管、錨桿同時(shí)牢固焊接。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)坍塌邊坡坡頂及中部坍塌區(qū)域的土方卸載、修坡，有效抑制了滑坡山體二次坍塌的問(wèn)題，并通過(guò)采用針對(duì)潛孔鉆尺寸及作業(yè)半徑而編制并付諸實(shí)施的腳手架方案，加快了坍塌邊坡加固搶險(xiǎn)的進(jìn)度，同時(shí)對(duì)網(wǎng)噴混凝土施工工序的質(zhì)量控制，確保了工程保質(zhì)保量按期完成。總結(jié)起來(lái)，順利完成滑坡坍塌山體搶險(xiǎn)加固工程，主要有以下三個(gè)方面的經(jīng)驗(yàn)：坡頂及坍塌區(qū)域土方卸載、針對(duì)性編制腳手架搭拆方案以保證其穩(wěn)定性及適用性、塌方松散體的固化板結(jié)及鋼腰梁的有效布置。Q