考慮安全性要求的路橋隧道邊坡加固施工技術(shù)

2023-01-01 00:00:00楊加興吳勇陳龍輝

工程機(jī)械與維修 2023年4期

摘要：在開展路橋隧道邊坡加固施工階段，由于抗滑樁錨固深度的合理性較低，導(dǎo)致邊坡的剪應(yīng)變難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在保證安全性基礎(chǔ)上，對(duì)路橋隧道邊坡加固施工技術(shù)進(jìn)行研究。在分析抗滑樁錨固深度影響因素的構(gòu)成以及具體影響形式基礎(chǔ)上，根據(jù)路橋隧道邊坡地層實(shí)際情況，確定抗滑樁錨固深度，按照確定的參數(shù)完成對(duì)應(yīng)的施工流程。接樁時(shí)采用焊接方式，并結(jié)合樁的打入深度設(shè)置抗滑樁錨固的結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試結(jié)果顯示，路橋隧道邊坡的剪應(yīng)變參數(shù)始終穩(wěn)定在0.013以內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：路橋隧道邊坡；加固施工技術(shù)；抗滑樁；錨固深度；邊坡地層

0 " 引言

對(duì)路橋隧道邊坡加固施工影響因素進(jìn)行分析可知，其主要包括三個(gè)方面[1]。一是環(huán)境因素對(duì)于路橋隧道邊坡加固施工效果的影響，其是較為顯著的影響因素之一[2]。從環(huán)保方面出發(fā)，加強(qiáng)對(duì)其的重視程度，是有效降低對(duì)環(huán)境影響的基礎(chǔ)和關(guān)鍵關(guān)節(jié)，通過建立加固工程和周邊環(huán)境之間的協(xié)調(diào)關(guān)系[3]，有助于從根本上提升工程施工質(zhì)量。二是邊坡穩(wěn)定因素對(duì)于路橋隧道邊坡加固施工效果的影響[4]，其也是較為突出的影響因素之一。在路基的使用過程中，由于長(zhǎng)期受雨水沖刷等因素的作用，原始的支擋和邊坡會(huì)發(fā)生不同程度損壞，由此導(dǎo)致路橋隧道的穩(wěn)定性受到破壞[5]，影響其正常使用。結(jié)合這一作用形式，在設(shè)計(jì)路橋隧道邊坡加固施工階段，加強(qiáng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性保障方面的重視程度也成為了必須要考慮的因素之一[6]。

除此之外，綜合治理因素也在一定程度上影響著路橋隧道邊坡加固施工效果。針對(duì)此問題，在具體施工過程中，需要結(jié)合柔性結(jié)構(gòu)以及剛性結(jié)構(gòu)的屬性特點(diǎn)，對(duì)二者進(jìn)行有機(jī)結(jié)合處理，以此保障最終工程的整體質(zhì)量能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求[7]。

結(jié)合上述分析，本文提出考慮安全性要求的路橋隧道邊坡加固施工技術(shù)研究，并以實(shí)際工程項(xiàng)目為基礎(chǔ)，通過對(duì)比測(cè)試的方式，分析驗(yàn)證了設(shè)計(jì)施工技術(shù)的應(yīng)用效果。

1 " 路橋隧道邊坡加固施工技術(shù)設(shè)計(jì)

1.1 "抗滑樁錨固深度確定

抗滑樁錨固深度的合理性是決定邊坡加固施工技術(shù)應(yīng)用效果最主要的施工環(huán)節(jié)之一。受客觀環(huán)境因素的作用，影響抗滑樁錨固深度的因素較為復(fù)雜[8]，因此在施工前，本文充分分析了抗滑樁錨固深度影響因素的構(gòu)成以及具體的影響形式。其中，從客觀因素角度分析，穩(wěn)定地層的滑坡推力、樁前滑體的抗力大小是最主要的影響因素；從材料的角度分析，樁的剛度、強(qiáng)度以及樁的截面尺寸是最主要的影響因素；從具體的施工設(shè)計(jì)方案角度分析，樁間距是最主要的影響因素。

結(jié)合上述分析，在確定抗滑樁的錨固深度的過程中，將樁側(cè)巖土體受到的橫向容許承載力強(qiáng)度作為量化執(zhí)行基準(zhǔn)，結(jié)合地層的側(cè)向允許抗壓強(qiáng)度參數(shù)，對(duì)抗滑樁傳遞到滑面以下地層側(cè)壁的應(yīng)力參數(shù)加以控制，確保其不大于允許抗壓強(qiáng)度最大值。以此為基礎(chǔ)，以路橋隧道邊坡地層的實(shí)際情況為基礎(chǔ)，按照不同情況分別進(jìn)行差異化考慮。

對(duì)于地質(zhì)構(gòu)成為較完整的巖質(zhì)、半巖質(zhì)地層結(jié)構(gòu)，路橋隧道邊坡加固階段樁身的施工要求需滿足公式（1）。

?max≤K·C·R " " " " " " " " （1）

其中，?max表示樁身作用于巖體側(cè)壁的壓應(yīng)力參數(shù)。K表示在巖石構(gòu)造水平方向上，路橋隧道邊坡巖石容許承壓力的換算系數(shù)，其主要取決于風(fēng)化、軟化程度以及巖石的裂隙。C表示路橋隧道邊坡的應(yīng)力性能折減系數(shù)。R表示路橋隧道邊坡巖石的單軸抗壓極限強(qiáng)度參數(shù)。按照這樣的方式保障抗滑樁錨固的施工效果，能夠滿足路橋隧道邊坡加固要求。

對(duì)于地質(zhì)構(gòu)成為土層、松散破碎巖層結(jié)構(gòu)，路橋隧道邊坡加固階段樁身的施工要求需滿足公式（2）。

（2）

其中，α表示土層、松散破碎巖層結(jié)構(gòu)的內(nèi)摩擦角參數(shù)，y表示地層巖土的容重參數(shù)，t表示地層巖土的粘聚力參數(shù)，α表示地層到計(jì)算點(diǎn)的深度參數(shù)，k表示折減系數(shù)。

結(jié)合上述分析可知，當(dāng)路橋隧道邊坡為較完整堅(jiān)硬巖層結(jié)構(gòu)時(shí)，本文設(shè)置抗滑樁的錨固深度為樁長(zhǎng)的1/4；當(dāng)路橋隧道邊坡為土層或軟質(zhì)巖層結(jié)構(gòu)時(shí)，本文設(shè)置抗滑樁的錨固深度為樁長(zhǎng)的1/3～1/2。

按照此方式，結(jié)合不同情況實(shí)現(xiàn)對(duì)抗滑樁錨固深度的合理設(shè)置，為最終的施工效果提供保障。

1.2 "路橋隧道邊坡加固施工

結(jié)合確定的抗滑樁錨固深度，制定路橋隧道邊坡的加固施工流程如圖1所示。

按照?qǐng)D1所示的流程，在準(zhǔn)備階段，需要控制的環(huán)節(jié)是對(duì)具體的抗滑樁錨固位置加以明確。打樁階段，如果在入土2～3m發(fā)現(xiàn)樁身發(fā)生傾斜情況，需要將樁拔出重打。接樁時(shí)采用焊接方式，同時(shí)預(yù)設(shè)下節(jié)樁的打剩高度為50～80cm。在停錘的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置階段，由于樁長(zhǎng)，樁的尺寸以及實(shí)際施工環(huán)境的地質(zhì)情況不同，將樁的打入深度作為設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)最后lm的擊打數(shù)達(dá)到10次以上，或最后10擊的平均貫入度低于10.0cm時(shí)，則停錘。

2 " 應(yīng)用測(cè)試

2.1 "測(cè)試工程概況

在對(duì)本文設(shè)計(jì)施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行分析過程中，以某山嶺重丘區(qū)隧道施工項(xiàng)目作為測(cè)試工程，該項(xiàng)目為雙洞四車道對(duì)向交通工程結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)施工區(qū)域的基礎(chǔ)信息進(jìn)行分析，首先，在地質(zhì)構(gòu)成方面，沿著東西向展布方向上，隧道區(qū)露出地層為第四系崩坡積風(fēng)化土覆蓋，具體的參數(shù)信息如表1所示。

結(jié)合表1所示的參數(shù)信息，將全長(zhǎng)為710m的隧道安裝進(jìn)口樁號(hào)和出口樁號(hào)信息，將其劃分為3段，其中，對(duì)應(yīng)的區(qū)段劃分結(jié)果如下：第一段為K1028-330～K1028-

450；第二段為K1028-450～K1029-110；第三段為K1029-110～K1029-230。

按照上述所示的劃分方式，分別采用本文設(shè)計(jì)的加固施工技術(shù)以及文獻(xiàn)[5]和文獻(xiàn)[6]提出的加固施工技術(shù)，實(shí)施對(duì)應(yīng)的施工，并統(tǒng)計(jì)施工后邊坡的安全性能參數(shù)。

2.2 "測(cè)試結(jié)果

在對(duì)施工后邊坡的安全性能進(jìn)行分析階段，本文將剪應(yīng)變作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。其中，設(shè)計(jì)要求邊坡允許剪應(yīng)變最大值為0.019。在此基礎(chǔ)上，按照平均分別的方式在每段施工區(qū)段取12個(gè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，得到的數(shù)據(jù)結(jié)果如表2所示。

結(jié)合表2所示的測(cè)試結(jié)果可以看出，在3種不同邊坡加固施工技術(shù)下，對(duì)應(yīng)的邊坡剪應(yīng)變存在較為明顯的差異。其中，在文獻(xiàn)[5]方法的測(cè)試結(jié)果中，整體邊坡的剪應(yīng)變區(qū)間為0.0185～0.0195，雖然表現(xiàn)出了較高的穩(wěn)定性，但是部分檢測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的施工效果并未得到設(shè)計(jì)要求（低于邊坡允許剪應(yīng)變最大值0.0190），存在進(jìn)一步控制的空間。

在文獻(xiàn)[6]方法的測(cè)試結(jié)果中，邊坡剪應(yīng)變參數(shù)呈現(xiàn)出了較為明顯的不穩(wěn)定性，最小值僅為0.0123，最大值達(dá)到了0.0222。測(cè)試結(jié)果表明，該施工技術(shù)在質(zhì)量穩(wěn)定性控制方面存在進(jìn)一步提升的空間。相比之下，在本文設(shè)計(jì)施工技術(shù)的測(cè)試結(jié)果中，邊坡剪應(yīng)變參數(shù)始終穩(wěn)定在0.013以內(nèi)，最大值僅為0.0126（12號(hào)檢測(cè)點(diǎn)），最小值僅為0.0123，始終低于設(shè)計(jì)要求邊坡允許剪應(yīng)變最大值0.0190。

綜合上述測(cè)試結(jié)果以及對(duì)比數(shù)據(jù)信息可以得出結(jié)論，本文設(shè)計(jì)的考慮安全性要求的路橋隧道邊坡加固施工技術(shù)能夠滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)于路橋隧道邊坡的安全性要求而言，具有可靠的應(yīng)用性能。

3 " 結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)際邊坡加固防護(hù)施工過程中，影響最終施工質(zhì)量的因素比較多，為了最大限度保障工程的施工質(zhì)量能夠滿足設(shè)計(jì)要求，從多方面因素方面進(jìn)行充分考慮是十分必要的。本文提出考慮安全性要求的路橋隧道邊坡加固施工技術(shù)研究方案，結(jié)合橋隧道邊坡穩(wěn)定性主要影響因素以及作用形式，對(duì)具體加固施工技術(shù)進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，達(dá)到了提高邊坡穩(wěn)定性的目的，對(duì)應(yīng)的應(yīng)力參數(shù)均達(dá)到了路橋隧道邊坡運(yùn)行階段的安全性設(shè)計(jì)要求。相關(guān)研究能夠?yàn)轭愃乒こ添?xiàng)目的施工提供有價(jià)值的參考，最大限度保障路橋隧道使用過程中的安全性。

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