皮博輝

（1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)勘查勘查院, 河南鄭州 450000；2.河南省金屬礦產(chǎn)深孔鉆探工程技術研究中心, 河南鄭州 450000）

根據(jù)具體項目壺關縣橋下鄉(xiāng)大河村不穩(wěn)定邊坡（崩塌）地質(zhì)災害治理項目設計為例, 該項目位于山西省壺關縣橋下鄉(xiāng)大河村。通過勘查設計方案顯示大河村不穩(wěn)定邊坡（崩塌）具有以下幾個顯著特點：首先是邊坡上部居住人口密度較高, 建筑物分布較密集, 邊坡下部為太行山大峽谷青龍峽漂流景區(qū), 對地質(zhì)災害的敏感度高, 人口及財產(chǎn)數(shù)量較大, 不穩(wěn)定邊坡危害程度大；其次以往發(fā)生的小規(guī)模崩塌事件集中在雨季發(fā)生, 說明降水入滲坡體對邊坡的穩(wěn)定性影響較大；再次邊坡坡體及頂部人類工程活動較多, 坡項建筑物及古道距離邊坡很近, 三段邊坡削坡空間較小。該不穩(wěn)定邊坡（崩塌）的特點, 從項目區(qū)的施工條件來看, 三段不穩(wěn)定邊坡（崩塌）采用局部削坡、清理坡腳堆積物, 利用自然邊坡修護面墻護坡的方法來消除崩塌地質(zhì)災害隱患, 而且該方法具有施工技術成熟、工藝簡單等特點, 做護坡具有較高的可行性。結(jié)合地質(zhì)災害防治目標與原則, 確定本次地質(zhì)災害治理方案為：削坡、清理坡腳+支擋及漿砌石擋土墻防護+C30混凝土構(gòu)造層。

1 工程概況

項目區(qū)位于壺關縣橋上鄉(xiāng)大河村郊溝河北岸及其支流怪龍溝東側(cè), 省道蔭（城）—林（州）公路從村北山坡環(huán)行通過, 向西距壺關縣城直距42.5km, 公路里程約70km, 向東距林州市合澗鎮(zhèn)直線距離約11.5km, 公路里程約15km, 交通較為便利。大河村不穩(wěn)定邊坡（崩塌）為天然形成的高陡砂卵石邊坡, 其表層的砂卵礫石在重力作用下常常突懸出來, 在長期重力、降水等外力作用下, 當巖土體由于自重產(chǎn)生的剪應力超過其抗剪強度時, 巖土體就會掉塊, 因此大河村不穩(wěn)定邊坡（崩塌）的破壞形式主要為剝落、掉塊。三段高邊坡總長約248m, 其中A段坡長37m, 高7.25～16m, 坡腳標高571.00～575.43m, 坡頂標高583.07～587.10m, 坡向195°～240°, 坡角為68°～77.5°左右。B段坡長99m, 高16～18.63m, 坡腳標高565m左右, 坡頂標高581～583.5m, 坡向154°～173°, 大部分坡段的坡角為70°～85°, 垃圾通道東部段坡角為50°。C段坡長112m, 高13～19.3m, 坡腳標高573～577.65m, 坡頂標高585～591.43m, 坡向121°, 坡角為60°～80°。邊坡坡體以第四系上更新統(tǒng)砂卵石為主, 底部局部夾粉土透鏡體。

2 主要施工內(nèi)容及關鍵部位施工方法

本項目主要施工內(nèi)容為：①削坡及清理坡腳堆積物工程；②支擋防護工程。

2.1 削坡及清理坡腳堆積物

根據(jù)大河村不穩(wěn)定邊坡（崩塌）各坡段分布位置及邊坡基本特征, 治理區(qū)分為A、B、C三個區(qū)段。A邊坡長37m, 對邊坡進行削坡減載, 為使擋墻主動土壓力較小, 削方量較少, 削坡坡率為1∶0.25, 坡腳堆積物高1～3.4m, 坡頂標高控制在583.07～587.10m, 坡腳線標高控制在571.00～572.00m。削方量及清理土方量為2300m3。坡面凹陷處用漿砌片石嵌補, 嵌補砌石方量為52m3。B邊坡長99m, 對邊坡進行削坡減載, 對坡腳堆積物進行清理, 邊坡凹陷處用漿砌石嵌補。邊坡坡腳線標高控制在565～566m。邊坡削坡坡率為1∶0.25, 坡腳崩塌堆積物高3～7m, 削方量及清理土方量為2512m3, 坡面凹陷處嵌補砌石方量382m3。C邊坡長112m, 位于大河關附近, 大河關長5.1m, 對邊坡進行削坡減載, 對坡腳堆積物進行清理, 邊坡凹陷處用漿砌石嵌補。關西坡腳線標高控制在574.8～577.6m, 關東坡腳線標高控制在573.8～574.8m。邊坡削坡坡率為1∶0.25, 坡腳崩塌堆積物高1～4m, 削方量及清理土方量為5025m3, 坡面凹陷處嵌補砌石方量95m3。

2.2 支擋防護工程

不穩(wěn)定邊坡在設計工況下, 將可能發(fā)生崩塌地質(zhì)災害, 因此在坡腳處設置高8.25～22.63m的護面墻進行支擋防護, 護面墻分3級, A邊坡東部較低, 為1級護墻。每級護面墻頂部設置0.5m厚的鋼筋混凝土構(gòu)造層, 并以錨桿與坡體錨固。

2.2.1 護面墻施工

（1）護面墻。A邊坡：護面墻斷面采用仰斜式, 護面墻高H=8.25～16m(包括基礎), 頂寬b=0.8m, 面坡傾斜坡度為1∶0.3, 背坡傾斜坡度為1∶0.25, 基底傾斜坡率為0.2∶1, 基底寬度B=1.18～2.53m, 墻身截面積8.23～27.90m2。護墻基礎埋深0.8～1.0m, 頂面線標高583.06～587.17m。B邊坡：護面墻斷面采用仰斜式, 護面墻高H=16.89m～22.63m, 頂寬b=0.8m, 面坡傾斜坡度為1∶0.3, 背坡傾斜坡度為1∶0.25, 基底傾斜坡率為0.1∶1, 基 底 寬 度B=2.92m, 墻 身 截 面 積31.54～43.92m2。護墻基礎根據(jù)基巖埋深確定, 并且設計為臺階式, 埋深0.5m、2.6m、3.0m、4.0m, 頂面 線 標高582.26～583.89m。C邊坡：位于大河關附近。護面墻斷面采用仰斜式, 護面墻高H=14.01～20.30m(包括基礎), 頂寬b=0.8m, 面坡傾斜坡度為1∶0.3, 背坡傾斜坡度為1∶0.25, 基底傾斜坡率為0.1∶1, 基底寬度B=2.80m, 墻身截面積26.26～33.12m2。護墻基礎埋深1.0m, 頂面線標高587.23～594.15m。大河關為歷史古跡, 為了傳承歷史, 需對大河關進行保護, 且突出大河關的重要位置, 所以一級護面墻高設計為4m（包括基礎1m）。大河關頂護面墻高14.92m, 設計兩級護面墻, 三級構(gòu)造層。地面以上每隔5m設置厚0.5m的鋼筋混凝土構(gòu)造層, 共設置2～3層, 其中第一構(gòu)造層位于第一級護面墻頂面, 第二構(gòu)造層位于第二級護面墻頂面。A邊坡第一構(gòu)造層層底標高576.98m, 第二構(gòu)造層層底標高582.48m；B邊坡第一構(gòu)造層層底標高570.30m, 第二構(gòu)造層層底標高575.80m, 第三構(gòu)造層層底標高581.3m；C邊坡第一構(gòu)造層層底標高577.29～579.28m, 第二構(gòu)造層層底標高582.79～584.78m, 第三構(gòu)造層層底標高588.29～590.28m；大河關頂?shù)谝粯?gòu)造層層底標高578.56m, 第二構(gòu)造層層底標高584.06m, 第三構(gòu)造層層底標高589.56m。護墻采用MU40塊石砌筑, 砌筑砂漿強度等級為M10。砌體抗壓強度設計值為690kPa, 抗剪強度設計值為190kPa。

（2）混凝土構(gòu)造層。單級護面墻高度不超過10m, 設計護面墻分2～3級, 地面以上每隔5m設置一層0.5m厚的鋼筋混凝土構(gòu)造層, 共設置2～3層。構(gòu)造層內(nèi)鋼筋按構(gòu)造要求進行配筋。構(gòu)造層采用C30混凝土, 軸心抗壓強度設計值：fcm=14.3N/mm2；軸心抗拉強度設計：ft=1.43N/mm2；鋼筋采用牌號HRB400鋼筋, 抗拉強度設計值：fy=360N/mm2；混凝土保護層厚度取100mm。即混凝土構(gòu)造層采用直徑16mm鋼筋, 鋼筋間距220mm。

（3）護面墻其它技術規(guī)格。墻身在地面以上0.3m處設置泄水孔, 以上每隔2m上、下、左、右交錯設置泄水孔, 泄水孔尺寸為直徑0.1m的圓孔。護面墻墻背與坡面密貼無空隙。邊坡局部凹陷處, 用漿砌片石嵌補。墻身每隔10～20m設置寬0.02m的伸縮縫或沉降縫一道, 且必須在基巖基礎與砂卵石基礎連接處設置沉降縫, 縫內(nèi)沿墻頂、內(nèi)、外三邊填塞深度不小于0.2m的瀝青麻筋。塊石砌體采用的當?shù)靥烊皇蠟椴灰罪L化的紅砂巖石塊, 其規(guī)格尺寸：外形大致方正, 高度不小于200mm, 疊砌面凹入深度不應大于25mm。其抗壓強度不得小于30MPa, 砌筑堅實。

2.2.2 錨桿工程

錨桿設置于邊坡坡體與鋼筋混凝土構(gòu)造層之間。錨桿的長度設計為5m, 其中自由段2m, 錨固段3m, 錨桿孔徑150mm, 傾角15°, 錨桿鋼筋采用?25mm的螺紋鋼, 彎頭長度不小于45cm, 且與鋼筋混凝土構(gòu)造層中的鋼筋相連。錨桿水平間距設計為3m。錨固漿液采用水灰比為0.55∶0.60的純水泥漿。

3 主要工序施工技術

3.1 削坡、坡腳清理工程

將邊坡局部削方減載, 坡腳崩塌的堆積物清理掉, 清理時注意邊坡的穩(wěn)定性, 并將坡面整平。

3.2 護坡工程

漿砌石的砌筑在基坑開挖后并完成清理施工, 按相關規(guī)定驗收通過開始施工。石料的選擇需符合水利水電部《漿砌石壩施工技術規(guī)定》（SD120-84）的規(guī)定, 須選用質(zhì)地堅硬、新鮮、不易風化的石料, 不得有剝落層或裂紋, 抗水性、抗壓強度、幾何尺寸等均應符合相關規(guī)范和設計要求。膠結(jié)材料強度應嚴格按設計配置, 配制時應按設計強度等級提高15%, 配合比應通過試驗確定, 并應具有適宜的和易性, 混合材（摻和料）和外加劑應通過試驗確定, 混合材優(yōu)先選用粉煤灰。砂漿和混凝土隨拌隨用, 常溫拌成后3～4h內(nèi)須使用完畢, 氣溫超過30℃則應在2h內(nèi)使用完畢。漿砌石采用鋪漿法分層砌筑, 各層砌筑均應均勻坐漿, 隨鋪漿隨砌筑, 塊石表面須沖洗干凈。每層砌筑依次砌角石、面石, 然后砌腹石, 砌石時, 基礎鋪設60～80mm砂漿墊層, 第一層宜選用較大塊石, 分層砌筑每層厚200～300mm, 坐漿牢實, 鋪漿砌筑灰縫須飽滿, 無露封并插搗密實, 灰縫一般為25～35mm, 鋪漿厚度約40～65mm, 較大空隙應用石塊嵌于砂漿中, 塊石砌筑選較平整的大塊石修鑿后用作面石, 上下兩層石塊騎縫, 內(nèi)外塊石交錯搭接, 采用交錯組砌法砌筑, 按石料形狀掛雙線分皮臥砌, 并使用水準儀校核。第一層石塊大面向下, 平整的一面朝下, 上下石塊相互錯縫, 內(nèi)外搭接, 擺鋪穩(wěn)定, 分皮疊砌。勾縫的砌石面, 砂漿初凝后, 將灰縫摳深30～50mm, 清凈濕潤, 然后填紅鐵粉攪拌細漿勾陰縫。采用石料填腹, 水平灰縫寬度應大于3cm, 豎向灰縫應不大于4cm, 填腹石的灰縫相互錯開。砌體表面的勾縫, 在砌筑時留出2cm深的空縫, 待砌體砂漿凝固后, 將空縫沖洗干凈用紅鐵粉攪拌細漿水泥砂漿將縫勾完。砌體表面勾縫采用平縫, 勾縫所用砂漿標號高于砌筑砂漿標號, 宜用中細砂料拌制, 灰砂比宜為1∶2, 砂漿分次向縫內(nèi)填實密實, 勾縫完畢須灑水保濕, 做好養(yǎng)護。砌體宜均衡砌筑, 無施工縫, 相鄰段砌筑高差和每日砌筑高度不超過1.5m。

3.3 鋼筋混凝土構(gòu)造層工程

在澆注混凝土之前, 應對模板工程進行驗收。鋼筋應平直、無損傷、表面不得有裂紋、油污、顆粒狀或片狀老銹。鋼筋與錨桿鋼筋連接時不允許焊接, 須做彎鉤連接?；炷翝沧r必須搗實。澆注時必須在下層混凝土初凝或重塑之前澆注完上層混凝土, 混凝土澆注完畢后, 進行灑水養(yǎng)護。護面墻與鋼筋混凝土構(gòu)造層的接觸面力求粗糙, 增大摩擦力。

3.4 錨桿工程

正常成孔采用潛孔鉆成孔。鉆機及配套機具：QJD-100Q潛孔鉆機, 每臺鉆機配備?50mm外平鉆桿一套, 長度不少于30m。QCW100潛孔錘兩套。注漿設備：BW200注漿泵2臺。NJ-600型泥漿攪拌機2臺。

錨桿施工工藝流程見圖1。

圖1 錨桿施工工藝流程圖

（1）邊坡清理。在錨桿邊坡支護施工前, 人工（佩戴好安全帽、安全繩、安全帶）把整個坡面的浮渣、危石排除并清理完畢。

（2）搭設施工平臺。在施工工作面內(nèi)用?50mm腳手管架搭設施工平臺。由于工作面邊坡較陡, 平臺搭設自工作面頂部向下施工

（3）錨桿孔定位。根據(jù)錨桿布置圖中的坐標和高程及樁號, 用全站儀測出設計孔位, 并做好標記, 標明孔號, 孔口坐標誤差±8cm。

（4）鉆機就位。為保證錨桿成孔質(zhì)量, 必須保證鉆機就位的準確性、穩(wěn)固性。調(diào)整鉆機立軸軸線方位角與錨孔設計方位角一致。使用地質(zhì)羅盤測量, 調(diào)整鉆機立軸軸線傾角與錨孔設計傾角一致, 保持下傾15°。用卡固扣件卡牢鉆機, 使鉆機牢固固定在工作平臺上。試運轉(zhuǎn)鉆機, 再次測校開孔鉆具軸線和傾角, 使其與錨孔軸線和傾角一致, 須擰緊緊固螺桿。施工過程中, 一直保證卡固扣件緊固狀態(tài), 并定期進行檢查。

（5）鉆孔?？讖剑哄^桿設計孔徑為?160mm用?130mm沖擊器掃孔鉆進方法鉆進開孔時, 使釬頭緊貼巖面低壓沖擊, 平穩(wěn)緩緩推進即可；正常鉆進時Pf=2～5kN。在基巖內(nèi)進行常規(guī)鉆進時, 每鉆進1m, 須緩慢倒桿1m, 往返不得少于2次, 直至孔口無巖粉返出。

（6）清孔。鉆孔完畢, 用壓縮風沖洗鉆孔, 直至孔口返出之風, 手感無塵屑, 延續(xù)5～10min, 孔內(nèi)沉渣不大于25cm。

（7）錨桿制作。下料：使用砂輪切割機下料, 鋼筋長度等于設計長度。加工：?25HRB335鋼筋桿體需要焊接時采用雙面搭接焊接, 搭接長度不少于6d, 焊縫飽滿, 清除夾渣、砂眼, 焊條型號符合規(guī)范設計要求。

組裝：將連接、加工好的鋼筋順直排列在加工平臺上。桿體每隔2.0m設置對中支架, 對中支架采用注塑成型的塑料支架或采用?6mm點焊方式固定, 注漿管與桿體綁扎在一起, 管端部應進行簡易堵塞防止異物進入, 注漿管綁扎眼保持順直, 注漿管底端距鋼筋平齊, 自由段鋼筋, 涂防腐油脂后套?32mm塑料管封裹嚴密。對組裝好的桿體按照對應的錨孔進行編號, 并妥善放置備用。

桿體體質(zhì)量檢查：桿體所用材料, 均具有材質(zhì)證明書, 征得監(jiān)理工程師認可。桿體的結(jié)構(gòu)尺寸和加工質(zhì)量, 均得到監(jiān)理工程師驗收合格。每根錨桿桿體按錨桿孔號對應掛牌。

（8）下錨。下錨方式：人工下錨時, 操作人員要協(xié)調(diào)一致, 用力均勻, 只能往里推, 不能往外拉, 保證錨桿體在孔內(nèi)順直不扭曲。

（9）注漿。注漿方式：注漿強度為M30純水泥錨固砂漿, 采用泵送水泥漿, 水灰比0.55～0.6。采用多次調(diào)壓注漿, 注漿壓力不小于0.8MPa。制漿設備：采用NJ-600攪拌機, BW200三缸往復式泥漿泵。

水泥：采用普通硅酸鹽水泥, 水泥強度等級為P.O32.5, 并采用早強型水泥。水：符合拌制水工混凝土用水。漿液W/C=0.55～0.6攪拌時間：t≥3min。灌注, 采用孔口封閉、排氣法注漿, 即注漿管隨桿體一同送至孔的最底端, 待孔口有濃漿流出時, 關閉排氣管, 純壓灌漿至結(jié)束。灌注前通風檢查管道暢通情況, 并在孔口放置一個隔離架, 以保證桿體鋼筋在注漿后能居于鉆孔中心。注漿設備的清洗, 攪漿結(jié)束后, 立即清洗干凈攪拌機、送漿管路等, 以免漿液沉積堵塞。注漿結(jié)束后, 立即清洗干凈注漿設備、管路等。

（10）錨固端防護。封錨前應對外留錨桿仔細涂刷防銹劑及保護劑。最后用C30混凝土將外露鋼筋錨桿封死, 封錨混凝土最小厚度, 不得小于25mm。處露鋼筋長度不小于50cm, 并與混凝土構(gòu)造層中的鋼筋連接為一體。

（11）質(zhì)量的控制。錨桿鉆孔應采用風動干鉆施工方法, 不得采用旋轉(zhuǎn)切削方式成孔, 應采用風動沖擊, 以利孔壁粗糙。錨桿孔徑要求150mm, 在孔底留存渣段小于0.5m。錨桿孔應用鉆頭風動洗孔, 保持孔內(nèi)清潔, 孔壁無泥漿及污染物, 以確保水泥漿與巖體的粘結(jié)強度。鉆孔內(nèi)的鋼筋保護層厚度不應小于25mm。

4 結(jié)束語

本文通過在該項目設計中實際施工應用的技術進行探討。主要分析了地質(zhì)災害治理中高邊坡漿砌石擋土墻的施工技術要點及施工中存在的問題進行了簡單的探討。對漿砌石工程施工過程中, 在塊石的選取、砂漿的配置、砌筑和混凝土構(gòu)造層及穩(wěn)定性監(jiān)測等方面進行簡要的總結(jié)及探討, 從中為類似的工程提供參考與借鑒。