主動防護網+噴射混凝土在公路崩塌應急治理中的綜合應用

陳 新 楊 進 鄭常磊

（四川省地質工程勘察院集團有限公司，四川 成都 610000）

西南地區多山，地形陡峻，公路兩側邊坡高陡，由于修建時間過長，兩側斜坡體在自身重力和持續降雨的不斷作用下，發生一定的變形，形成了大大小小的潛在崩塌體和滑坡體。由于變形體所處位置較高，加之植被覆蓋率很高，難以有效識別和發現，因此難以提前進行有效治理和防范[1]。

由于該地區降雨充沛，山體連綿，匯水面積較大，公路所處位置多位于山腳河谷，如遇持續強降雨，坡面匯水集中沖刷公路兩側邊坡，極易誘發坡體發生變形，突發性最強的就是公路邊坡崩塌，此類崩塌為覆蓋層崩塌居多，有些為表層強風化基巖崩塌[2]。沿公路沿線展布，所處位置一般為公路以上數十米或數百米不等，由于所處位置較高，崩塌體動能較大，崩塌的土石體從公路上部斜坡直瀉而下，可能掩埋公路及鄰近建構筑物，對公路車輛威脅極大。一旦發生，短時間內會造成交通中斷，傳統的應急搶險手段要么花費時間長，要么難以有效控制崩塌[3]。在短時間內恢復通行的迫切需求下，如何采取一種快速有效的應急治理方式，是本文探討的核心。

1 項目背景

2010 年，受強降雨影響，某段公路連續發生數次崩塌，邊坡松散堆積體發生高位危巖塊體崩塌。為內側邊坡松散堆積體發生高位危巖塊體垮塌，垮塌方量約150m3～11000m3，造成公路斷道。以上四處崩塌具有共同性：

1.所處位置較高，一般位于公路路面以上40～150m，直接威脅公路。崩塌體的剪出位置位于公路路面以上，公路路面除了受到淺層崩塌體的沖擊，本身并沒有中、深層滑坡變形威脅公路。

2.崩塌體厚度1m～3m，為淺層覆蓋層或表層強風化基巖小型崩塌；崩塌體物質多為崩坡積形成的松散碎塊石土，其中夾含大量的塊石、孤石。下伏較為完整的基巖面。

3.四處崩塌體主要誘發因素為持續強降雨，依據收集的降雨資料，在崩塌發生之前，至少都發生了持續強降雨，短時降雨量在50mm 以上。

4.崩塌體所處位置植被覆蓋度高，崩塌前難以通過巡查等手段發現地面裂縫等變形跡象，因此突發性較強，難以有效防范。

5.由于該段公路車流量大，車輛無法繞行，積壓多，搶險工程必須快捷有效。

2 應急搶險方案的優化與創新

本次采取的搶險治理措施：人工坡面清危+巖縫、凹槽、松散土層注漿加固+主動防護網（系統自鉆式中空錨桿加固）+隨機錨桿加固+噴射混凝土。

2.1 人工坡面清危

由于崩塌發生后坡面還殘留著大量的危巖體、松石，如不予以清理，在地表水沖刷甚至自身重力作用下可能發生掉塊墜落，公路車流量大，砸中砸壞下部的車輛的可能性和危險性很大，因此必須予以清理。如采用坡腳搭架進行清理時間不允許較長，因此本次人工坡面清危采用簡易式手持式工具，如撬棍、風鎬、高壓水槍等進行清理。

2.2 主動防護網（系統自鉆式中空錨桿加固）+隨機錨桿加固+巖縫、凹槽、松散土層注漿加固

1.主動防護網（GPS2 型）：常用于坡面崩塌、風化剝落、溜坍、溜滑或塌落類地質災害的加固防護，其明顯特征是采用系統錨桿固定，通過支撐繩和縫合張拉（鋼絲繩網或鐵絲格柵）來對柔性網部分實現預張拉，從而對整個邊坡形成連續支撐，其預張拉作業使系統盡可能緊貼坡面，并形成了抑制局部巖土體移動或在發生局部位移或破壞后將其裹縛（滯留）于原位附近的預應力，從而實現其主動防護（加固）功能[4]。該系統在施工工藝上為確保其盡可能緊貼坡面，錨桿孔口應開鑿孔口凹坑。由于主動防護網安裝的快捷性，同時對坡面殘留而難以清除突出的巖體塊石可以進行有效包裹，比較適宜于該崩塌的搶險治理，單張網片尺寸一般為4.5m×4.5m。

2.創新思路：坡面區域大部分出露的是崩坡積或者殘坡積的碎塊石土，土質松散，如先成孔，再安裝主動防護網配套的鋼繩錨桿，容易塌孔，安裝鋼繩錨桿困難，減慢了施工進度，同時影響注漿質量。基于此，決定采用自鉆式中空注漿錨桿，錨桿長度2m～3m，直徑25mm，通過手持式鉆機一次性成孔安裝注漿，極大地加快了施工進度。

隨機錨桿長3m～5m，主要是布置于少數區域危巖體較為發育、需要進行局部加強加固的地方。

針對巖腔、巖縫及部分凹槽采用注漿加固處理；注漿加固后，對表層松散土體進行噴漿硬化，水灰比1：0.5。

2.3 噴射混凝土

主動防護網施工完成后進行邊坡面層混凝土噴射，材料采用C20 細石混凝土，噴射厚度10cm。

2.4 主要工程內容

1.人工坡面清危：坡體表面孤石（塊石）較多，雜亂分布于坡面上，粒徑大致在0.2m～1.5m 之間，孤石之間為松散狀態的砂質粉土，粘粒含量少。采用蜘蛛人高空作業，采用風鎬、撬棍等工具進行清理，清危面積約3000m2，清危方量920m3。

2.主動防護網：在人工坡面清危的基礎上鋪設主動防護網，主動防護網面積約9000m2，網片固定錨桿沒有選擇常用的鋼繩錨桿，而是采用直徑25mm 自鉆式中空錨桿，長度3m，另外在危巖體較為發育的地方布設隨機錨桿110 根，長度3m～5m；針對巖腔、巖縫及部分凹槽采用注漿加固處理。

3.在主動網及隨機錨桿等工程施工完畢的基礎上，坡面層混凝土噴射面積5000m2，部分完整基巖出露面不進行混凝土噴射。考慮到有效性，故需將防護面積適當擴寬，使防護網的邊緣錨點位于兩側及上部穩定區域。

3 技術要求

1.主動網錨桿及隨機錨桿施工保證孔位的準確性、孔深要求以及是否進入完整坡面的驗收，方可進行下一步的主動網施工。

2.主動網鋪設必須緊貼坡面，縱橫鋼繩需要施加一定的預應力使得網片能夠緊緊兜住坡體，部分突出危巖體在下部增設錨桿以加強主動網對危巖體的束縛作用。

3.巖腔、巖縫及凹槽灌漿材料要注意水灰比的控制，水灰比采用1：0.5，采用純水泥漿，水泥采用P.O42.5。

4.做好施工監測，采用人工巡視、無人機航拍等方式等整個施工過程進行有效監測，并在下方設置了安全圍欄進行防護。

4 工序安排

4.1 工序安排

現場施工條件較差，需要修建施工邊坡，主動防護網、錨桿等材料需要轉運至坡面上部斜坡，再由上至下的施工安裝。

施工工序主要見圖1：

圖1 施工工序流程圖

4.2 工期計劃

本搶險工程規定的工期為7 天達到通車條件，未達到此條件，按照天來安排工期。（見表1）

表1 施工工期計劃表

5 工程效果分析

1.工期：按照預定工期完成了應急施工，極大地緩解了因道路中斷造成的交通壓力。

2.工程質量：通過應急搶險治理后，整個崩塌區域在工程有效期內，沒有出現崩塌、掉塊或墜落等情況，下部公路通行得到了臨時通行安全保障。

6 創新及意義

該公路邊坡崩塌搶險項目的成功處理，為今后的類似項目提供了思路和經驗，實施中的創新性的思路和手段，對類似的淺層覆蓋層公路邊坡崩塌應急搶險具有一定的借鑒意義。

6.1 主動防護網+噴射混凝土相結合替代原有的鋼筋網片網噴工程

將主動防護網防護和噴射混凝土噴護有效地結合起來，主動防護網相對傳統的鋼筋網片護坡，對邊坡的平整度要求不高，對崩塌體有一定的約束和裹縛作用，格柵網、鋼絲繩、柔性網、柔性錨桿都是加工好的成品，安裝簡便迅捷，用于應急搶險工程較為適宜；但主動網沒有隔絕崩塌體和空氣，土石可能受地表水的沖刷，或者差異風化，造成碎屑物質從網眼中漏出來，形成凹腔，危及主動防護網的穩定，而噴混凝土可以有效地解決以上問題。因此將主動防護網和噴射混凝土相結合，即利用主動防護網迅速對崩塌殘留體形成防護約束作用，再利用噴射混凝土增加工程一定的耐久性。

6.2 自鉆式中空注漿錨桿替代鋼繩錨桿，有效加快施工進度，提高注漿錨固質量

應用自鉆式中空注漿錨桿可以有效地減少施工時間，提高錨固質量，被動防護網使用的是鋼繩柔性錨桿，長度2m，在覆蓋層或者強風化巖層成孔過程中，容易塌孔，而主動防護網的錨孔都是用手持式鉆機成孔，無法跟管，因此一旦塌孔，使得鋼繩錨桿難以安裝到位，嚴重影響施工進度和注漿錨固質量。本次工程屬于搶險工程，時間非常緊張，采用自鉆式中空注漿錨桿替代原有的鋼繩柔性錨桿，并在頂部安裝穿線環便于后期被動防護網穿繩安裝，采取一次性鉆孔、安裝和注漿，不需要拔鉆桿再安裝錨桿注漿，因此施工速度大幅加快，注漿質量得到保障。

6.3 隨機錨桿、巖縫灌漿、松散土層注漿對整個防護系統進行補強

由于坡面沒有進行統一的平整和削坡，坡面危巖凹凸不平，裂縫、凹腔十分發育，本次搶險治理針對性地進行加強加固。首先是針對裂縫、松散土層進行了灌漿、注漿處理。對于在大塊石和危巖下部的凹槽凹腔部位，增加隨機錨桿，長度在3m 以上，可以有效增加主動防護網的約束和裹挾作用。

綜上，采用主動網+噴射混凝土時間快、功效好，質量可以得到有效保障，對淺層的公路邊坡崩塌具有較好的實用性。