高边坡防护工艺设计与施工技术研究论文_邵亮

中铁十四局集团有限公司 山东济南 250014

摘要:路基高边坡的防护技术对路基高边坡的防护有着直接的影响,为了保证路基高边坡的防护施工质量,就需要在防护施工中遵循一些基本的原则,根据路基高边坡防护施工的实际情况对防护施工技术进行合理地选择。

关键词:高边坡防护;设计;施工技术

1公路高大边坡病害表现

(1)裂缝

路基高边坡开挖后,沿着坡面出现纵向或横向不规则的,而且深度较深的深层裂缝。

(2)风蚀

在少雨季节,路基坡面因为长时间刮风影响,坡面水分逐渐散发减少,坡面土壤逐渐干燥,破坏了土体自身的平衡,慢慢地出现掉块,脱皮等现象,致使坡面病害出现。

(3)坍塌

坡面开挖后未及时支护,凌空面部分因坡面土应力(重力)释放,或者因为雨季灾害影响,出现局部坍塌。

(4)滑坡

特别是在季节性雨季的影响下,山体开挖后,未能及时支护到位,或者设计本身考虑不够合理,设计不当,造成更为严重的后果,甚至整座山体出现滑移、坍塌。

2影响高边坡稳定性的因素

高边坡是一个倾斜的斜面,其很容易受到自身重力影响,从而会直接影响到整体的稳定性,坡体会有下滑的趋势,在加上受到外界因素的影响,需要采取引起我们的高度重视。就目前的情况来看,高边坡防护技术主要受到影响因素的影响:1)自然因素。高边坡很容易受到地质条件和地质构造的影响,同时也很容易受到水文、地质、土壤和气候等方面的影响,从而会对高边坡的稳定性产生直接影响,使得土壤出现松软的情况,如果在这个环境下没有充足的水资源,就会使得高边坡出现滑坡的情况,直接对高边坡的稳定性产生影响。2)人文因素。人文因素主要是指在工程的建设过程和管理使用的时候所涉及的因素,因此高边坡的稳定性主要会体现在施工、设计以及养护方面,在建筑工程的这些方面会直接影响稳定性,因此需要有效的确保这些方面都达到要求,才能够更好的确保高边坡的稳定性。

3公路路基高边坡防护的具体措施

3.1收集更为详细的地质资料

在具体的公路路基施工设计过程中,需要对其相关的路线进行常规的布孔勘探。在防护公路路基高边坡工作时,需要对其深挖地段的地层地质构造、边坡所处方位以及岩土性质进行综合考虑,对于不同的边坡还需要进行分段坡度设计,加强地质勘测工作,根据实际情况选择浆砌片石护坡、干砌片石护坡或者是水泥砂浆抹面等防护形式,以便获得更加充分的设计依据,加强地质资料的收集。

3.2利用喷射混凝土的技术对其进行防护

对于易产生滑坡地段或者是大部分碎石土与岩石土等地质结构山体,可以利用锚喷技术预防早期的滑坡。用锚杆约束山体的滑动,利用锚杆将滑动体固定在山体上,加挂钢筋网在滑动体表面的锚头之上,并喷射混凝土,这便是锚喷技术的工作原理。只要滑动层不是特别厚,滑动区域的面积不是特别大,都可以利用锚喷技术。根据滑坡与塌方不同的地质条件与物理力学条件,再加上其滑坡加固治理与防护工程特点以及边坡不良的工程地质方面的具体特征,可以选择那些工程负效应较小、易于操作、适用性强的喷射混凝土技术。

3.3预制块铺砌防护

在有较多防护类型可供选择的情况下,可以选择一些当地比较盛产的建筑材料作为其防护材料,达到降低其工程投资的目的。目前,公路上应用较多的防护公路路基方法就是预制块铺砌防护。主要是因为应用预制块铺砌防护比较容易施工,而且其预制块的规格较为的一致,外观比较整齐,但是预制块铺砌防护的造价较高,而且其施工难度也比较大。

3.4加强防范措施

在高速公路征地界以内,有些老百姓将农作物种到此地,经常会发生挖地破坏路基坡脚的现象,极有可能发生坡脚坍塌等情况;倘若再遭受到暴雨的冲刷,则会对行车安全造成直接的影响。在对坡脚进行防护,加大某地段浆砌片石防坡基础尺寸的同时,还要对其项目沿线的群众进行相关法律法规的宣传教育,最大限度地降低对其路基坡脚的破坏现象。因为项目资金方面存在着许多制约因素,因此在防护设计的时候,需要因地制宜,精打细算,将初期的投入控制在较低的范围内。

4案例分析

厄瓜多尔米拉多铜矿项目1#上山公路起点在老营地附近,与外部公路终点衔接,向东沿Wawayme河南岸,顺新营地东侧,在选矿工业场地西部向南上山,直至采矿工业场地。全长5436.274m,路基顶宽10m,路面宽8m,路面采用3~4cm砂砾保护层,基层为级配碎石基层厚25cm,混铺块碎石垫层厚60cm(40cm)。

工程地质 :

K1+820~K4+380段主要以粉质粘土夹少量碎石为主,含少量植物根茎;K4+380~K5+455段主要由粉质黏土和风化岩碎块组成。呈稍湿、松散状态,局部呈稍密状态,腐植土覆盖层厚度0.3~0.6 m。

K0+700~K1+050、K1+280~K1+405、K1+520~K1+820地段地层主要由漂石、卵石、砾砂和少量砾石、中粗砂组成,局部含少量黏性土。 漂石和卵石主要成分为花岗闪长岩和石英砂岩,呈亚圆形,直径为20~100cm,局部直径大于2m,含量约50~65%。黏性土充填于漂石或卵石缝隙之中,主要为粉质黏土,局部为黏土,含量约25~40%。黏性土中含少量砾石和砂,呈稍湿、中密~密实状态,以中密状态为主。

4.1土质边坡

土质边坡在开挖完成,修筑好坡顶截水沟及平台沟后,边坡防护以喷草绿化为主。

4.2石质边坡

现场开挖石质边坡根据开挖后的岩石节理及岩质状况采取不同的支护方式。

4.3.1喷锚支护参数

采用Ф18、L=3m@1.5m×1.5m螺纹钢锚杆、Ф3.5mm@10×10挂网、喷厚10cm的C20混凝土。喷混凝土坡面布置排水孔,排水孔采用Ф56mm,L=3m@3m×3m,每级边坡底部一排孔深为4.5m,孔内采用MY50塑料滤水管+外包一层土工布保护。喷射混凝土采用普通硅酸盐水泥,强度等级不低。于32.5,粗骨料粒径不大于15mm,砂细度模数为2.5~3.0。水泥砂浆标号不低于M20。

4.3.2施工方法与工艺

1)机械设备进场

先由施工队伍派专人进行试喷,确定配合人数、熟悉施工流程。

2)锚孔测量放线

根据设计图纸由测量班测定段落,中间视现场情况可加密,其他孔位以固定桩为准钢尺或皮尺丈量,全段统一放样并报监理工程师进行检查验收。

3)平台搭设

根据设计布孔的孔排间距要求,设置每一层高度与立杆的间排距离,以满足施工需要。脚手架及施工荷载轴向力主承力区选择在边坡坡面及底部的落碎台上。根据现场的实际情况采用扣件式双排钢管脚手架,立杆和横杆、坡面扫地干均采用φ48mm×3.5mm钢管,连接扣件采用标准扣件。脚手架大致与坡面平行架立,脚手架随坡度而设,主受力立杆间距1.5m,其余辅助受力立杆随坡度而调整搭设间距1.5m,锚杆施工自下而上施工,因此脚手架施工顺序也由下而上搭设。脚手架连墙杆采用φ18mm螺纹钢筋,固定点拉杆深度不低于1m,角度与边坡锚杆角度相等,连墙杆设定在每一级边坡平台、每级斜坡面以上。脚手架底部可用20*20方木垫底。搭设好的脚手架上铺设4-5cm厚木板做施工平台,并用铁丝绑扎牢固,平台周围设置护栏横杆,挂设安全网。搭设完毕后由安全人员对钢管的牢固性进行检查,合格后方可使用,施钻过程中应随时检查。

4)锚杆施工

将受喷面松动岩块和强风化土体清理干净后进行锚杆施工,锚孔纵横间距1.5m,采用梅花形式布置,在岩质边坡上确定锚杆孔位后进行钻孔,人工手持风钻水钻法钻孔,钻进方向与坡面保持垂直。锚杆孔深3m,孔径70mm,钻孔完毕后用风管高空气压(风压0.2-0.4Mpa)将孔内岩粉及水体全部清出孔外,以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。锚孔清理干净后,需经监理工程师检验合格后方可进行注浆。将注浆管插入距离孔底约10cm,将配置好的水泥浆体用注浆泵注入锚杆孔内,直至孔内溢出的浆体浓度与配置浆体相同为止。最后人工缓缓将制作好的且监理工程师经检验合格的锚杆置入已注浆孔内,锚杆采用Ф18螺纹钢,长度3m,弯头为8cm,所露出的弯头与坡面距离为6cm左右,弯头方向保持向上。用木楔封堵孔口,防止浆体外溢。

5)挂设钢筋网

待锚杆孔内浆体达到一定强度后(不少于1天)即可进行挂设钢筋网施工。铺设Ф3mm钢筋网,钢筋网与岩面间隙3cm为宜。钢筋网应与锚杆弯头采用点焊焊接牢固,网片之间用铅丝绑扎牢固。大面积喷射混凝土时,沿线路每隔25m设置一道伸缩缝,缝宽2cm,用沥青木板分隔。

6)排水孔施工

为了及时引排坡体内渗水,防止喷层受水压挤涨破坏和坡体受水浸润软化失稳,铺设完钢筋网片后可进行排水孔施工。排水孔深度3m(每级边坡底部一排为4.5m深),梅花型式布置,纵横间距3m,且相对水平面向上倾斜10度。在钻孔完成后将MY50塑料滤水管+外包一层土工布插入排水孔内。为防止喷射混凝土时堵塞孔口,用铁丝绑扎塑料布封闭孔口,待喷射完毕后及时拆除塑料布。且相对水平面向上倾斜10度。在钻孔完成后将MY50塑料滤水管+外包一层土工布插入排水孔内。为防止喷射混凝土时堵塞孔口,用铁丝绑扎塑料布封闭孔口,待喷射完毕后及时拆除塑料布。

7)喷射10cm厚C20混凝土

施工前先确定C20喷射砼配合比,并报监理工程师批准。喷射混凝土前湿润受喷坡面,并埋设喷射混凝土厚度醒目标志。

搅拌车配备2名熟悉掌握混凝土配合比下料的工人,根据配合比准确下料。根据所喷边坡的面积确定出喷射混凝土方量。通过搅拌罐车运输混凝土到湿喷机前,湿喷机前配备1名看护人员保证搅拌车卸料及湿喷机设备正常工作。作业前,先用水灰比1:2的净水泥浆润滑湿喷机料斗及输料管道。作业开始时,先送风,后开机,再给料,并检查和调节风和水的压力,一般控制为:风压力0.9MPa,水压0.4MPa。混凝土进入喷射料斗后,在启动主机的同时,调整好喷射机的喷射速度并根据混凝土配合比控制速凝剂的添加量。每个喷头由2名工人配合操作,喷射砼由下而上进行,喷射开始时,保持喷头与受喷坡面距离1-2米,调节喷射角度,保证钢筋网与岩面间混凝土的密实性,应保持混凝土表面平整,呈湿润光泽,无滑移流淌现象。喷射完毕后,先停速凝剂输送泵,最后关风阀。每次喷射完毕后,需将湿喷机设备、弯管、接头等部位内存留的混凝土杂物清洁干净。

喷射混凝土工艺流程图

8)养护

喷水湿润养护不少于10天。

5结语

在路基高边坡防护施工中,防护施工技术是非常重要的,对高边坡的防护施工质量有着直接的影响。在路基高边坡防护施工中,还存在着一些问题,从而影响路基高边坡的防护施工,为了提高防护施工的质量,延长路基使用寿命,就需要结合实际的情况对路基高边坡防护施工技术进行选择。

参考文献:

[1]翁自亮.路基高边坡防护施工技术[J].江西建材,2016(02):144.

[2]薛金儒,李旭萌.道路工程高边坡防护技术与施工分析[J].四川水泥,2016(03):58.

[3]陈浩明,吴华艺.高边坡防护技术在工程中的应用[J].城市道桥与防洪,2016(04):176-177+184+18.

[4]张健.高边坡施工与防护[J].建材与装饰,2016(30):271-272.

论文作者:邵亮

论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期

论文发表时间:2018/6/15

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