巫溪至開州高速公路不良地質條件路基邊坡病害處治技術

王樹輝

（貴州省公路工程集團有限公司，貴陽 550008）

1 工程概況

巫溪至開州高速公路WYKTJC2項目起訖樁號K99+780～K118+369.408，全長約18.602 km。本標段的特殊性主要在于道路橫跨斷裂帶，地質條件差，加之降雨及其他因素的共同作用，易加劇路基邊坡的失穩現象，誘發滑塌病害，嚴重威脅到車輛的安全通行。針對此狀況，需采取有效的路基邊坡病害處治措施。

2 路基邊坡滑塌的特征和成因分析

2.1 路基邊坡滑塌的特征

1）滑體：以破碎的巖泥和巖土居多，含水量較高，土質穩定性不足。

2）滑動面：現場存在近似圓弧狀的滑動面，含水量較高，土質有較強的可塑性[1]。

3）滑床：產生與滑移方向基本一致的順層滑坡。

4）其他方面：在斷裂構造運動下，可見現場有較多的裂縫。裂縫分布區域的巖土呈風干狀態，同時可見縫內存在雜草。

2.2 路基邊坡滑塌的成因分析

測區出露基巖地層單一，僅有侏羅系中統，在區內河流兩岸及丘間溝谷有第四系零星分布。侏羅系中統的巖性多為：砂巖、粉砂巖、泥巖等沉積巖類；第四系則由塊碎石土、淤泥、黏土、砂土以及砂卵石層組成。

本項目不良地質路段主要為滑坡、崩坡積體、軟弱地基及順層路基等。根據項目沿線不良地質的現狀、線路設計情況及與不良地質位置關系、不良地質可能對線路產生的影響等各方面因素，采取適當的處治措施：（1）對于滑坡地段采取設置防護支擋、換填、加強截排水設計等措施。（2）對于崩坡積體采用清方、設置支擋防護、換填、加強截排水設計等措施。（3）對于軟弱地基，需先進行試驗段施工、按設計施作并取得相應的施工參數以指導大面積施工；對于順層路基，設置擋土墻、錨桿（索）框架梁、抗滑樁等防護。順層路塹施工時自上而下逐層開挖、逐層施工支擋結構防護工程加固邊坡，并設置變形位移監測網，進行坡表位移、深部位移監測，當地下水活動明顯時，進行滲壓監測。（4）對于危巖路段，一般采取清除松動危巖體、凹腔嵌補、主動網、被動網、墊墩錨桿等措施進行處治。

2.3 路基邊坡滑坡治理方案的提出

滑坡治理方案的設計思路：遵循因地制宜的原則，根據現場地質條件選擇適宜的治理方法；嚴格依據規范開展設計工作，保證各項工作均有效落實到位；治理方案應有多重效果，即在保證邊坡病害處治效果的同時，減小對周邊環境的干擾，做到文明施工。

按照以上思路，選擇“以板樁墻為主、框架錨索為輔”的綜合方案，考慮到現場水侵蝕的問題，還應采取排水措施。在加強排水后，可減小坡體的下滑力，防止坡體失穩。

3 滑坡病害處治技術的應用

3.1 樁板墻防護施工

在路基坡腳部位增設抗滑樁板墻，樁徑2 m×3 m，平均長度24 m，抗滑樁數量為35個。樁間設長度為3 m的外掛擋土板，以達到擋土的效果。樁板墻防護現場的場地存在軟土層，施工前將該部分清理干凈，再安排夯實，以便建成穩定、平整的工作平臺。樁基礎建設在斜坡路段時，若直接開挖施工平臺，可能由于開挖的擾動而導致原土體的穩定性受到影響，乃至發生坍塌，為規避此現象，用腳手架搭設施工平臺。斜坡存在不穩定土石，需進行有效的清理。

選擇人工開挖方法，按自上而下的順序依次開挖，優先開挖中間部分，再向周邊擴展。單節開挖量控制在0.5～1.0 m，每完成一節開挖后，隨即施作混凝土護壁，有效防護開挖面。開挖遇風化巖層時，采取濕式作業法，用風鎬鑿巖挖掘。現澆外齒式鋼筋護壁，材料為C25細石混凝土，厚度控制在150 mm，護壁環向和豎向配筋可增強護壁結構的穩定性。根據開挖進尺控制每節護壁的高度，兩者協同，實現隨挖隨防護。護壁模板采用鋼模板，既能夠保證混凝土成型后的表觀質量，又可實現模板的循環利用。模板支設時，用“U”形卡做穩定的連接處理，護壁孔圈中心線與樁軸線保持重合。相較于現場地面標高，第一節護壁高出200 mm以上，阻隔雨水進入。

在施工鋼筋骨架的保護層時，按2 m的間距依次布設定位鋼筋，以保證該保護層的有效施作。每道定位鋼筋沿圓周焊接4個，并配套超聲波檢測鋼管。分段吊裝鋼筋籠，吊裝時加強防護，不可碰觸孔壁，待一節鋼筋籠下放到位后，吊裝后一節并與之精準對接，節間采取搭接焊接的連接方法，依次將各節段設置到位。

3.2 預應力錨索施工工藝

錨索框架用C30混凝土澆筑成型，縱、橫梁截面尺寸均為40 cm×40 cm，框架梁入土深度30 cm。邊坡巖性為微風化時，開挖過程中可能導致局部坡面缺乏平整性，遇此類情況時，隨即用漿砌片石補平。橫梁每12～18 m設一道寬2 cm的伸縮縫，縫內填塞瀝青麻筋。每級邊坡均設置檢查踏步和急流槽，便于日常檢查和維修工作的開展。框架梁內綠化植草，在穩固土體的同時提升生態環境效益。植草以適宜當地環境的草種為宜，植草后注重防護，確保成活率不低于90%。

4 施工技術

4.1 普通拉力型錨索的制作

1）錨索采用φ15.20 mm，抗拉強度fpk=1 860 MPa的預應力鋼絞線，材料具有高強度、低松弛的特性，并為之配套符合規定的錨具。

2）錨索編束時梳理好鋼絞線，做到排列均勻、平直，對于存在油污、銹跡或其他雜物的鋼絞線，均要清理干凈，否則不允許穿束。錨索自由段由于外露容易出現銹蝕現象，因此，要加強防銹處理。

3）錨索擴張環采用工程塑料環，根據鋼絞線的根數進行配套。箍環以鐵扎絲為原材料加工成型，擴張環與緊箍環的布設間距根據布設位置而定，錨固段為0.5 m，自由段為1.5 m。

4）鋼絞絲預留1.5 m的長度，以便張拉鎖定。張拉后，先檢查是否達到張拉要求，若無誤，切除多余的鋼絞線，再安排封錨。

5）錨索下料的尺寸必須準確，且錨索不可由于下料而受損，根據此要求，采用砂輪切割。平順推送錨索進孔，全程不發生扭轉，若中途卡頓，先適當向外拔出再繼續推送，直至達到設計深度要求為止。針對錨索難以推送到位的情況，先用高壓風清理存在于錨索孔內的雜物，若此舉仍無法取得良好的處理效果，再次鉆孔并推送錨索入孔。

4.2 搭設工作平臺

1）用φ48 mm鋼管搭設施工平臺，立桿長度視現場條件而定，橫距取3 m。于立桿內側設縱向水平桿，桿件的節點部位用碗扣接頭連接。施工平臺主體結構成型后，為提升日常使用的安全性，在四周搭建護欄、掛設安全網，在鉆機所處部位的1.5 m區域內滿鋪木板，建成一條穩定的安全通道。

2）施工平臺搭建成型后，校正步距、縱距、橫距、立桿的垂直度，及時發現偏差并處理。橫桿與立桿連接后做詳細的檢查，判斷是否準確、穩定，確認無誤后根據施工計劃安排下一道工序的施工。

3）工作平臺的拆除存在安全隱患，因此，在現場設置警戒，掛設警戒標示，由專員加強現場管理，禁止任何無關人員進入現場。按照先橫桿、再立桿的順序依次拆除，禁止上、下同步作業。在拆除長立桿和斜桿時，必須由2名作業人員配合。因工作量較大，難以在1 d內完成所有構件的拆除時，當日工作結束后增設臨時固定支撐，以防安全事故的發生。拆除后的構件不可隨意丟棄，需分類堆放至指定位置。工作平臺示意圖如圖1所示。

圖1 工作平臺示意圖（單位：m）

4.3 鉆孔

1）測量放線：根據設計要求測放孔位，偏差控制在±2 cm。

2）鉆機就位：鉆孔采用潛孔鉆無水干鉆成孔工藝，配套直徑不小于設計孔徑的鉆頭，搭建平穩的鉆機安放支架，安排鉆機在該處就位。鉆進時用地質羅盤儀定向。按照測量放線結果精準鉆孔，孔深略大于設計深度0.5 m或更多，以保證鉆進后錨孔深度的有效性。

3）特殊情況的應對措施：根據錨固地層的特性和鉆機性能靈活調整鉆孔速度，以免出現鉆孔扭曲或其他異常狀況；若鉆進深度范圍內的地層松散、破碎，鉆孔成型難度加大，為順利成孔，采取套管跟進鉆孔技術；由于地質條件特殊或鉆進方法不合理等原因而導致縮孔、塌孔時，暫停鉆進，向孔洞內灌漿固壁，恢復鉆進時需掃孔鉆進，確保鉆進成型的孔洞具有完整性和穩定性。

4）錨孔清理：鉆孔期間產生的巖粉易堆積在孔內，需在鉆孔后用0.2～0.4 MPa高壓空氣清孔，減少孔內的巖粉含量和積水量，給水泥砂漿的灌注作業創設良好的條件，使灌注的漿液與孔壁巖土體穩定結合，形成具有較高黏結強度的結構體系。

4.4 注漿

1）錨孔、錨桿注漿材料分別選用M40、M30水泥漿。

2）錨桿注漿采用孔底返漿法，在此期間禁止隨意拔動注漿管。漿液注入到位且收縮后，及時用M30水泥砂漿對孔口部位進行補漿。為起到防銹的效果，在補漿環節的漿液制備中摻入適量的阻銹劑。

3）錨索注漿分2次完成：首次為錨固段和自由張拉段同步注漿，此環節采用孔底返漿法，加強對注漿管的姿態控制，禁止從孔底抽出。現場作業人員嚴格控制注漿壓力，為有效注入漿液，壓力在0.5～1.0 MPa。第二次注漿時間安排在首次注漿完成的1～2 h后，采取劈裂注漿的方法，材料選用M40水泥漿，注漿壓力為1.5～2.0 MPa。錨固段打孔注漿，豎向間距30 cm、120°螺旋布置，孔徑統一控制在5 mm，孔口和管底均用工程膠布封堵，阻止雜物進入其中，確保在二次注漿前管內不出現堵塞現象。

4.5 張拉鎖定

1）框架梁混凝土強度達80%同時錨索體漿液齡期達20 d時，具備張拉條件，可以安排張拉。

2）正式張拉前，先按張拉力的0.1～0.2倍對單根錨索做預張拉處理，此操作的目的在于使錨固體各部分緊密接觸，同時檢查是否存在異常狀況，若有則妥善處理，以免影響正式張拉作業的順利進行。

3）錨索張拉分級完成，分別取設計張拉力的25%、50%、75%、100%、120%，前四級每級持荷穩壓時間控制在2～5 min，最后一級延長至20～30 min。由專員嚴格依據設計流程進行張拉，這期間采集錨頭位移、錨座變形等各項關鍵的張拉作業數據，完整記錄，結合實測數據判斷張拉效果。錨索張拉時，張拉力和鋼絞線伸長量均要得到有效的控制，任何一項指標不達標均視為張拉不到位[2]。

4）錨索鎖定后安排3 d的觀察，判斷在此階段是否存在異常，若無異樣則切除多余的鋼絞線，用手提砂輪切割機將該部分切除。經檢查，鋼絞線切除長度合理、無異常變形等問題時，安排錨頭封錨作業，此處采取注入水泥漿的方法填充錨墊板及錨頭的空隙部位，同時按要求將模板支設到位，用C30混凝土封錨。

5 結語

高速公路路基邊坡處可能存在不良地質條件，路基邊坡的穩定性難以得到保障，可能誘發滑塌事故。為了保證安全出行，必須對路基邊坡滑塌病害采取針對性的處治措施。本文探討了導致高速公路邊坡滑塌的關鍵原因，根據掌握的信息確定了“板樁墻為主、框架錨索為輔”的滑坡病害的治理方案，取得了良好的效果，保證了高速公路的安全運營。