山嶺路塹高邊坡抗滑綜合治理關鍵技術分析

蘇蕓SU Yun

（云南交投集團云嶺建設有限公司，昆明 650200）

0 引言

隨著國內交通事業的發展，公路建設也在朝著大、難方向進行。在對山嶺重丘區進行方案對比時，隧道方案往往因為造價和工期問題無法較好的滿足實際情況，因此大多數情況下都是直接對其進行開挖，但由于地質和邊坡高度問題，開挖后在降雨時，極易造成土體滑坡從而損失[1]。此時，采用抗滑樁處置或修建排水系統以及對邊坡進行防護的方案都不甚理想，因此有必要對其進行綜合處理。

本文以某一云南山嶺重丘區陡坡地形路塹高邊坡為例，由于路塹開挖及修筑便道，極易引起滑坡體，進行動態設計優化后，針對此情況，采用了在邊坡腳施作抗滑樁群和建立排水系統、路塹邊坡采用錨桿（索）框格梁等綜合治理方案，從而達到穩固高邊坡的目的。最終治理結果表明，此方法不但行之有效地控制了山體滑坡的風險，而且操作簡單，施工方便，不需大型機械設備，又能確保工期和質量。擬為相關類似工程提供參考[2]。

1 工程概況

云南某公司承建的高速公路K419+630～K419+720段，主要為泥質粉黏土。由于路塹開挖及修筑便道，極易引起滑坡體發生。原設計為現澆拱形格防護，共五級邊坡。其中K6+790-K7+400 段在開挖過程中坡體滲水嚴重，地質多層明顯膨脹土發育，多為粉質黏土、泥質粉砂巖。該段邊坡于2018 年1 月出現第一次下滑坍塌并出現多條裂縫，2018 年4 月初裂縫出現擴展趨勢。在雨季施工中受連續集中降雨的影響，右側邊坡出現裂縫發生大面積坍塌后仍出現大量裂縫并有進一步擴大的趨勢。為降低施工安全風險、保證滑坡體的穩定，決定采用在邊坡腳施作抗滑樁群和建立排水系統、路塹邊坡采用錨桿（索）框格梁等綜合治理方案，如圖1、圖2 所示。

圖1 地質處置斷面圖

圖2 抗滑樁布置示意圖

2 復合結構施工工藝技術闡述

2.1 工藝原理

①先行開挖抗滑樁，依據實際開挖掘露的地質判定，動態調整抗滑樁樁底標高等設計參數；成樁后在樁頂設置水平位移變形監測點，必要時在抗滑受荷側樁周，設置應力監測裝置。②隨后從路塹坡頂開挖至抗滑樁樁頂，邊開挖邊完成錨桿（索）框格邊坡防護；應通過試驗錨索（錨桿）進行動態調整，保證的錨桿（索）抗拔力、錨索合理錨固長度；及其合理的施工工藝參數[3]。③路塹開挖、邊坡防護施工至抗滑樁樁頂后，工期允許時，應做適當的施工停頓，待坡頂原地面、碎落臺等變形監測，錨桿（索）應力監測趨于穩定后，再進行樁頂至路槽區域的路塹開挖。④進行樁頂至路槽區域開挖時，邊開挖邊安裝樁板墻的擋土板，并依據樁頂水平變形情況，采取合適頻率的變形監測，必要時進行抗滑樁應力監測。⑤將抗滑樁開挖、路塹開挖掘露的地質參數，坡頂、碎落臺、樁頂、樁周、坡腳、錨桿（索）變形監測、沉降觀測、應力監測等數據進行整合，自行組織對結構設計、施工工藝進行動態優化。合理控制抗滑樁樁長與錨固長度、錨索總長與錨固長度、路塹坡比與路塹總高度等關鍵結構參數。⑥采用三維激光掃描儀，對路塹整體進行變形監測，快速進行數據處理、數據分析；與全站儀監測數據進行對比、校核，保障數據可靠性。

2.2 技術特點

依據行業綠色公路建設理念，及“雙碳”國家戰略要求，本工法通過動態設計、信息化施工技術管理模式，采用先行開挖上擋抗滑樁（等同“埋入式抗滑樁”工藝）、在抗滑樁頂受荷側設置應力監測、路塹開挖至抗滑樁頂后邊加板邊開挖的施工設計。保障施工階段安全生產可靠性、服役階段結構耐久性同時，努力尋找最少路塹開挖高度、最優抗滑樁長度、最優框格梁錨固長度，盡量減少路塹對原有天然植被的破壞與擾動，合理控制工程造價[4]。該工法主要特點如下：①采用“埋入式抗滑樁”工藝，即先行施工上擋樁板墻的抗滑樁，與先開挖路塹邊坡至抗滑樁樁頂，再施工抗滑樁相比，可有效規避路塹邊坡崩塌等，對人工挖孔造成的安全風險；②先行施工抗滑樁后，進行坡頂至樁頂區域的路塹開挖時，抗滑樁可有效鎖定坡腳，減小施工導致的工程滑坡風險，減小該區域坡面巖土變形值；也可為抗滑樁與樁周巖土間適應變形贏得時間；③進行樁頂至路槽區域路塹開挖時，由于坡頂至樁頂區域巖土與框格梁變形風險降低，使得框格梁+樁板墻鎖定坡頂至樁頂區域巖土的可靠性明顯提升，可有效降低樁頂至路槽區域路塹開挖的巖土與防護結構變形風險。

3 綜合治理關鍵技術分析

本工藝適用于山嶺重丘區和土質或石質滑坡體“上擋抗滑樁板墻+錨桿（索）框格護坡”陡坡地形路塹高邊坡復合結構的巖土開挖、防護結構施工，可根據土層埋深，調整抗滑樁長度、樁截面和抗滑樁群布置形式。

3.1 操作關鍵技術分析

①挖掘程序視土層性質及樁孔布置形式而定。抗滑樁群位于淺層土體滑坡上，樁孔一字形布置時，一般采取間隔跳兩樁分批開挖，避免孔間因間隔過小而造成坍塌，待混凝土灌注后達到設計強度的70%，再開挖其它樁孔[5]。

②挖掘時，不必將護壁表面修成光面，要使樁孔壁凸凹不平，以增加樁的摩擦力。

③在挖樁孔的過程中，經常檢查樁孔尺寸和平面位置，樁孔的中線偏差不得大于樁長的0.5%，截面尺寸必須滿足設計要求，不得有欠挖。

④挖樁孔時，有滲水應及時支護孔壁，防止水浸泡孔壁造成坍孔，滲水應予以集中排除，或用井點法降低地下水位。

⑤樁孔挖掘和支撐護壁兩個工序連續作業，中途不得停頓，以防坍孔。應分節開挖，分節高度0.6～2.0m，挖一節立即護一節，圍巖松散時，應適當縮短分節，但不應在土石層變化處、涌水處或滑面處分節。

⑥挖孔達到設計標高，并經測量人員測量認可后，方可進行孔底處理。孔底必須做到平整、無松碴、污泥及沉淀等，嵌入巖層深度、巖層風化程度和巖性情況應符合設計要求。

⑦灌注混凝土。1）在灌注前，應檢查凈空斷面及孔深是否符合設計要求，鋼筋籠是否位于設計標高，并鑿毛混凝土護壁。2）灌注混凝土必須連續作業，嚴禁中途停工，并及時測量孔內混凝土面高度，正確指揮導管的提升和拆除。3）導管提升時應保持軸線和位置居中，逐步提升，如導管法蘭盤卡掛鋼筋骨架，可轉動導管使其脫離鋼筋骨架，移至挖孔中心，當導管提升到法蘭盤接頭露孔口上一定高度，可拆除一節和兩節導管，重新固定導管，漏斗接頭重新插入井口導管內，校正好位置后，方可繼續灌注[6]。4）拆除導管動作要快，時間一般不宜超過十五分鐘，要防止螺柱、橡膠墊圈和工具掉入孔內，并注意安全，拆下的導管要立即清洗干凈，堆碼整齊。

3.2 抗滑樁關鍵技術分析

①挖孔時，進口圍埂應高出地面20cm，開挖過程中，防止雜物從孔口掉入孔內。②當孔內有滲水時，應及時排除或用井點法降低水位。③挖掘暫停時，孔口應覆蓋。④孔內爆破后，應迅速排除炮煙，并經爆破員檢查無盲炮或盲炮排除后方可進入孔內作業。⑤當孔深大于12m 時，應對孔內有毒氣體和CO2濃度進行測定，并通過通風后，方可進入孔內作業。⑥孔口上方搭設雨棚，防止雨水倒灌。⑦孔口的塔架應搭設牢固，并在其上設置安全防護標志。

其主要施工流程如圖3 所示。

圖3 抗滑樁施工工藝圖

為對其進行相應的質量分析，其主要質量控制指標如表1 所示。

表1 主要質量控制指標

3.3 高邊坡關鍵技術分析

①邊坡防護作業，必須搭設牢固的腳手架，對地基和腳手所用材料、扣件或連接件，要認真檢查，合格后方可使用。②人工抬運石塊和搬運砂漿、混凝土等材料所用工具必須牢固可靠，如繩、筐、桶等。③格構梁施工應自下而上進行，抬運跳板應堅固，并設防滑條。④打設錨桿或勾縫應自上而下進行。嚴禁在施工完畢的坡面上行走，上下時設置爬梯。⑤錨桿孔施工鉆機的施工平臺應進行受力驗算。⑥坡面防護工程施工應采取必要的安全防護措施，如掛設安全防護攔截網，施工時禁止上下層交差作業。

其主要施工流程如圖4 所示。

圖4 高邊坡施工工藝圖

圖5 防護設計圖

4 結論

本文以某一云南山嶺重丘區陡坡地形路塹高邊坡為例，在采用“埋入式抗滑樁”施工工藝，降低抗滑樁施工安全生產風險；增加部分人工挖孔工程數量，但可以提前進行地質驗證，為結構動態優化提供可靠數據；也可以有效減低施工階段發生工程滑坡的施工安全風險。同時，在采用樁頂受荷側連續性巖土應力監測數據等，實現信息化施工、動態設計，達成結構最優、最環保、最安全、造價合理。最后，依據開挖掘露的地質記錄動態數據、抗滑樁頂巖土應力動態監測數據、坡頂與碎落臺巖土變形常規監測數據、錨桿（索）應力動態監測數據，與邊坡、抗滑樁、錨桿（索）框格護坡的原結構設計數據比照，進行動態設計調整。實現施工安全、結構可靠、環保最優、造價最優。提出地質參數、邊坡高度及坡比、錨桿（索）錨固長度、上擋抗滑樁板墻結構參數的結構設計、施工設計參考值數據，取得企業巖土設計與施工的“大數據”經驗積累。