王海江 劉 娟

1 工程概況

某鐵路專用線DK2+140～DK2+390段路塹邊坡是人工開(kāi)挖形成的土質(zhì)高邊坡,工程完成后,該段路塹邊坡左右側(cè)多處多次出現(xiàn)坡面坍塌、滑塌。目前鐵路線右側(cè)DK2+183～DK2+267段和左側(cè)DK2+223～DK2+277段已嚴(yán)重坍塌,坍塌體淹埋了該段鐵路專線的路基。另外,連接上村和向東村的公路上跨鐵路立交橋兩端橋墩周?chē)糠滞馏w也發(fā)生滑塌,橋面和坡頂路面銜接處也因土體滑塌而部分?jǐn)嚅_(kāi),影響了公路立交橋的安全正常通行。針對(duì)該段路塹邊坡目前存在的問(wèn)題,就鐵路專用線DK2+183～DK2+267段路塹右側(cè)邊坡以及DK2+223～DK2+277段路塹左側(cè)邊坡進(jìn)行治理工程設(shè)計(jì)。

2 設(shè)計(jì)依據(jù)

1)GB 50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范;2)GB J86-85錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范;3)GB 50330-2002建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范;4)CECS 22∶90土層錨桿設(shè)計(jì)與施工規(guī)程;5)GB 50026-893工程測(cè)量規(guī)范。

3 邊坡工程地質(zhì)條件

1)位置、地形及地貌。擬治理和加固邊坡段位于該鐵路專用線DK2+140～DK2+390段,連接上村和向東村的公路上跨鐵路立交橋以40°夾角斜跨鐵路專用線,立交橋橋面中線與鐵路路基中線交于DK2+236位置,該段鐵路路基設(shè)計(jì)標(biāo)高899.0 m～902.0 m。場(chǎng)地總體地形起伏較大,地面標(biāo)高介于915.0 m～924.0m,公路立交橋位置基本為場(chǎng)地最高位置,向兩側(cè)地勢(shì)逐漸降低,鐵路線右側(cè)坡體在DK2+336段發(fā)育了一條沖溝。地貌單元屬中低山丘陵地貌。2)地震烈度。本區(qū)地震基本烈度為6度。3)不良地質(zhì)現(xiàn)象。該段線路及其附近無(wú)明顯斷裂構(gòu)造,部分地段地下存在煤礦采空區(qū),但礦方已對(duì)DK2+156～DK2+316段進(jìn)行了注漿治理,目前經(jīng)實(shí)際監(jiān)測(cè),地面沉降已穩(wěn)定。

4 邊坡穩(wěn)定性分析

該鐵路專用線DK2+140～DK2+390段路塹邊坡是人工開(kāi)挖形成的土質(zhì)高邊坡,該段沿線大部分地段人工開(kāi)挖深度都在20 m～22 m,兩側(cè)邊坡陡峭,開(kāi)挖后坡體內(nèi)土體原始應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變,在坡腳附近出現(xiàn)較大的剪應(yīng)力集中區(qū),坡頂可能出現(xiàn)張應(yīng)力區(qū),坡體應(yīng)力的變化可直接引起邊坡的變形破壞。本段路塹邊坡左右側(cè)多處發(fā)生坡面坍塌和滑塌。雖然目前仍有部分砌石高邊坡尚未坍塌,但當(dāng)它們受到外部因素影響時(shí),隨時(shí)存在坍塌的可能性,因此有必要提前采取一定的加固措施。對(duì)于目前地下存在煤礦采空區(qū)而又未進(jìn)行注漿治理的路塹邊坡地段應(yīng)先進(jìn)行采空區(qū)注漿治理,然后再進(jìn)行邊坡的治理和加固。

5 設(shè)計(jì)方案

5.1 錨拉式框架梁

治理段和加固段一級(jí)平臺(tái)以下坡面采用錨拉式框架梁支護(hù),框架梁設(shè)計(jì)為400mm×400mm,橫縱向梁間距為3.2 m×3 m,3.3 m×3 m,每片框架梁由4根橫梁和3根縱梁柱現(xiàn)澆鋼筋混凝土而成。在梁的每個(gè)結(jié)點(diǎn)處設(shè)置一根預(yù)應(yīng)力錨索,錨索長(zhǎng)度25 m,傾角20°,由 5φ 15.24mm(1860級(jí))低松弛高強(qiáng)度鋼絞線編制而成。鉆孔成孔孔徑150mm,注漿采用水灰比為0.5的素水泥漿灌注,單根錨索設(shè)計(jì)拉力為400 kN?？蚣芰嚎v向每隔9 m設(shè)置一條伸縮縫。

5.2 錨拉式擋墻

治理段原擋墻變形、坡腳塌落、一級(jí)平臺(tái)橋墩周?chē)馏w塌落處以及橋北端路面恢復(fù)處采用錨拉式擋墻支護(hù),擋墻厚度0.5 m,用鋼筋混凝土現(xiàn)澆而成。擋墻內(nèi)部按照框架梁的間距和方式配筋,另增加雙層φ 8@200的鋼筋網(wǎng)片。在擋墻隱含梁的每個(gè)結(jié)點(diǎn)處設(shè)置一根預(yù)應(yīng)力錨索,錨索長(zhǎng)度25 m,傾角15°,由5φ 15.24mm(1860級(jí))低松弛高強(qiáng)度鋼絞線編制而成。擋墻每隔9 m設(shè)置一條伸縮縫。一級(jí)平臺(tái)橋墩周?chē)约皹虮倍寺访婊謴?fù)處的錨拉式擋墻內(nèi)側(cè)均用灰土回填夯實(shí),密實(shí)度不小于0.93。橋墩周?chē)^拉式擋墻內(nèi)側(cè)在回填完灰土后,頂部用鋼筋混凝土澆筑封面,厚度150mm,配置φ 8@200的單層鋼筋網(wǎng)片。

5.3 錨桿掛網(wǎng)噴射混凝土

治理段一級(jí)平臺(tái)以上原漿砌片石護(hù)坡垮落的坡面以及加固段一級(jí)平臺(tái)以上原未做漿砌片石護(hù)坡的坡面均采用錨桿掛網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)。噴射混凝土標(biāo)號(hào)C20,噴射面層厚度為150mm,分兩次噴射,布置Φ 8@200單層鋼筋網(wǎng),錨桿采用Φ 28mm螺紋鋼筋制作,設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為8 m,錨孔間距為3m×3 m,每個(gè)錨孔位置按照“井”字形橫縱向布置4根Φ 16加強(qiáng)鋼筋,錨孔孔徑為 130mm,傾角為25°。注漿采用水灰比為0.5的素水泥漿灌注。錨桿掛網(wǎng)噴射混凝土每隔20 m設(shè)置一條伸縮縫。

5.4 排水系統(tǒng)修繕

1)仰斜排水孔:在距路基1 m高坡腳位置以及距一級(jí)平臺(tái)1 m高位置各布置一排深部仰斜排水孔,排水孔孔徑為110mm,仰角為15°,下PVC花管。路基位置排水孔間距為6 m,孔深20 m;一級(jí)平臺(tái)位置排水孔間距為3 m,孔深10 m。2)截排水溝:在坡頂距坡面2 m處修建一條“U”形截水溝,截水溝采用C15混凝土澆筑而成,厚度200mm,配置Φ 6@200單層鋼筋網(wǎng),其內(nèi)沿與坡面的鋼筋網(wǎng)相連接,并澆筑150mm厚度C15混凝土與坡面連接成一體。截水溝底部用150mm厚度的三七灰土夯實(shí)。截水溝每隔20 m設(shè)置一條伸縮縫,用瀝青麻絲充填。在DK2+183～DK2+223右側(cè)邊坡治理段,一級(jí)平臺(tái)面上漿砌片石擋墻外側(cè)修筑一條“U”形排水溝,距擋墻腳0.5 m,采用C15混凝土澆筑而成,厚度200mm,配置Φ 6@200單層鋼筋網(wǎng),其內(nèi)沿與擋墻相連接,并澆筑150mm厚度C15混凝土。排水溝底部用三七灰土夯實(shí),夯實(shí)層厚度150mm。3)泄水管(孔):錨拉式擋墻、漿砌片石擋墻、錨桿掛網(wǎng)噴射混凝土護(hù)面、漿砌片石護(hù)面均按照縱橫2 m～3 m間距預(yù)埋設(shè)(或預(yù)留)淺表層泄水管(泄水孔),擋墻或護(hù)面內(nèi)側(cè)泄水管(孔)周?chē)O(shè)置砂礫石反濾層。泄水孔規(guī)格 10mm×10mm,預(yù)埋泄水管采用φ 50mm,長(zhǎng)度1.0 m的PVC管。

5.5 坡面修整

一級(jí)平臺(tái)以下已坍塌坡面按照原設(shè)計(jì)坡度1∶0.5對(duì)坡面進(jìn)行修整后再做支護(hù),一級(jí)平臺(tái)以上坡面按照目前實(shí)際坡面進(jìn)行修整后再做支護(hù),不做支護(hù)的坡面修整后坡度應(yīng)不大于1∶1?；靥钔敛捎萌呋彝?逐層夯實(shí)。

5.6 漿砌片石護(hù)坡

一級(jí)平臺(tái)以下已坍塌坡面按照原設(shè)計(jì)坡度1∶0.5對(duì)坡面進(jìn)行修整后,再用M10漿砌片石做護(hù)坡,然后再進(jìn)行錨拉式框架梁支護(hù)。漿砌片石護(hù)坡按照原設(shè)計(jì)施工。

5.7 漿砌片石擋墻

在DK2+183～DK2+215右側(cè)邊坡治理段,一級(jí)平臺(tái)以上坡面修整后坡度應(yīng)不大于1∶1,一級(jí)平臺(tái)寬度為4 m～8 m,根據(jù)實(shí)際施工情況留設(shè)。平臺(tái)上坡腳位置修筑漿砌片石擋墻,擋墻高1.8 m,外墻面坡度 1∶0.5,墻埋深0.5 m,底部用三七灰土夯實(shí),夯實(shí)層厚度400mm。

6 施工注意事項(xiàng)

1)為保證邊坡的穩(wěn)定和施工安全,邊坡錨固工程一般應(yīng)按工序施工,各工序在保證主要施工順序和工藝要求條件下,可以統(tǒng)籌安排,加快施工進(jìn)度。2)各項(xiàng)工程必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施工,遵循相應(yīng)的施工規(guī)范,確保施工質(zhì)量,施工后按規(guī)范及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工程驗(yàn)收。3)左側(cè)邊坡DK2+248～DK2+267段施工時(shí),應(yīng)先施工上部錨拉式框架梁,然后再拆除下部變形的原混凝土擋墻,重新進(jìn)行錨拉式擋墻的施工。4)右側(cè)邊坡 DK2+183～DK2+223段施工時(shí),應(yīng)先施工下部錨拉式擋墻、錨拉式框架梁,然后再進(jìn)行一級(jí)平臺(tái)面上其他工程的施工。5)右側(cè)邊坡路面恢復(fù)段施工時(shí),應(yīng)先將已塌落的松散土層清理掉,直至露出原狀土層,然后再在原狀土層上進(jìn)行內(nèi)側(cè)的錨拉式框架梁及外側(cè)的錨拉式擋墻施工。6)坡面修整。使用機(jī)械進(jìn)行土方作業(yè)時(shí),應(yīng)嚴(yán)防出現(xiàn)邊坡超挖,必要時(shí)應(yīng)采用人工清坡修整,以保證邊坡平整符合設(shè)計(jì)規(guī)定的坡角。7)預(yù)應(yīng)力錨索施工。錨索孔必須按設(shè)計(jì)圖紙布置的孔位精確定位。成孔禁止用水鉆進(jìn),盡量減少對(duì)鉆孔周?chē)翆拥臄_動(dòng),鉆孔結(jié)束后,應(yīng)從鉆孔底向外清孔。錨索材料必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求,保證質(zhì)量。錨索張拉要逐級(jí)進(jìn)行,分兩次完成,第一次張拉達(dá)鎖定力的60%～70%,張拉時(shí)應(yīng)對(duì)錨索伸長(zhǎng)及受力做記錄,核實(shí)伸長(zhǎng)與受力是否相等。每級(jí)補(bǔ)償張拉穩(wěn)定時(shí)間為5 min,最后一級(jí)補(bǔ)償張拉穩(wěn)定時(shí)間為10 min(參見(jiàn)有關(guān)規(guī)范)。必須保證錨墩與鉆孔軸線垂直,張拉結(jié)束后,錨頭部分應(yīng)涂防腐劑,再用C25混凝土封閉。8)錨桿施工。錨桿孔位測(cè)放應(yīng)準(zhǔn)確,偏差不得超過(guò)±3cm,考慮沉渣的影響,為確保錨桿深度,實(shí)際孔要大于設(shè)計(jì)深度0.3 m。錨桿成孔孔徑為150mm,成孔后,進(jìn)行清孔檢查,對(duì)于孔中出現(xiàn)局部塌孔或掉落松土應(yīng)立即處理。9)框架梁施工。框架梁施工時(shí),先清理、整平坡面,再做漿砌片石護(hù)坡,保證框架梁與砌石坡面密貼。先施工錨索,再施工鋼筋混凝土框架梁,待錨固體及框架強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí),方可進(jìn)行錨索張拉、鎖定。用C25混凝土將錨頭作封閉保護(hù)處理,要求整齊、美觀。10)掛網(wǎng)噴射混凝土施工。噴射混凝土?xí)r,射距宜在0.8 m～1.5 m的范圍內(nèi),并從上部逐漸向下部噴射。射流方向一般應(yīng)垂直指向噴射面,但在鋼筋部位,應(yīng)先噴填鋼筋前方,防止在鋼筋背面出現(xiàn)空隙。噴射混凝土水灰比一般為0.35～0.45。11)排水系統(tǒng)施工。坡頂“U”形截水溝、一級(jí)平臺(tái)排水溝及坡腳排水溝,施工時(shí)可結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行放線施工。若溝底為土質(zhì),則需要夯實(shí)處理,以防沉降。仰斜排水孔采用干法鉆成孔,成孔后采用高壓風(fēng)清孔,下入PVC花管?；炷撩鎸颖趁媾潘捎妙A(yù)埋帶孔塑料管(直徑50mm),其長(zhǎng)度1.0 m,向外傾斜5°～10°排水,每 4 m2坡面設(shè)置一根。

[1] 郁中偉,馬 良,鄭明玉.現(xiàn)行橋梁抗震理論與設(shè)計(jì)方法 [J].山西建筑,2008,34(1):313-314.