金祖敏

(上海鐵路局杭州工務(wù)段,杭州 310009)

邊坡穩(wěn)定性防治技術(shù)探討

金祖敏

(上海鐵路局杭州工務(wù)段,杭州 310009)

介紹在金溫線(xiàn)采取布魯克主動(dòng)網(wǎng)、預(yù)應(yīng)力錨索、坡面嵌補(bǔ)、危石整治(錨索、錨桿、清除)等綜合措施防治邊坡的穩(wěn)定性分析及效果。

布魯克主動(dòng)網(wǎng);預(yù)應(yīng)力錨索;危石整治;穩(wěn)定性分析

一、工程地質(zhì)概況

K200+020～K200+80地處山區(qū),塹頂植被發(fā)育,塹頂外有聳立陡壁。巖土層為凝灰?guī)r,頗重風(fēng)化,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體破碎。下部塹坡呈倒懸狀,危及行車(chē)安全,已采用掛網(wǎng)噴混凝土加固。塹坡頂上約5米外有巨形直立巖壁,高15～20 m,巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,節(jié)理多以水平及垂直為主,該巖體底部有一張開(kāi)裂隙,傾角10°～35°,傾向線(xiàn)路,巖體較破碎,呈大塊狀,懸石狀,有下錯(cuò)動(dòng)及掉塊現(xiàn)象,危及行車(chē)安全。

二、工程措施

采取布魯克主動(dòng)網(wǎng)、預(yù)應(yīng)力錨索、坡面嵌補(bǔ)、危石整治(錨索、錨桿、清除)等綜合措施防治邊坡。

(一)塹坡采用預(yù)應(yīng)錨索加固力

K200+020～+060段右側(cè)邊坡采用錨索加固、預(yù)應(yīng)力錨索有效控深10.5～25.5 m,錨索傾角20°。單根錨索設(shè)計(jì)噸位436 kN,預(yù)應(yīng)力噸位480 kN,錨固段長(zhǎng)度5.5 m;鋼絞線(xiàn)用1860級(jí)高強(qiáng)度低松弛鋼絞線(xiàn),最小破拉斷力260.7 kN,直徑15.24 mm,每根錨索由4根鋼絞線(xiàn)組裝,錨索頭部距孔底0.5 m,錨具采用OVM15—4型錨具?？變?nèi)注漿材料采用M40水泥砂漿,水泥采用525號(hào)普通硅酸鹽水泥,外錨頭采用M30鋼筋混凝土錨墩,承壓面不小于0.3 m×0.3 m。錨孔所處基巖破碎處,錨墩下設(shè)承壓板,采用M30混凝土,正方形,為1.5 m×1.5 m。

(二)布魯克主動(dòng)網(wǎng)

K200+020～+060未噴護(hù)部分及+061.5～+080直立巖壁側(cè)面采用布魯克主動(dòng)網(wǎng)防護(hù),網(wǎng)型GPS2,主要由邊緣小錨桿、支撐鋼繩、鋼繩網(wǎng)及格柵網(wǎng)組成,鋼繩網(wǎng)塊規(guī)格5 m×5 m,支撐鋼繩直徑為16 mm,縫合鋼繩直徑為8 mm,格柵網(wǎng)采用SO2.550型。

(三)危石整治

直立巖壁頂上主要危石采用預(yù)應(yīng)力錨索加固,預(yù)應(yīng)力錨索有效孔深10 m,單根錨索設(shè)計(jì)噸位300 kN,采用一次性張拉至設(shè)計(jì)噸位,避免過(guò)分?jǐn)_動(dòng)危石。危石堆中各較小危石采用Φ22螺紋鋼筋長(zhǎng)錨桿加固,錨孔灌注M40水泥砂漿,錨桿長(zhǎng)以穿透小危石至基巖內(nèi)2.5 m為宜。直立陡壁,部分危石間空洞及懸出部分下部采用灌注水泥砂漿、混凝土嵌補(bǔ)支撐。

三、邊坡穩(wěn)定性分析(滑坡推力法)

該工點(diǎn)采用推力傳遞計(jì)算法檢核其穩(wěn)定性:

式中:Fs為安全系數(shù);αi為條塊滑面平均傾角;ψ為傳遞系數(shù);ψ=cosΔ α-sinΔ αtanφ其中(Δ α=αi-1-αi);li為條塊滑弧長(zhǎng)(m);

Wi為條塊體力(kN/m3)。

由條分法按上式求總和,即得計(jì)算斷面上滑動(dòng)的總推力。

(一)滑動(dòng)體1、2、3

滑動(dòng)面為貫通的兩組節(jié)理裂隙面(圖1)。

圖1 K200+020斷面圖

(1)邊坡未治理前(表1)

表1 邊坡未治理前的穩(wěn)定情況

E10、E20表明滑動(dòng)體1、2在此斷面方向穩(wěn)定,在此斷面傾角為11°,而傾角10°～35°,故估計(jì)其穩(wěn)定性很差;>0表明滑動(dòng)體3不穩(wěn)定。

(2)邊坡治理后:滑動(dòng)體3穩(wěn)定,安全系數(shù)為1.27(見(jiàn)表2)。

表2 邊坡治理后穩(wěn)定情況

(二)滑動(dòng)體4

滑動(dòng)面為貫通的兩組節(jié)理裂隙面。

(1)邊坡未治理前,滑動(dòng)體4不穩(wěn)定(見(jiàn)表3)。

表3 邊坡未治理前的穩(wěn)定情況

(2)邊坡治理后:滑動(dòng)體4穩(wěn)定,安全系數(shù)為1.30(見(jiàn)表4)。

表4 邊坡治理后穩(wěn)定情況

S為滑動(dòng)體橫截面面積(m2);γ為滑動(dòng)體各層容重(kN/m3);W為滑動(dòng)體總重(kN);L為滑動(dòng)面長(zhǎng)(m);α為滑動(dòng)面傾角(°);c為滑動(dòng)面黏聚力(kPa);φ為滑動(dòng)面內(nèi)摩擦角(°);β為錨索傾角(°);T為錨索錨固噸位(kN);N為該斷面錨索數(shù)量(根);LO為錨索橫間距(m);FS為安全系數(shù)。

四、整治效果

實(shí)踐證明,金溫線(xiàn)邊坡整治是成功的,防治技術(shù)是合理適用的,經(jīng)濟(jì)效益是顯著的。預(yù)應(yīng)力錨索具有施工機(jī)動(dòng)靈活、勞動(dòng)強(qiáng)度小、消耗材料少、施工快、安全可靠、造價(jià)合理等優(yōu)點(diǎn),因此在金溫線(xiàn)廣泛應(yīng)用于整用于整治滑坡,加固順層邊坡、加固危石等工程中。

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(責(zé)任編輯張佑法)

U213

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1007-7111(2010)12-0123-02

2010-11-05

金祖敏(1973—),男,工務(wù)段副段長(zhǎng),研究方向:路基防護(hù)。