摘要：引江济汉工程，是从长江荆江河段引水至汉江高石碑镇兴隆河段的大型输水工程，属于南水北调中线一期汉江中下游治理工程之一。工程从2010年3月开工建设，于2014年9月通水运行，向汉江兴隆以下河段补充因南水北调中线一期工程调水而减少的水量，改善该河段的生态、灌溉、供水、航运用水条件。引江济汉自运行以来总体稳定性较好，但在渠道中段因穿过膨胀土地段，出现了马道以上边坡局部变形现象，给渠道的安全运行造成了隐患。
关键词：引江济汉；膨胀土脱坡；加固处理措施
正文
一、引江济汉膨胀土脱坡产生的原因
引江济汉工程渠道中段（桩号：7+400～55+800）的主要土层为第四系上更新统冲洪积（Q3pal）成因粘性土，该段中等强度、弱偏中强度膨胀性土总长17.36km。该膨胀土渠段自通水运行以来总体稳定性较好，但部分深挖方渠段因临近渠边旱田改稻田、新增水塘沟渠等原因形成积水区，在长期渗透的影响下，出现了马道以上边坡局部变形现象。
二、膨胀土高边坡脱坡加固处理措施
1、裂缝处理
对于渠坡顶部出现的纵向裂缝的处理措施为：将裂缝挖宽挖深，扩挖宽度1m左右，扩挖深度1m左右，再采用弱膨胀黏性土分层回填，采用小型电动式冲击夯夯实，每层回填铺土厚度不超过20cm，回至原设计断面高程。
2、抗滑桩施工
2.1施工工艺流程
拆除护坡块体→钻机安装调试→施工放线定位→钻机就位→钻杆对正桩位→调整钻杆垂直度→开动电机钻孔→测量孔深→记录备案→引孔回填平整→现场二次放线→PHC桩施工。
2.2引孔
由于抗滑桩布设在已出现脱破的部位，坡体一面凌空，若直接施打，由于桩的挤压作用，则很可能造成脱坡体的进一步滑动，险情扩大，故采用比管桩 PHC-A400（95）直径略小一点的螺旋钻孔钻孔φ380 进行引孔，然后采用挖掘机带振动锤进行φ400PHC 管桩施工。管桩比引孔直径略大，管桩在施打过程中仍有稍许的挤压，可使管桩与周边的土体连接紧密，形成一个整体，一旦土体有少许变形滑动，管桩即可起到抗滑作用。
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2.3施工平台
由于管桩布设在斜坡上，操作平台为现有马道宽度只有2m，因此，应采用钢材制作一个施工平台，平台长3.5m、宽2.5m，钢支撑平台面与渠坡平台在一个平面上即可形成4.5m宽的施工平台，以便承载钻机，钢平台需要2个并排安放，以便移动。钢平台采用L90角钢制作，主肢角钢采用L90，次肋采用L60角钢。竖向间距500mm一道，上部为8mm厚钢板，钢平台底部倾斜角度与渠坡相同。
2.4抗滑桩施工
引孔施工完毕后，用QY25汽车吊配合带振动锤及锁口的挖机夹牢桩头，吊起管桩桩底插入引孔，伸缩挖机臂控制管桩的垂直度，并进行施打，施打完成后，再由人工将桩上部土方回填密实，之后再依次铺设砂石垫层及护坡预制块。
3、削坡减载
削坡减载处理方式是将渠坡水平宽度在10m 以上、最大高度约 6m土方挖除，再在开挖坡面设置人字形碎石排水盲沟，并铺设土工膜，土工膜上采用30cm厚粘土盖重。将土工膜一端埋入混凝土内或压在混凝土下面，复合土工膜应尽量采用宽幅，减少坡面现场拼接量。为了防止应力集中，复合土工膜铺设采用波浪形松驰方式，富余度约为 1.5%，摊开后及时拉平、拉开，要求复合土工膜与坡面吻合平整，无突起褶皱，施工人员应穿平底布鞋或软胶鞋，严禁穿钉鞋，以免踩坏土工膜，施工时如发现土工膜损坏，应及时修补，土工膜焊接密实后，再在其上回填粘土，人工平土，小型蛙式打夯机夯实。
4、土钉支护
4.1钻孔及清孔
首先按设计要求在土层面上做好土钉部位的标记，孔位偏差不超过10cm，之后布置好钻机，应保持平稳，导杆或立轴与钻杆倾角一致，并在同一轴线上，选用专门的锚杆钻机或地质钻机，孔径8cm。在钻进过程中，合理掌握钻进速度，防止埋钻、卡钻等各种孔内事故。一旦发生孔内事故，应尽快处理。钻孔完毕后，用清水把孔底沉渣冲洗干净，直至孔口清水返出。
4.2土钉安装
再按设计要求制作土钉，成孔后应及时将土钉钢筋置入孔中，为使土钉处于钻孔中心，应在土钉钢筋杆件上安设定中架或隔离架（粗钢筋杆体沿轴线方向每隔 1.0～ 2.0m设置一个定中架，土钉钢筋应顺直、除油除绣。安放土钉杆体时，应防止杆体扭曲、压弯，注浆管宜随土钉钢筋一同放入孔内，管端距孔底为 50～100mm，杆体放入角度与钻孔倾角保持一致，安好后使杆体始终处于钻孔中心。若发现孔壁坍塌，应重新透孔、清孔，直至能顺利送入锚杆为止。
4.3注浆
注浆采用 M10号水泥砂浆，可采用重力、低压（0.4～0.6MPa）或高压（1～2MPa）方法按配比将水泥浆或砂浆注入孔内，重力注浆以满孔为止，但需1～2 次补浆；压力注浆采用二次注浆法（1～2MPa）或高压注浆法按配比将水泥浆或砂浆注入孔内。水泥浆也凝固前，土钉不能受力，避免松动。
三、处理结果
我公司分别对引江济汉膨胀土脱坡渠道桩号 41+716～42+044和桩号 48+490～48+740两段采取以上方式进行加固处理，经过为期半年的沉降观测及水平位移观测，渠道边坡变形均处于设计允许范围内，工程实践证明以上处理措施对控制膨胀土脱坡变形控制是有效的，可以在其他渠段及相似工程地质边坡中使用。
参考文献：
[1]王启军，李侃.边坡稳定性的极限分析方法[C]. 河南省土木建筑协会，2010；
[2]陈新苗.淠史杭灌区膨胀土特性及对渠道边坡稳定性的影响[C]. 中国地质学会，1993：74～76页
论文作者:胡芬
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/15
标签：钻孔论文; 钻机论文; 土工膜论文; 河段论文; 汉江论文; 平台论文; 渠道论文; 《防护工程》2018年第31期论文;