作者簡(jiǎn)介:
施剛成(1975—),工程師,主要從事鐵路路基維修工作。
山區(qū)既有鐵路地形復(fù)雜,工程地質(zhì)條件惡劣,漿砌石擋墻穩(wěn)定性差,遇強(qiáng)降雨極易發(fā)生擋墻坍塌的危害,嚴(yán)重威脅行車安全。文章以某既有鐵路邊坡漿砌石擋墻工程病害處治為例,分析造成擋墻工程病害的原因,提出加固措施,介紹了擋墻加固施工工藝,可為類似工程病害處治提供參考。
既有鐵路;漿砌石擋墻;加固;施工
U213.1+52.2A531903
0 引言
隨著我國(guó)基礎(chǔ)工程建設(shè)水平的逐步提高和節(jié)地環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng),邊坡?lián)踝o(hù)工程在鐵路建設(shè)工程中受到了更多的青睞。漿砌石擋墻是一種采用砂漿與毛石料砌筑而成的砌體邊坡?lián)踝o(hù)結(jié)構(gòu)。在我國(guó)西南山區(qū)鐵路建設(shè)中,由于石料來(lái)源比較充足,就地取材方便,漿砌石擋墻在鐵路邊坡?lián)踝o(hù)工程中被廣泛應(yīng)用。
西南山區(qū)鐵路經(jīng)過(guò)地區(qū)的地形復(fù)雜,工程地質(zhì)條件惡劣,且因建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低,施工質(zhì)量缺陷多,部分線路的漿砌石擋墻存在著尺寸不足的問(wèn)題,擋墻呈頂部寬、下部窄的倒三角形狀,擋墻穩(wěn)定性差,遇強(qiáng)降雨極易發(fā)生坍塌,嚴(yán)重威脅行車安全,為確保鐵路的運(yùn)營(yíng)安全,擋墻的加固已刻不容緩。
1 工程概況
某山區(qū)既有鐵路路塹邊坡位于隧道出口曲線段左側(cè),塹高約40 m。坡面表層覆蓋土為砂黏土,下覆泥巖,風(fēng)化嚴(yán)重,節(jié)理裂隙發(fā)育。邊坡底部為漿砌石擋墻,高6~15 m,坡比為1∶0.25,漿砌石擋墻頂部至坡面中部為漿砌片石護(hù)面墻,坡比為1∶1。
2 漿砌石擋墻工程病害分析
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),此處邊坡漿砌石擋墻工程病害突出,嚴(yán)重威脅行車安全。主要工程病害有:漿砌石擋墻及護(hù)面墻大部分勾縫砂漿脫落;漿砌石擋墻墻背、墻頂、墻面多處開(kāi)裂,有多次臨時(shí)嵌補(bǔ)開(kāi)裂痕跡;擋墻風(fēng)化掉塊嚴(yán)重,表面不平整,墻面外鼓且存在空洞;擋墻泄水孔堵塞;擋墻墻身呈上大下小的倒三角截面形狀,穩(wěn)定性極差,強(qiáng)降雨時(shí)易造成吸水飽和、軟化而導(dǎo)致?lián)鯄Τ两挡痪鶆?、滑移、斷裂、坍塌等,存在侵入軌道的?yán)重安全隱患。
(1)擋墻局部開(kāi)裂、外鼓,墻頂平臺(tái)下沉、開(kāi)裂、皺皮。
工程病害分析:擋墻砌體采用易風(fēng)化的泥質(zhì)灰?guī)r、頁(yè)巖做砌筑石料,自然風(fēng)化嚴(yán)重;擋墻排水不暢,內(nèi)有淤泥、軟土;基礎(chǔ)超挖后用素土回填夯實(shí);地基土質(zhì)不均勻,又未按規(guī)定設(shè)置沉降縫;砌筑質(zhì)量低,沉降縫不垂直或塊石間相互交叉重疊。
(2)擋墻局部坍塌、外傾:表現(xiàn)為砌體產(chǎn)生較大的裂縫,整體傾斜或下沉,嚴(yán)重時(shí)砌體發(fā)生倒塌或墻身斷裂。
工程病害分析:墻背存在積水,擋墻泄水孔的功能未得到充分發(fā)揮;在雨季時(shí)易使擋墻基礎(chǔ)不均勻沉降,出現(xiàn)擋墻整體外傾、墻身斷裂或局部坍塌。
(3)擋墻墻身呈上大下小的倒三角截面形狀,墻背超挖嚴(yán)重,擋護(hù)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定破壞。
工程病害分析:擋墻設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低,墻體厚度不足;施工時(shí)超挖未回填,部分擋墻與土體分離,不能發(fā)揮有效的整體性作用,在雨季容易積水坍塌。
(4)擋墻泄水孔堵塞,表現(xiàn)為擋墻墻背填土潮濕,含水量大,但泄水管卻不出水,墻面干燥無(wú)水痕,塹頂、天溝破壞。
工程病害分析:多為泄水孔進(jìn)水口處反濾層碎石含泥量高或反濾層外未包裹濾布,填土進(jìn)入反濾層,使反濾材料被堵塞,或者反濾層位置設(shè)置不當(dāng);泄水孔被雜物堵塞;當(dāng)出現(xiàn)其他病害特征并伴隨下雨時(shí),其危害就會(huì)大大增加,甚至?xí)斐蓳鯄Φ奶?/p>
(5)擋墻內(nèi)部結(jié)構(gòu)不密實(shí),厚度不足,表面水泥砂漿松散,勾縫砂漿脫落。
工程病害分析:勾縫前砌體沒(méi)有灑水濕潤(rùn);砂漿配比不準(zhǔn)或強(qiáng)度不夠,在外力作用下碎裂脫落;砌筑時(shí)砂漿填縫不飽滿;砂漿勾縫養(yǎng)護(hù)不充分;過(guò)程監(jiān)管不嚴(yán)、可能存在偷工減料等施工缺陷,會(huì)加速擋護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞。
3 擋墻加固施工
3.1 擋墻加固方案選擇
邊坡?lián)鯄こ碳庸淌侵竿ㄟ^(guò)各種有效的工程技術(shù)措施阻滑邊坡和減少邊坡下滑力,提高擋墻結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性,提高擋墻結(jié)構(gòu)的可靠度,減少事故隱患,從而延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用年限,保證正常使用要求。擋墻加固技術(shù)措施主要有增設(shè)抗滑垛、抗滑樁、壓漿錨固、錨桿錨索加固、錨桿框架、樁板墻、錨定板擋墻、刷坡減載、樁基托梁擋土墻、錨桿擋墻等單一或者組合措施。結(jié)合該工點(diǎn)實(shí)際結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)、新的使用功能要求、周遭環(huán)境,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查工程病害情況,選擇錨桿框架結(jié)合壓漿錨固進(jìn)行加固施工。
(1)錨桿框架加固
對(duì)于漿砌石擋墻工程出現(xiàn)的大面積勾縫脫落、裂損情形,工程上多在墻體或坡面增設(shè)錨桿或錨桿框架梁進(jìn)行加固。優(yōu)勢(shì)是避免對(duì)既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行大拆大改,較為安全可靠;結(jié)構(gòu)新穎,機(jī)械化程度高,便于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化施工;施工工作面多,可多點(diǎn)同步進(jìn)行施工。劣勢(shì)是對(duì)設(shè)置部位坡面的平整度要求較高;對(duì)施工工藝的要求較高;施工期間對(duì)時(shí)間有一定的要求,需要在鐵路線運(yùn)營(yíng)天窗內(nèi)施工,施工工期較長(zhǎng)。
(2)壓漿錨固加固
壓漿錨固以壓入水泥漿液為主,特殊地段加入其他溶液的化學(xué)漿液,高壓注漿后,漿液擴(kuò)散進(jìn)入巖體范圍內(nèi),漿液凝結(jié)產(chǎn)生提高巖石內(nèi)部抗滑力、抗剪切力效應(yīng),適用于高度不大、內(nèi)部空隙較多的漿砌石擋墻。優(yōu)勢(shì)是施工工藝簡(jiǎn)單,對(duì)鐵路行車干擾很小,較為安全可靠;施工工作面多,可多點(diǎn)同步進(jìn)行施工,施工工期較短。劣勢(shì)是容易堵塞擋墻的排水,對(duì)注漿壓力有一定的控制要求,壓力過(guò)大易引起擋墻不穩(wěn)定。
3.2 擋墻加固施工工藝
為防止路塹、擋墻坍塌,消除擋墻坍塌侵入軌道的安全隱患,確保行車安全,該工點(diǎn)漿砌石擋墻采用壓漿結(jié)合錨桿框架的加固施工方法,擋墻頂上坡面護(hù)面墻也采用錨桿框架進(jìn)行加固。
擋墻加固施工工藝流程如下:施工準(zhǔn)備(設(shè)置安全防護(hù)欄等臨時(shí)設(shè)施、設(shè)置觀測(cè)標(biāo)志、施工放線、機(jī)具材料進(jìn)場(chǎng)并按規(guī)定堆碼整齊)→平整場(chǎng)地→接水接電接風(fēng)→搭設(shè)腳手架→錨桿框架、錨桿鉆孔、注漿、安裝錨桿、綁扎鋼筋→框架梁(22a工字鋼加固)、框架梁立模、澆注混凝土→掛網(wǎng)噴射C20混凝土→漿砌石翻修(平臺(tái)、局部破損及裸露部分)→勾縫、抹面→拆除模板、腳手架→全面整理現(xiàn)場(chǎng)。
在保證施工安全和施工質(zhì)量的情況下,各施工工序采取平行、交叉施工,施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)及時(shí)優(yōu)化作業(yè)流程。
擋墻具體加固施工措施如下(施工平面及斷面示意圖見(jiàn)下頁(yè)圖1、圖2):
(1)線路左側(cè)邊坡中部護(hù)面墻新建錨桿框架梁加固。
(2)線路左側(cè)漿砌石擋墻采用錨桿框架結(jié)合22a工字鋼加固。
(3)線路左側(cè)護(hù)面墻頂至天溝間掛網(wǎng)錨噴C20混凝土。
(4)線路左側(cè)擋墻后平臺(tái)采用M10漿砌石翻修。
(5)對(duì)線路左側(cè)擋墻墻頂平臺(tái)重新抹面。
(6)對(duì)線路左側(cè)護(hù)面墻重新勾縫。
(7)對(duì)既有漿砌石護(hù)面墻局部破損部分用M10漿砌石翻修。
(8)對(duì)隧道出口線路右側(cè)翼墻上部護(hù)面墻裸露部分用M10漿砌石翻修。
(9)線路右側(cè)采用M10漿砌石加高水溝外護(hù)面墻。
3.3 擋墻加固實(shí)施效果
本工點(diǎn)所采取工程加固施工效果達(dá)到預(yù)期,工程竣工后邊坡穩(wěn)定,鐵路運(yùn)營(yíng)良好。
4 結(jié)語(yǔ)
邊坡漿砌石擋墻工程病害對(duì)既有鐵路線行車安全造成了極大的安全隱患,必須及時(shí)響應(yīng),快速處理。通過(guò)對(duì)工點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察,并對(duì)邊坡?lián)鯄こ滩『M(jìn)行分析,比選加固施工措施,采用壓漿結(jié)合錨桿框架的加固施工方法對(duì)原有擋護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固,使得原有工程病害得到充分處治,取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,具有一定的實(shí)踐借鑒意義。
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