江名金
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摘要:高边坡稳定问题是公路工程中经常遇到的问题,边坡的地质构造往往比较复杂,高边坡防护措施对边坡的稳定性影响非常大,因此必须加强边坡的高边坡防护施工质量的控制。本文分析了高边坡防护施工的意义与高边坡防护是当前路桥项目整个施工过程当中的重要部分,随着项目工程的进一步发展,高边坡防护也越来越受到重视。对高边坡防护施工进行具体分析,就施工工艺与安全应急预案措施作出详细探讨,一定程度上为工程实践提供借鉴。
关键词:高边坡防护施工;技术
一、高边坡防护施工的意义
在我国公路行业,一般认为高度大于30m的岩质边坡为高边坡,土质边坡大于20m即为高边坡。由于高边坡是将地质体的一部分改造成人为工程,因此它的稳定性受控于边坡所在岩土体的基本特性――地层岩性、地质构造、岩体结构、坡体结构及水文地质条件等,以及人为改造的程度――开挖高度、坡形和坡率。随着山区高速公路的发展,路线等级高,路基宽,开挖量大,出现了大量高边坡,从而也发生了众多高边坡的变形和破坏问题,既增加了投资,又延误了工期,甚至造成已有工程的破坏。在高速公路在开挖过程中产生大量高边坡变形问题,成为制约投资及工期的最主要控制因素之一。因此,如何提高高边坡防护施工质量引起众多技术人员的重视。
二、高边坡防护施工要点
(一)对于自然高边坡
通过在坡体内施工预应力锚索、系统锚杆(土钉)或注浆加固对边坡进行处治。系统预应力锚索为主动受力,单根锚索设计锚固力可高达3000KN,是高边坡深层加固防护的主要措施。系统锚杆(土钉)对边坡防护的机理相当于螺栓的作用,是一种对边坡进行中浅层加固的手段。根据滑动面的埋深确定边坡不稳定块体大小及所需锚固力,一般多用预应力锚(索)杆有针对性的进行加固防护。为防治边坡表面风化、冲蚀或弱化,主要采取植物防护、砌体封闭防护、喷射(网喷)混凝土等作为坡面防护措施。
(二)对于堆积体高边坡
对集体高边坡的加固主要采取浅表加固、混凝土贴坡挡墙加预应力锚索固脚、浅表排水和深层排水降压的加固处理等技术。浅表加固采用中空注浆土锚管加拱形骨架梁混凝土对边坡浅层滑移变形进行加固处理;边坡开挖切脚采用混凝土贴坡挡墙加预应力锚索进行加固;在边坡治理采用浅表排水和深层排水降压相结合进行处置地表水和地下水的排放等。
三、高边坡防护施工技术
(一)锚固桩
锚固桩是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱,用以支挡滑体的滑动力,起稳定边坡的作用,适用于浅层和中厚层的滑坡,是一种抗滑处理的主要措施。
锚固桩埋入地层以下深度,按一般经验,软质岩层中锚固深度为设计桩长的三分之一;硬质岩中为设计桩长的四分之一;土质滑床中为设计桩长的二分之一。当土层沿基岩面滑动时,锚固深度也有采用桩径的2~5倍。锚固桩的布置形式有相互连接的桩排,互相间隔的桩排,下部间隔、顶部连接的桩排,互相间隔的锚固桩等。桩柱间距一般取桩径的3~5倍,以保证滑动土体不在桩间滑出为原则。
锚固桩施工中要注意以下几点:按设计要求施工桩顶以上路堑边坡,形成桩顶平台。桩直接交于较陡的坡面时,宜搭设施工平台,采用“斜”型锁口。设置锁口,开挖桩井,在上层及风化破碎岩层中及时设置护壁。绑扎钢筋笼,在设计索孔位置安设锚索孔PVC管,一次灌注桩身砼。桩施工完后随机抽取锚索桩总数的30%(锚索桩不小于3根),悬臂桩总数的20%进行无损检测,检测完全合格,且桩身砼达到设计强度后,分层开挖桩前岩土,并及时施作桩间土钉墙。土钉墙达到设计强度70%后,进行下分层开挖。施工至锚索设计位置时,定位、钻孔、下索、灌浆、待水泥砂浆达到设计强度70%后,按设计初始预应力值分两层逐级张拉初步锁定,并对锚具及外露部分锚索进行临时防护处理。路堑开挖完成且锚索桩及桩间复合结构施工完后,应随机抽取锚索总数的5%(不少于3根)进行张拉检测,检测合格率达成100%后,方可切割锚具外超长钢绞线,对锚索进行封头处理。桩间土钉墙施工顺序,分层开挖桩前岩土,开挖距边坡线2m时,采用小爆破,并确保坡面规则平整,立即喷射砼,然后进行钻孔,设置锚杆,注浆,挂网,安装垫板,拧紧螺母,施加预应力,喷射第二层砼,土钉墙达到设计强度70%后,进行下一分层开挖。
(二)锚杆(锚索)框格梁
预应力锚索框格梁体系通过锚索的预应力将滑动的坡体与稳定的基岩连接为一体,增加了岩体各层面的抗滑力,同时又通过坡面上的框格梁将各个锚索有效地连成一个整体,形成一个由表及里的被覆式加固体系,从而达到防止边坡整体失稳的目的。
锚杆(锚索)框格梁的施工技术要点如下:
(1)钻孔过程中遇到塌孔、严重失水、漏风等现象,造成钻孔困难时,应认真分析原因。如处于内锚段时,应先进行围岩钻孔固结灌浆处理,以及加深钻孔,直至内锚段全部钻到完整岩体为止,同时锚索长度要做相应调整;如不处于内锚段时,则采用跟管钻进技术或先进行注浆处理后再行钻孔,以使钻孔完整不坍。
(2)锚孔围岩灌浆时,如遇地质条件差、发生严重串孔时,将形成大面积承受灌浆压力的危险局面,对抗滑、抗倾覆稳定极其不利,优先采用单孔单灌,即灌一孔再钻相邻孔。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆若效果仍未达到设计要求,则可充水平压,将串通的孔逐孔充水,也可阻塞孔口将孔内积水低压循环,这样既可减少串浆的可能,又可将小量串浆立即冲出去,避免在孔内沉淀。
(3)当岩面高低不平,各种裂隙交错发育,孔口有大量风化岩体存在时,就需要撬除孔口危岩;将锚墩体积增大一倍,让张拉吨位适当降低。
(4)锚索夹片滑动或锁定回缩量超标。出现锚索夹片滑动或锁定回缩量超标的原因是个别批次的锚具夹片加工缺陷、钢绞线黏结尘粉,处理方法为:卸荷后更换夹片重新张拉、单根钢绞线补偿张拉等。
(5)锚索张拉段灌浆异常。在灌浆过程经常遇到裂隙漏浆、堵管等异常情况,主要处理方法是进行封堵裂隙、延长注浆时间等。
(三)SNS主动防护网
SNS柔性防护网系统是用以钢丝绳网为主的各类柔性网覆盖包裹在需防护的斜坡或岩石上,以限制坡面岩土体的风格的分化剥落或破坏以及危岩崩塌(加固作用),或者将落石控制于一定范围内运动(围护作用)。
SNS主动防护网施工技术要点如下:
(1)清除坡面防护区域内威胁施工安全的浮土及浮石,对不利于施工安装和影响系统安装后正常功能发挥的局部地形(局部堆积体和凸起体等)进行适当修整。
(2)确定锚杆孔位时在孔间距允许的调整量范围内,尽可能在低凹处选定锚杆孔位;对非低凹处或不能满足系统安装后尽可能紧贴坡面的锚杆孔,应在每一孔位处凿一深度不小于锚杆外露环套长度的凹坑,。
(3)按设计深度钻凿锚杆孔并清孔,当受凿岩设备限制时,构成每根
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锚杆的两股钢绳可分别锚入两个孔径不小于φ35的锚孔内,形成人字形锚杆;当局部孔位处因地层松散或破碎而不能成孔时,可以采用断面尺寸不小于0.4×0.4m的C15砼基础置换不能成孔的岩土段。
(4)注浆并插入锚杆,采用标号不低于M25的水泥砂浆,宜用灰砂比l:l~1.2、水灰比0.45~0.50的水泥砂浆或水灰比0.45~0.50的纯水泥浆,水泥宜用不低于325普通硅酸盐水泥,优先选用粒径不大于3mm的中细砂,确保浆液饱满,在进行下一道工序前注浆体养护不少于三天。
(5)安装纵横向支撑绳时,张拉紧后两端各用2~4个绳卡与锚杆外露环套固定连接。
(6)挂网时从上而下铺挂格栅网,格栅网间重叠宽度不于5cm,两张格栅网间的缝合以及格栅网与支撑绳间用φ1.5扎进行扎结。缝合绳为钢绳,缝合绳两端各用两个绳卡与网绳进行固定联结。
四、坡面防护工程注意事项
(1)路基施工工程中应注意边坡临时防护措施,边坡临时防护工程宜与永久防护工程相结合。路基坡面防护工程应在稳定的坡面上设置,对于路基边坡开挖以后稳定性不足和存在不良地质因素的路段,应进行路基边坡防护与支挡加固的信息化动态综合设计。
(2)路基施工过程中应加强排水措施,为防止边坡以外的水流进入坡体,对坡面进行冲刷,影响边坡稳定性,宜在边坡外缘设置截水沟,以拦截坡外水流;同时应在边坡体内设置必要的排水沟(泄水管),使大气降雨及坡内水流能尽快排出坡体,避免对边坡稳定产生不利影响。
(3)路基防护工程不论开挖工程量和开挖深度大小,均应自上而下进行,应分层开挖,坡面开挖一级立即施工坡面加固工程,完毕后方可进行下部边坡的开挖及加固防护工程施工,不得乱挖超挖,并随挖随防护,防止边坡因长期暴露产生坍塌。
(4)高次团粒植被网防护技术一般先打锚杆,挂镀锌钢筋网,然后再播客土。喷播植草混合料的配合比应根据边坡坡度、地址情况和当地气候条件确定。
五、施工安全各项保障措施分析
5.1 组织措施分析
①成立安全管理小组。项目经理对现场施工安全全面负责。安全生产领导小组负责落实安全管理制度和各项安全措施,负责组织项目部技术人员、专职安全员及作业队伍管理人员的安全技术交底。专职安全员负责现场日常安全管理工作,作业队伍安全管理人员负责对所有作业人员的安全技术交底和施工前后各项安全措施的落实、现场的安全管理。②建立完善的安全生产责任制。项目管理人员、作业人员必须明确自身安全生产责任,与项目部签订安全生产责任书,层层进行落实。最后,加强安全教育。增强管理、作业人员安全意识,牢固树立“安全第一、预防为主”的思想。
5.2 技术措施
①精确放样,保证坡面的坡率及台阶宽度符合设计要求;坡面开挖采取预裂爆破,保证坡面岩体的完整性和稳定性,为坡面防护提供安全、稳定的工作面。②边坡防护严格按照开挖一级防护一级的顺序,植被防护由上向下施工,砌体防护由下向上施工。③施工机械作业时,除按规范操作外并应按事先设计的行走路线进行,其工作位置应平坦稳固,并应有专人指挥,指挥人员不得进入机械作业范围内。挖方高边坡实行“随开挖、随加固、随防护”,施工时严格按照设计方案进行施工。④施工中要设专人观察,严防塌方。施工中如发现山体有滑动、崩坍迹象危及施工安全时,应立即停止施工,撤出人员和机具,并报告监理办和指挥部处理。⑤施工机械靠近路堤边缘作业时,应根据路堤高度留有必要的安全距离,并应有专人指挥,指挥人员不得进入机械作业范围内。⑥坡面喷土施工完成后,每级坡顶上及时设置好洒水管并进行长期的洒水养护;对被雨水冲刷的坡面及时进行补喷,保证植被成活率,提高边坡的稳定性。⑦浆砌片石施工,砂浆统一用搅拌机拌和,不得用人工现场拌和;砌筑时做到座浆饱满;伸缩缝、泄水管、反滤层按图设置、按图施工。
结束语:
随着当前工程施工技术的进一步进步和发展,高边坡防护技术在受到越来越多的重视的同时,也需要针对自身特征做好各项施工工艺与安全防护工作。除上述内容外,关于安全检查与验收部分同样不可忽视,安全技术交底检查、安全防护用品的配备检查、现场作业环境情况检查、安全措施落实情况检查以及日常安全检查等工作必须做到位,最大程度上保障工程项目的顺利进行。
参考文献:
[1]邓勇.浅谈预应力锚索高边坡防护施工要点 2017
[2 ] 韦根.浅谈预应力锚索施工技术在边坡防护工程中的应用 2016
论文作者:江名金
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/20
标签:防护论文; 锚固论文; 预应力论文; 作业论文; 锚杆论文; 钻孔论文; 路基论文; 《防护工程》2018年第32期论文;