龍家背滑坡?lián)岆U(xiǎn)治理施工技術(shù)研究

曾興楚、夏威

（湖南建工交通建設(shè)有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引言

地質(zhì)災(zāi)害整體整治是“除險(xiǎn)安居”專項(xiàng)行動(dòng)中非常重要的組成部分。在郴州市人民東路龍家背路段發(fā)生了山體滑坡，且有繼續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。該路段所在區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，周邊環(huán)境制約條件眾多，滑坡危害極大。公路位于滑坡之上，且路邊有民居；滑坡前緣向坡腳處數(shù)棟居民房屋區(qū)推移，使得坡腳處居民置身于懸崖之下；即將施工的人民東路延伸段隧道的施工安全受到威脅，且可能危及隧道的使用安全。因此，必須盡快采取有效措施對(duì)該滑坡進(jìn)行處治。

1 滑坡加固治理工程概況

1.1 主體項(xiàng)目位置

郴州市人民東路延伸段地處郴州市城東郊，路線基本呈東西走向，有兩處隧道穿越山體。滑坡?lián)岆U(xiǎn)工程位于該路段兩隧道間的東隧道出口處，地屬郴州市蘇仙區(qū)白鹿洞街道石榴灣社區(qū)。因地名為龍家背，所以稱之為龍家背滑坡?lián)岆U(xiǎn)治理工程。

1.2 地形地貌

龍家背滑坡所處地塊為湘南低山丘陵地貌區(qū)，地處隧道出口處，地形特點(diǎn)呈西高東低，地面高程在195～235m 之間。勘測地塊寬度最大值為150m，長度最大值為160m，滑動(dòng)體積約為24 萬立方米，屬于中等規(guī)模推移型滑坡。據(jù)調(diào)查，該邊坡在公路動(dòng)工建設(shè)之前就已有很多縱向裂縫，原因是自然條件下坡體受力失衡，導(dǎo)致形狀改變和表面出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象，坡頂縫隙大約在1～3cm。經(jīng)鉆探勘察，該邊坡巖土層結(jié)構(gòu)自上而下可分為人工填土、粉質(zhì)黏土、強(qiáng)風(fēng)化頁巖、中風(fēng)化頁巖、破碎灰?guī)r、中風(fēng)化灰?guī)r六大層。

1.3 監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)

龍家背滑坡區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜。已有監(jiān)測資料表明，該地段滑坡始于2015 年11 月上旬，在滑坡后緣出現(xiàn)小規(guī)模滑動(dòng)，坡頂房屋地面出現(xiàn)少量寬約4cm 的中型裂縫，并伴有0.2m 的地面沉降，后經(jīng)房主自行填實(shí)處理。2016 年3 月下旬持續(xù)強(qiáng)降雨，滑坡整體發(fā)生明顯滑動(dòng)，滑坡體后緣出現(xiàn)大量寬約10～50cm 的張拉裂縫，房屋前方地面被拉裂下沉30～70cm。滑坡體坡頂為村民自建房，基礎(chǔ)為人工挖孔樁基礎(chǔ)，樁端埋藏深度約10m，滑坡后房屋暫未見明顯裂縫。房屋前新建公路路面出現(xiàn)多條寬裂縫，并下挫50cm。

2 滑坡治理思路

根據(jù)對(duì)該滑坡特點(diǎn)的分析，結(jié)合郴州市人民東路延伸段東2 號(hào)隧道的建設(shè)情況，秉持動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的原則，將該滑坡治理工程細(xì)分為以下六個(gè)部分。

第一，滑坡頂部房屋與道路保護(hù)。設(shè)置后排樁，保護(hù)滑坡后部房屋與道路。同時(shí)，在此設(shè)置抗滑樁以減小滑坡推力，對(duì)下方坡體起到部分保護(hù)作用。

第二，隧道出口洞門保護(hù)。前排抗滑樁設(shè)置在洞門位置，兩隧道間和隧道口兩側(cè)的局部區(qū)域設(shè)置雙排樁，對(duì)擬建隧道的洞門結(jié)構(gòu)起到保護(hù)作用，確保隧道出口的安全。

第三，前后排樁之間進(jìn)行放坡減載，放緩坡度處理。同時(shí)在坡面采用錨桿框格梁支護(hù)，保證表層滑坡體的穩(wěn)定。

第四，對(duì)洞門前兩側(cè)邊坡進(jìn)行放坡處理。放坡坡比1∶1.5，以保留更多土體，在保證邊坡本身穩(wěn)定的情況下起到類似于坡腳加載的效果。

第五，距隧道出口6m，沿隧道軸線至后排樁區(qū)域采用鋼花管注漿工藝，確保隧道開挖過程中洞頂?shù)陌踩耘c可靠性。

第六，隧道結(jié)構(gòu)保護(hù)。前后排樁之間，沿隧道左洞左側(cè)開挖邊界線外4m，設(shè)置一排隔擋樁，減少滑坡西南方向的推力對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的威脅。

根據(jù)已有勘察、設(shè)計(jì)資料，以及現(xiàn)場踏勘情況，對(duì)不同區(qū)段采取不同的支護(hù)措施，具體支護(hù)結(jié)構(gòu)如下：

一是對(duì)隧洞出口洞門采用“抗滑樁+錨索+面板+錨桿”支護(hù)。前排樁緊貼隧道洞門后壁，樁頂設(shè)冠梁。AB 段抗滑樁樁長以入灰?guī)r4m 控制，樁頂按原地形線設(shè)置，樁徑1.5m，間距2m，面板厚20cm，樁頂設(shè)1.5m×1m 冠梁。CD 段抗滑樁樁長以入灰?guī)r4m 控制，樁頂按原地形線設(shè)置，樁徑1.8m，間距2.2m，面板厚20cm，樁頂設(shè)1.8m×1.2m 冠梁。BC 段布置兩排抗滑樁，按矩形布置，第一排、第二排樁排距3m，雙排樁采用連梁連接，連梁尺寸為1.2m×1.8m，各排樁間距2.2m，樁長以入隧道底板10m 控制，樁徑1.8m，面板厚20cm[1]。第一排、第二排樁頂設(shè)冠梁，冠梁為1.8m×1.2m，第二排樁冠梁為BG 段全段布置。前排樁冠梁設(shè)一排錨索，錨索長40m，錨固段32m，采用6φs15.2 鋼絞線，開孔直徑150mm，施加750kN 預(yù)應(yīng)力，錨索入射角度為15°。洞門上方設(shè)微型鋼管樁，φ0.65×0.8m，矩形布置，并在面板位置設(shè)兩排錨桿。

二是對(duì)滑坡頂部房屋與道路采用“抗滑樁+錨索”支護(hù)。抗滑樁φ1.5m，間距2m。樁頂設(shè)1.5m×1m冠梁，錨索與冠梁連接，錨索長40m，錨固段32m，角度15°。設(shè)置第三排“抗滑樁+錨索”作為儲(chǔ)備支護(hù)措施，視后期監(jiān)測情況決定是否施工。

三是對(duì)前后排樁之間滑坡體采用“放坡+錨桿+框格梁”支護(hù)。分三級(jí)放坡，坡比1∶1.75，第一級(jí)坡坡腳為前排樁的第二排冠梁，二、三級(jí)坡坡腳設(shè)3m 平臺(tái)。框格梁按2m×2m 布置，格構(gòu)梁肋柱、橫梁斷面尺寸為400mm×400mm。二級(jí)坡和三級(jí)坡錨桿采用φ51 的自進(jìn)式錨桿，錨桿打入角度為20°；一級(jí)坡錨桿采用主筋HRB400φ25 鋼筋錨桿，其中隔斷樁右側(cè)坡面錨桿打入角度20°，長度為25m；隔斷樁左側(cè)坡面錨桿打入角度為25°，長度為30m。錨桿均按φ2.4×2.4m 布置[2]。

四是對(duì)洞門前兩側(cè)邊坡采用“錨桿+框格梁”支護(hù)。坡比1∶1.5，框格梁按2m×2m 布置，格構(gòu)梁肋柱、橫梁斷面尺寸為400mm×400mm，錨桿按φ2.4×2.4m 布置。一級(jí)坡錨桿采用主筋HRB400φ25 鋼筋錨桿，長度為18m；二、三級(jí)坡錨桿采用φ51 的自進(jìn)式錨桿，長度為13.5m。錨桿打入角度均為20°。

五是隧道開挖過程的保護(hù)措施。對(duì)前排樁樁頂冠梁以內(nèi)至后排樁、滑坡周界之間、左洞隧道邊線外4m（右洞為5m）范圍，采用鋼花管注漿進(jìn)行加固處理。注漿孔按1.5m×1.5m 梅花形布置，其中左洞范圍內(nèi)加密至1m×1m，注漿孔深度以進(jìn)入底板以下1m且不影響隧道管棚施工為控制標(biāo)準(zhǔn)。

六是隧道結(jié)構(gòu)保護(hù)采用隔擋樁支護(hù)。樁間距2.2m，樁徑1.8m，樁長以入隧道底板4m 或穿過滑動(dòng)面三分之一樁長控制，采用冠梁連接，連梁尺寸為1.2m×1.8m。

3 施工工藝

3.1 旋挖樁施工

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，旋挖機(jī)施工采用干旋和濕旋兩種方案。若鉆孔過程中土體難以自穩(wěn)，出現(xiàn)嚴(yán)重的塌孔現(xiàn)象，則采用泥漿護(hù)壁濕旋措施以確保孔壁穩(wěn)定，保證成孔質(zhì)量。若土體有足夠的能力，不出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，成孔質(zhì)量良好，則采用干旋施工方案。

抗滑樁由兩側(cè)向中間靠，樁軸線按現(xiàn)場施工放線定位，挖樁時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行三序跳挖施工工藝。

3.2 冠梁、連梁施工

樁頂冠梁尺寸分別為高1m、寬1.5m 和高1.2m、寬1.8m，冠梁連梁尺寸為高1.2m、寬1.8m，使用型號(hào)為C30 鋼筋混凝土架構(gòu)，主筋凈保護(hù)層厚度應(yīng)當(dāng)達(dá)到50mm。作業(yè)現(xiàn)場依據(jù)鉆孔樁的作業(yè)進(jìn)展，逐段、逐節(jié)進(jìn)行鉆孔樁檢測，且保證擋墻、冠梁、連梁等單獨(dú)作業(yè)，在冠梁作業(yè)期間將縱向鋼筋提前埋在里面。

樁頂連梁、冠梁施工之前，先檢查樁身品質(zhì)。對(duì)架構(gòu)維護(hù)樁采用低應(yīng)變法無損檢測技術(shù)檢查樁的質(zhì)量，樁檢比例應(yīng)當(dāng)滿足樁總數(shù)10%以上，且在5 根及以上的要求。按照規(guī)范要求的檢測數(shù)量檢測各型號(hào)樁質(zhì)量，前排樁選取7 根，后排樁選取8 根，隔擋樁選取3 根，檢測合格后才能進(jìn)入樁頂冠梁施工[3]。洞底連梁尺寸為高1m、寬0.8m，樁與連梁采用植筋，鋼筋長度1.4m，植入抗滑樁0.6m。

3.3 錨索施工

3.3.1 施工工藝流程

定位—成孔—編索—安裝錨索—全孔一次注漿—掛金屬網(wǎng)—錨墩—養(yǎng)護(hù)—張拉—鎖定—張拉段注漿—封錨。

3.3.2 施工工藝要求

（1）鉆孔

使用15cm 的鉆頭進(jìn)行鉆孔作業(yè)，角度應(yīng)當(dāng)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。鉆孔完畢后，使用干凈的水或者黏稠度很低的循環(huán)泥漿進(jìn)行沖洗（主要針對(duì)砂殘積粉質(zhì)土層）。成孔深度為錨索長度+1000mm。并且，鉆孔施工需做好原始記錄。

（2）安放錨索

首先在安裝前用高壓空氣對(duì)孔進(jìn)行清潔，對(duì)錨索體的品質(zhì)進(jìn)行檢測，并將錨索規(guī)范放置在施工區(qū)域內(nèi)以利于下錨施工。下錨過程中，要避免錨索變形問題。若一些錨索無法插入孔的最深處，切不可強(qiáng)行插入，應(yīng)找到原因，之后再次嘗試，直至錨體順利插到孔底。錨體入孔后外面留出1.5m 便于將進(jìn)行張拉操作。下錨后應(yīng)馬上清潔并進(jìn)行漿液澆筑，避免孔坍塌[4]。

（3）注漿

使用高壓漿泵灌注M30 水泥砂漿，利用孔底壓力進(jìn)行反方向漿液灌注，孔口配備止?jié){塞，漿液灌注壓力通常在0.5～0.8MPa 之間。每次漿液澆灌的壓力穩(wěn)定時(shí)長保持在5～10min 之間，爭取一次澆筑完畢。注漿管管底應(yīng)當(dāng)完全閉合，由一端的50cm 開始朝上每間隔2m 制作長度為1m 的花管，孔眼半徑應(yīng)在0.4cm 以上。并且在錨固段內(nèi)的孔眼外用橡膠膜進(jìn)行處置，防止?jié){液倒流。漿液灌注完成后才能夠?qū)嵤┓忮^操作，封錨一定要按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，避免風(fēng)化問題。

（4）錨桿的張拉鎖定

錨索張拉采用150t 千斤頂。待錨索砂漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的80%以上，方可進(jìn)行錨索預(yù)應(yīng)力張拉，同時(shí)應(yīng)按順序位置張拉，并在規(guī)范允許的樁頂側(cè)向位移范圍內(nèi)進(jìn)行錨索鎖定，鎖定值為軸力設(shè)計(jì)值的75%～90%。錨桿設(shè)計(jì)錨固力為750kN，張拉鎖定過程中千斤頂油壓泵加卸載應(yīng)平穩(wěn)、均勻，禁止猛增猛降，以免損壞錨固力。此外，千斤頂使用前必須經(jīng)過質(zhì)檢部門校核。

在錨索張拉過程中，錨具底座頂端和鉆孔軸線應(yīng)當(dāng)形成90°角，保證錨索張拉過程中千斤頂和錨索處于相同的軸線位置。在錨索張拉鎖定之后，應(yīng)將防腐液涂抹在錨頭位置，用C30 混凝土封閉。使用機(jī)器對(duì)錨筋進(jìn)行切割時(shí)，禁止使用電弧，留下的外露錨筋應(yīng)當(dāng)在5～10cm 左右，避免拽滑。一榀框架錨索的張拉必須采取對(duì)角張拉或整榀同時(shí)張拉方式。需要注意的是，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索施工前，要對(duì)錨索進(jìn)行抽樣試驗(yàn)檢測，選定1～2 根錨索進(jìn)行抗拉拔試驗(yàn)[5]。

（5）封錨

錨索項(xiàng)目施工完畢后，不可將錨頭鋼絞線切斷。待監(jiān)測展示邊坡形狀改變已趨于平穩(wěn)，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索總體加以補(bǔ)償張拉，張拉完畢后，鋼絞線外露部分應(yīng)在10cm 以內(nèi)，對(duì)多余的鋼絞線進(jìn)行切割清理。然后使用鋼絲刷將錨頭鋼絞線的銹跡全部清理干凈，按設(shè)計(jì)尺寸用C25 混凝土對(duì)錨頭進(jìn)行澆筑密封。

3.4 邊仰坡防護(hù)施工

邊仰坡防護(hù)施工工藝流程：測量放線—施工截排水—邊仰坡開挖—刷坡—確定孔位—搭設(shè)操作平臺(tái)—鉆機(jī)就位—調(diào)整角度—鉆孔—清孔—安裝錨桿—注漿—制作框格梁—邊坡修整。

3.5 擋土墻施工

擋土墻施工工藝流程：施工準(zhǔn)備—測量放線—基槽開挖—地基承載力檢測—立模加固—安裝泄水孔—做濾水層—澆筑混凝土—拆除模板—養(yǎng)護(hù)。

3.6 施工監(jiān)測

監(jiān)測的主要目的為確定滑坡變形動(dòng)態(tài)（包括滑坡體變形方向、變形速度、變形范圍等），并對(duì)比變形發(fā)展，預(yù)測變形趨勢(shì)，判斷滑坡穩(wěn)定狀態(tài)，保證施工及周邊建筑物安全；反饋設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)處置效果，指導(dǎo)施工，優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)工程特點(diǎn)結(jié)合相關(guān)規(guī)范，委托具有相關(guān)資質(zhì)的第三方監(jiān)測單位開展如下監(jiān)測內(nèi)容：坡頂房屋變形、樁頂位移及沉降、錨索應(yīng)力、連梁及抗滑樁樁身應(yīng)力、土體位移及地下水監(jiān)測等。

4 結(jié)語

在龍家背滑坡?lián)岆U(xiǎn)治理工程中，根據(jù)現(xiàn)場巖土工程地質(zhì)條件，滑坡特征及分布范圍，以及對(duì)相鄰建筑物產(chǎn)生的影響，為穩(wěn)定坡體和確保隧道施工安全、維護(hù)隧道洞壁穩(wěn)定和坡上建筑物的安全，分別采用“抗滑樁+錨索”“抗滑樁+錨索+面板+錨桿”等加固支護(hù)方式，方案設(shè)計(jì)符合實(shí)際情況，實(shí)施效果良好，可為同類工程提供參考。