巫溪至开州高速公路不良地质条件路基边坡病害处治技术

王树辉

（贵州省公路工程集团有限公司，贵阳 550008）

巫溪至开州高速公路WYKTJC2项目起讫桩号K99+780～K118+369.408，全长约18.602 km。本标段的特殊性主要在于道路横跨断裂带，地质条件差，加之降雨及其他因素的共同作用，易加剧路基边坡的失稳现象，诱发滑塌病害，严重威胁到车辆的安全通行。针对此状况，需采取有效的路基边坡病害处治措施。

2.1 路基边坡滑塌的特征

1）滑体：以破碎的岩泥和岩土居多，含水量较高，土质稳定性不足。

2）滑动面：现场存在近似圆弧状的滑动面，含水量较高，土质有较强的可塑性[1]。

3）滑床：产生与滑移方向基本一致的顺层滑坡。

4）其他方面：在断裂构造运动下，可见现场有较多的裂缝。裂缝分布区域的岩土呈风干状态，同时可见缝内存在杂草。

2.2 路基边坡滑塌的成因分析

测区出露基岩地层单一，仅有侏罗系中统，在区内河流两岸及丘间沟谷有第四系零星分布。侏罗系中统的岩性多为：砂岩、粉砂岩、泥岩等沉积岩类；
第四系则由块碎石土、淤泥、黏土、砂土以及砂卵石层组成。

本项目不良地质路段主要为滑坡、崩坡积体、软弱地基及顺层路基等。根据项目沿线不良地质的现状、线路设计情况及与不良地质位置关系、不良地质可能对线路产生的影响等各方面因素，采取适当的处治措施：（1）对于滑坡地段采取设置防护支挡、换填、加强截排水设计等措施。（2）对于崩坡积体采用清方、设置支挡防护、换填、加强截排水设计等措施。（3）对于软弱地基，需先进行试验段施工、按设计施作并取得相应的施工参数以指导大面积施工；
对于顺层路基，设置挡土墙、锚杆（索）框架梁、抗滑桩等防护。顺层路堑施工时自上而下逐层开挖、逐层施工支挡结构防护工程加固边坡，并设置变形位移监测网，进行坡表位移、深部位移监测，当地下水活动明显时，进行渗压监测。（4）对于危岩路段，一般采取清除松动危岩体、凹腔嵌补、主动网、被动网、垫墩锚杆等措施进行处治。

2.3 路基边坡滑坡治理方案的提出

滑坡治理方案的设计思路：遵循因地制宜的原则，根据现场地质条件选择适宜的治理方法；
严格依据规范开展设计工作，保证各项工作均有效落实到位；
治理方案应有多重效果，即在保证边坡病害处治效果的同时，减小对周边环境的干扰，做到文明施工。

按照以上思路，选择“以板桩墙为主、框架锚索为辅”的综合方案，考虑到现场水侵蚀的问题，还应采取排水措施。在加强排水后，可减小坡体的下滑力，防止坡体失稳。

3.1 桩板墙防护施工

在路基坡脚部位增设抗滑桩板墙，桩径2 m×3 m，平均长度24 m，抗滑桩数量为35个。桩间设长度为3 m的外挂挡土板，以达到挡土的效果。桩板墙防护现场的场地存在软土层，施工前将该部分清理干净，再安排夯实，以便建成稳定、平整的工作平台。桩基础建设在斜坡路段时，若直接开挖施工平台，可能由于开挖的扰动而导致原土体的稳定性受到影响，乃至发生坍塌，为规避此现象，用脚手架搭设施工平台。斜坡存在不稳定土石，需进行有效的清理。

选择人工开挖方法，按自上而下的顺序依次开挖，优先开挖中间部分，再向周边扩展。单节开挖量控制在0.5～1.0 m，每完成一节开挖后，随即施作混凝土护壁，有效防护开挖面。开挖遇风化岩层时，采取湿式作业法，用风镐凿岩挖掘。现浇外齿式钢筋护壁，材料为C25细石混凝土，厚度控制在150 mm，护壁环向和竖向配筋可增强护壁结构的稳定性。根据开挖进尺控制每节护壁的高度，两者协同，实现随挖随防护。护壁模板采用钢模板，既能够保证混凝土成型后的表观质量，又可实现模板的循环利用。模板支设时，用“U”形卡做稳定的连接处理，护壁孔圈中心线与桩轴线保持重合。相较于现场地面标高，第一节护壁高出200 mm以上，阻隔雨水进入。

在施工钢筋骨架的保护层时，按2 m的间距依次布设定位钢筋，以保证该保护层的有效施作。每道定位钢筋沿圆周焊接4个，并配套超声波检测钢管。分段吊装钢筋笼，吊装时加强防护，不可碰触孔壁，待一节钢筋笼下放到位后，吊装后一节并与之精准对接，节间采取搭接焊接的连接方法，依次将各节段设置到位。

3.2 预应力锚索施工工艺

锚索框架用C30混凝土浇筑成型，纵、横梁截面尺寸均为40 cm×40 cm，框架梁入土深度30 cm。边坡岩性为微风化时，开挖过程中可能导致局部坡面缺乏平整性，遇此类情况时，随即用浆砌片石补平。横梁每12～18 m设一道宽2 cm的伸缩缝，缝内填塞沥青麻筋。每级边坡均设置检查踏步和急流槽，便于日常检查和维修工作的开展。框架梁内绿化植草，在稳固土体的同时提升生态环境效益。植草以适宜当地环境的草种为宜，植草后注重防护，确保成活率不低于90%。

4.1 普通拉力型锚索的制作

1）锚索采用φ15.20 mm，抗拉强度fpk=1 860 MPa的预应力钢绞线，材料具有高强度、低松弛的特性，并为之配套符合规定的锚具。

2）锚索编束时梳理好钢绞线，做到排列均匀、平直，对于存在油污、锈迹或其他杂物的钢绞线，均要清理干净，否则不允许穿束。锚索自由段由于外露容易出现锈蚀现象，因此，要加强防锈处理。

3）锚索扩张环采用工程塑料环，根据钢绞线的根数进行配套。箍环以铁扎丝为原材料加工成型，扩张环与紧箍环的布设间距根据布设位置而定，锚固段为0.5 m，自由段为1.5 m。

4）钢绞丝预留1.5 m的长度，以便张拉锁定。张拉后，先检查是否达到张拉要求，若无误，切除多余的钢绞线，再安排封锚。

5）锚索下料的尺寸必须准确，且锚索不可由于下料而受损，根据此要求，采用砂轮切割。平顺推送锚索进孔，全程不发生扭转，若中途卡顿，先适当向外拔出再继续推送，直至达到设计深度要求为止。针对锚索难以推送到位的情况，先用高压风清理存在于锚索孔内的杂物，若此举仍无法取得良好的处理效果，再次钻孔并推送锚索入孔。

4.2 搭设工作平台

1）用φ48 mm钢管搭设施工平台，立杆长度视现场条件而定，横距取3 m。于立杆内侧设纵向水平杆，杆件的节点部位用碗扣接头连接。施工平台主体结构成型后，为提升日常使用的安全性，在四周搭建护栏、挂设安全网，在钻机所处部位的1.5 m区域内满铺木板，建成一条稳定的安全通道。

2）施工平台搭建成型后，校正步距、纵距、横距、立杆的垂直度，及时发现偏差并处理。横杆与立杆连接后做详细的检查，判断是否准确、稳定，确认无误后根据施工计划安排下一道工序的施工。

3）工作平台的拆除存在安全隐患，因此，在现场设置警戒，挂设警戒标示，由专员加强现场管理，禁止任何无关人员进入现场。按照先横杆、再立杆的顺序依次拆除，禁止上、下同步作业。在拆除长立杆和斜杆时，必须由2名作业人员配合。因工作量较大，难以在1 d内完成所有构件的拆除时，当日工作结束后增设临时固定支撑，以防安全事故的发生。拆除后的构件不可随意丢弃，需分类堆放至指定位置。工作平台示意图如图1所示。

图1 工作平台示意图（单位：m）

4.3 钻孔

1）测量放线：根据设计要求测放孔位，偏差控制在±2 cm。

2）钻机就位：钻孔采用潜孔钻无水干钻成孔工艺，配套直径不小于设计孔径的钻头，搭建平稳的钻机安放支架，安排钻机在该处就位。钻进时用地质罗盘仪定向。按照测量放线结果精准钻孔，孔深略大于设计深度0.5 m或更多，以保证钻进后锚孔深度的有效性。

3）特殊情况的应对措施：根据锚固地层的特性和钻机性能灵活调整钻孔速度，以免出现钻孔扭曲或其他异常状况；
若钻进深度范围内的地层松散、破碎，钻孔成型难度加大，为顺利成孔，采取套管跟进钻孔技术；
由于地质条件特殊或钻进方法不合理等原因而导致缩孔、塌孔时，暂停钻进，向孔洞内灌浆固壁，恢复钻进时需扫孔钻进，确保钻进成型的孔洞具有完整性和稳定性。

4）锚孔清理：钻孔期间产生的岩粉易堆积在孔内，需在钻孔后用0.2～0.4 MPa高压空气清孔，减少孔内的岩粉含量和积水量，给水泥砂浆的灌注作业创设良好的条件，使灌注的浆液与孔壁岩土体稳定结合，形成具有较高黏结强度的结构体系。

4.4 注浆

1）锚孔、锚杆注浆材料分别选用M40、M30水泥浆。

2）锚杆注浆采用孔底返浆法，在此期间禁止随意拔动注浆管。浆液注入到位且收缩后，及时用M30水泥砂浆对孔口部位进行补浆。为起到防锈的效果，在补浆环节的浆液制备中掺入适量的阻锈剂。

3）锚索注浆分2次完成：首次为锚固段和自由张拉段同步注浆，此环节采用孔底返浆法，加强对注浆管的姿态控制，禁止从孔底抽出。现场作业人员严格控制注浆压力，为有效注入浆液，压力在0.5～1.0 MPa。第二次注浆时间安排在首次注浆完成的1～2 h后，采取劈裂注浆的方法，材料选用M40水泥浆，注浆压力为1.5～2.0 MPa。锚固段打孔注浆，竖向间距30 cm、120°螺旋布置，孔径统一控制在5 mm，孔口和管底均用工程胶布封堵，阻止杂物进入其中，确保在二次注浆前管内不出现堵塞现象。

4.5 张拉锁定

1）框架梁混凝土强度达80%同时锚索体浆液龄期达20 d时，具备张拉条件，可以安排张拉。

2）正式张拉前，先按张拉力的0.1～0.2倍对单根锚索做预张拉处理，此操作的目的在于使锚固体各部分紧密接触，同时检查是否存在异常状况，若有则妥善处理，以免影响正式张拉作业的顺利进行。

3）锚索张拉分级完成，分别取设计张拉力的25%、50%、75%、100%、120%，前四级每级持荷稳压时间控制在2～5 min，最后一级延长至20～30 min。由专员严格依据设计流程进行张拉，这期间采集锚头位移、锚座变形等各项关键的张拉作业数据，完整记录，结合实测数据判断张拉效果。锚索张拉时，张拉力和钢绞线伸长量均要得到有效的控制，任何一项指标不达标均视为张拉不到位[2]。

4）锚索锁定后安排3 d的观察，判断在此阶段是否存在异常，若无异样则切除多余的钢绞线，用手提砂轮切割机将该部分切除。经检查，钢绞线切除长度合理、无异常变形等问题时，安排锚头封锚作业，此处采取注入水泥浆的方法填充锚垫板及锚头的空隙部位，同时按要求将模板支设到位，用C30混凝土封锚。

高速公路路基边坡处可能存在不良地质条件，路基边坡的稳定性难以得到保障，可能诱发滑塌事故。为了保证安全出行，必须对路基边坡滑塌病害采取针对性的处治措施。本文探讨了导致高速公路边坡滑塌的关键原因，根据掌握的信息确定了“板桩墙为主、框架锚索为辅”的滑坡病害的治理方案，取得了良好的效果，保证了高速公路的安全运营。