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        京福高速公路福州段FA3標(biāo)段少埔山路塹高邊坡綜合治理

        2011-07-13 03:55:36吳王成
        黑龍江交通科技 2011年12期
        關(guān)鍵詞:坡率植草坡體

        吳王成

        (1.福建省交通建設(shè)工程監(jiān)理咨詢公司;2.北黑高速公路J6監(jiān)理辦)

        京福高速公路福州段FA3標(biāo)段少埔山路塹高邊坡綜合治理

        吳王成1,2

        (1.福建省交通建設(shè)工程監(jiān)理咨詢公司;2.北黑高速公路J6監(jiān)理辦)

        就京福高速公路福州段少埔山路塹高邊坡概況、病害情況、病害原因和治理措施作簡單介紹。

        路塹高邊坡;病害;分析;治理

        目前,我國高速公路建設(shè)正快速進(jìn)行,其中有不少路段通過山嶺重丘地帶,地形、地質(zhì)條件復(fù)雜且自然坡陡。在施工過程中,路塹邊坡的崩塌、滑坡現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,其危害嚴(yán)重、損失極大,使工程往往無法正常實(shí)施,也可能給工程竣工后正常運(yùn)營留下安全隱患。為了滿足安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理雙重目標(biāo),對高邊坡病害特征性質(zhì)的深入分析和對其治理工程方案的慎重選擇顯得非常重要。京福高速公路K260+550~K260+880段左路塹高邊坡多處失穩(wěn)滑塌即屬此類問題的典型實(shí)例。

        1 工程概況

        少埔山位于福州段京福高速公路FA3合同標(biāo)段,高速公路從該山腰通過,左邊坡的里程為K260+550~K260+880,路塹邊坡達(dá)60余m高,每10 m設(shè)一個(gè)平臺(tái),設(shè)計(jì)坡率:1、2、3 級為1∶0.5;4、5 級為1∶0.75;6 級為1∶1。

        2 主要病害情況

        (1)該山體具有滑坡史:在1997年發(fā)生山體滑坡,造成山腳下4戶村民房屋沖毀倒塌,13人喪生。

        (2)該坡面多處滑塌,上千立方滑坡有2處之多,其里程位置為K260+662~K260+690的3、4、5級邊坡,長29 m,沿滑動(dòng)面方面長約 27 m,滑體深度 2~8 m。K260+720~K260+850頂部滑坡,其中:K260+720~K260+775段3~5級坡沿開挖輪廓線滑坡,K260+775~K260+850段為2級和3級路塹邊坡,2、3級滑坡滑體厚度為0~5 m。

        (3)滑坡后觀察其滑動(dòng)面與水平夾角為35°~50°,滑體為殘積亞粘土,砂質(zhì)粘性土及塊(漂)石土。

        (4)山體局部有滲水現(xiàn)象,土體含水量較大。

        3 病害原因分析

        (1)山體上覆坡殘積層及強(qiáng)風(fēng)化層的厚度大于20 m,土體松散,邊坡具有不良地質(zhì)現(xiàn)象的地貌形態(tài),穩(wěn)定性差。巖體中發(fā)育有傾向臨空的不利結(jié)構(gòu)面,下伏為弱風(fēng)化、微風(fēng)化凝灰熔巖。

        (2)山體地下水十分發(fā)育,局部有滲水現(xiàn)象,且軟硬土體變化明顯,如巖土界面,是滑坡體的主要滑動(dòng)面。

        (3)“V”字形溝谷發(fā)育,山坡陡峭,地表水及溢流的沖刷滲透導(dǎo)致塌方。

        (4)水文地質(zhì)的影響:廣泛分布于第四系沖積層、沖洪積層及殘坡層中,前兩者水量豐富,后者水量較少,含水量接受大氣降水入滲補(bǔ)給。地下水水位及其水量受降水控制,季節(jié)性變化很大。

        基巖內(nèi)潛水分布于基巖分化孔隙、裂隙中及巖體斷裂帶中,由大氣降水補(bǔ)給,水量較小,地下水流向與地形坡向一致或于斷層裂隙中成帶狀分布,對邊坡有一定的影響。

        4 邊坡綜合治理措施

        為了坡體的安全、穩(wěn)定,采取預(yù)應(yīng)力錨索框架為主輔以砌石擋墻、變截面護(hù)面墻、孔窗式擋墻,網(wǎng)格骨架植草,調(diào)整坡率,增設(shè)排水設(shè)施等綜合治理措施(見圖1)。

        4.1 錨索框架

        (1)錨索框架措施。

        邊坡開挖后,通過對坡體分析,坡體存在潛在滑動(dòng)面,為避免坡面產(chǎn)生滑動(dòng),在4級、5級坡面上設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索框架,錨索長度為30 m,錨固段長14 m;3級坡面因土石夾雜,采用預(yù)應(yīng)力錨索框架與砌石變截面護(hù)面墻(高10 m,底寬90 cm,頂寬0.4 m)交錯(cuò)設(shè)置,錨索長度為30 m 和28 m,錨固長度14 m。錨索框架共33片,單片框架長8 m,斜長為12.5 m和11.18 m。每片框架設(shè)4個(gè)錨孔,每孔6根無粘結(jié)鋼絞線,其直徑15.24 mm,每2根為一單元,采用壓力分散型錨索形式施工,錨索框架施工應(yīng)與同級坡開挖修坡同時(shí)進(jìn)行,待錨索框架預(yù)應(yīng)力張拉后進(jìn)行下一級土石方開挖,以免邊坡面長時(shí)間不防護(hù),產(chǎn)生新的滑坡,造成更大的施工困難,影響施工進(jìn)度。

        圖1 錨索框架圖

        (2)錨索框架工作原理。

        預(yù)應(yīng)力錨索框架是通過錨固在坡體深部穩(wěn)定巖體上的錨索將力傳給框架,再經(jīng)框架對不穩(wěn)定坡體施加一個(gè)預(yù)應(yīng)力,將不穩(wěn)定松散巖體擠壓,使巖體間的正壓力和摩阻力大大提高,增大抗滑力,限制不穩(wěn)定坡體的發(fā)育,從而起到了加固邊坡穩(wěn)定坡體的作用。錨索孔內(nèi)高壓注漿,使?jié){液填充了錨孔周圍坡體內(nèi)裂隙,提高了坡體的整體穩(wěn)定性。

        (3)錨索框架施工流程。施工流程見圖2。

        圖2 施工流程

        (4)預(yù)應(yīng)力錨索框架主要參數(shù)的選取。

        ①預(yù)應(yīng)力鋼絞線:選用直徑15.24 mm,強(qiáng)度1 860 MPa的高強(qiáng)度低松弛無粘結(jié)鋼絞線,延伸率≥3.5%。

        ②設(shè)計(jì)拉力:錨索設(shè)計(jì)拉力700 kN,每孔6Ф15.24預(yù)應(yīng)力鋼絞線。

        ③安全系數(shù):錨索安全系數(shù)取2.0~2.2。

        ④鉆孔直徑及設(shè)備:鉆孔直徑 Ф130 mm,設(shè)備采用YM160步履式土錨鉆機(jī)和無錫探礦機(jī)械廠、宣化英格索蘭工程機(jī)械有限公司、東北巖土工程公司等單位生產(chǎn)的巖錨鉆機(jī)。

        ⑤錨索張拉力與錨固力:錨索采取差異分步張拉,每孔6根分為3個(gè)單元,根據(jù)設(shè)計(jì)荷載和錨索長度計(jì)算確定差異荷載,錨索的預(yù)應(yīng)力在補(bǔ)足差異荷載后分5級按設(shè)計(jì)荷載700 kN的25%、50%、75%、100%和110%進(jìn)行施拉,每次持荷時(shí)間2~5 min,最后一級持荷穩(wěn)定觀測10 min以后按設(shè)計(jì)要求鎖定,鎖定后48 h內(nèi)沒有出現(xiàn)明顯的應(yīng)力松弛現(xiàn)象,即可進(jìn)行封錨。

        壓力分散型錨索加荷等級與測讀位移應(yīng)遵守下列規(guī)定。

        a首先把所有的錨索一起拉到A×fptk的0.1倍(A為錨索的截面積,fptk為錨索承載力標(biāo)準(zhǔn)值),使錨索拉直,然后松開;隨后再采取循環(huán)加荷,每級加荷增量宜取初始荷載0.1A×fptk+差異荷載。

        b在每級加荷等級觀測時(shí)間內(nèi),測讀錨頭位移不應(yīng)小于3次。

        所以,所謂的打通線下與線下有時(shí)只是企業(yè)的一廂情愿,比如永輝超市推出的超級物種。這種餐飲加商超的模式雖然具體了線上和線下兩種場景,但是從實(shí)際來看,大部分的消費(fèi)都是在線下實(shí)體店完成,這一年里超級物種的線上訂單占比僅為10%左右。

        c在每級加荷等級觀測時(shí)間內(nèi),錨頭位移不大于0.1 mm時(shí),可施加下一級荷載;否則需延長觀測時(shí)間,直至錨頭位移增量2.0 h小于2 mm時(shí),方可施加下一級荷載。

        (6)張拉主要設(shè)備:YCW150B型千斤頂,OVMZ-500型油泵,HVM錨具。

        (7)錨索擠壓套擠壓設(shè)備:ZB4-500型電動(dòng)油泵,柳州產(chǎn)GYJA擠壓器。

        (8)錨索間距與傾角:單片框架(“井”字架)錨索水平距4.0 m,斜向距1∶0.5 坡的為5.59 m,1∶0.75 坡率為6.25 m,錨索傾角為20°。

        (9)錨固長度及膠結(jié):錨固段嵌入坡體的長度為14 m,錨固段采用強(qiáng)度為M40純水泥漿膠結(jié),水灰比0.4~0.5,水泥為普通硅酸鹽P·O 42.5R。

        (10)錨索鋼筋混凝土:采用C25現(xiàn)澆鋼筋混凝土“井”字型框架設(shè)計(jì),框架梁為0.6 m×0.5 m矩形截面,主筋為Ф22,箍筋為 Φ12。

        4.2 設(shè)置護(hù)面墻

        K260+550~K260+760段1、2級邊坡為弱風(fēng)化、微風(fēng)化凝灰熔巖,在該部位設(shè)置高10 m、底寬0.9 m、頂寬0.4 m的漿砌片石。護(hù)面墻防護(hù)在3級交錯(cuò)設(shè)置錨索框架間小部分滑體處嵌補(bǔ)漿砌片石后采用護(hù)面墻防護(hù)。

        K260+760~K260+880段1、2、3級為坡殘積層及強(qiáng)風(fēng)化層,采用了調(diào)整坡率,減緩坡度按一定的坡率進(jìn)行清方刷坡,對原開挖的第一級臺(tái)階變?yōu)槎壟_(tái)階,半孔式漿砌片石擋墻防護(hù),即原1∶0.5坡率調(diào)整為下部6 m擋墻防護(hù),上部4.0 m調(diào)整為1∶0.7坡率孔窗式擋墻,孔內(nèi)培土植草防護(hù)。

        (2)坡面防護(hù)。

        ①原層基材+系統(tǒng)錨桿:K260+735~K260+880段為1~5級邊坡,處于開挖坡體交接面處3~5級邊坡滑坡后部分不均勻石體裸露,根據(jù)滑坡的實(shí)際情況進(jìn)行1∶0.75~1∶1.25的刷坡,采取厚層基材綠化和系統(tǒng)錨桿防護(hù)。系統(tǒng)錨桿間距2.0 m ×2.0 m,長度分別為 1.5 m 和6 m,鉆孔孔徑不小于4.5 cm;錨孔與坡面成90°。錨桿體短錨桿為Φ16螺紋鋼,長錨桿為Φ25的螺紋鋼;錨桿呈梅花型交錯(cuò)布置,掛Φ2 mm的鍍鋅鐵絲網(wǎng)。系統(tǒng)錨桿為全長粘結(jié)式錨桿,錨桿抗拔力不低于50 kN,注漿強(qiáng)度不小于25 MPa。厚層基材植草,將TBS綠化基材、纖維、種植土、植被種子的混合物噴射到坡面,形成綠化層,基材的噴射厚度為8 cm。

        ②拱型骨架植草:在K260+590~K260+855段,頂級邊坡坡率在1∶0.75~1∶1.25之間,采用漿砌片石拱型骨架植草和漿砌片石網(wǎng)格骨架植草防護(hù)。

        4.3 排水設(shè)施

        (1)截水溝、急流槽。

        為了避免山體地表水、雨水浸刷松散巖體引起坡體滑坡,需在坡面上方5 m處設(shè)置漿砌片石截水溝,在坡頂匯水處設(shè)邊坡急流槽兼做檢查梯。急流槽每100 m設(shè)1道。每級平臺(tái)設(shè)排水溝將水匯集于急流槽或截水溝、邊溝。

        (2)排水孔。

        ①布設(shè)泄、排水孔:在1級護(hù)面墻上設(shè)Φ75PVC泄水孔,間距2 m×2 m交錯(cuò)布置,墻后設(shè)20 cm厚無砂大孔混凝土反濾層。在原層基材+系統(tǒng)錨桿防護(hù)坡面上,每級設(shè)3排水平間距為4 m、垂距為3 m的排水孔??咨?~3 m,孔內(nèi)布Φ46有孔塑料管及過濾網(wǎng)。

        ②布設(shè)排水平孔:在邊坡地下水富集的坡面處,布設(shè)平孔排水,孔口高出邊溝頂面0.5 m,縱向間距5.0 m,孔的水平夾角為5°~10°,孔深15.5 m,排水管采用 Φ100 mm、廣式透水軟管(酌情套硬管),排水管長度15 m,管身按一定的間距交錯(cuò)設(shè)置滲水孔,管的端頭及管體采用濾網(wǎng)或土工布做反濾層。在第一級K260+785~K260+855、第二級K260+784~K260+830、第三級 K260+770~K260+788、第四級K260+605~K260+623段設(shè)排水平孔。施工時(shí)可根據(jù)地下水的實(shí)際情況酌情加密布設(shè)平孔排水,補(bǔ)償排水。

        5 結(jié)束語

        (1)京福高速公路K260+550~K260+880路塹邊坡坡面高陡巖體破碎,土體松散,地下水豐富,其局部坍滑變形和破壞嚴(yán)重,根據(jù)該高邊坡病害的特征和規(guī)律,采用復(fù)合式錨索框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行工程整治,與其他防護(hù)形式相比,達(dá)到安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理的目的,并為治理此類路塹邊坡病害探索一種新的防護(hù)加固模式和治理思路。

        (2)對于復(fù)雜路塹邊坡防護(hù)加固工程,由于地質(zhì)條件復(fù)雜,應(yīng)做好坡體監(jiān)測與預(yù)報(bào)工作,結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際開挖揭示地層信息及坡體結(jié)構(gòu)條件進(jìn)行必要的調(diào)整與完善,即進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和信息化施工,使其經(jīng)濟(jì)、安全可靠。

        (3)隨著近年錨索技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,預(yù)應(yīng)力錨固工程技術(shù)得到了良好的應(yīng)用和發(fā)展。

        U418.9

        C

        1008-3383(2011)12-0023-02

        2011-10-19

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