1、复杂地质环境下公路路基边坡崩塌的治理施工杜学良(甘肃省武威公路事业发展中心古浪公路段甘肃 武威)收稿日期:作者简介:杜学良()男甘肃凉州人本科工程师主要从事公路养护管理工作摘 要:为探讨复杂地质环境下公路路基边坡崩塌的治理施工采用工程实例结合理论实践的方法立足公路路基边坡崩塌的特点以及成因分析锚杆支护技术在公路路基边坡崩塌治理中的应用要点 分析结果表明边坡崩塌是公路路基常见的病害尤其是在复杂地质条件下的公路路基更易发生边坡滑塌问题影响行车的安全性对公路工程也会构成严重威胁 锚杆支护具有适用范围广、施工效率高、加固深度大等特点可对公路路基边坡崩塌进行有效的治理在类似工程中得到广泛应用关键词:复杂
2、地质环境公路路基边坡崩塌锚杆支护中图分类号:.文献标志码:文章编号:():/引 言路基土边坡的崩塌是一种普遍存在的地质与路基病害尤其是在复杂地质条件下在雨季极易发生边坡崩塌问题边坡崩塌的范围极广 崩塌常常会威胁到车辆的安全对国家、人民的生命和财产都会带来巨大的损害 因此对路基边坡崩塌的特点以及成因进行分析并提出相应的治理措施对于新建或既有运营公路的设计、施工和维护都具有十分重要的意义 工程概述路基边坡崩塌治理工程位于甘肃省武威市古浪县境内 线界古路 段、段该路段位于古浪峡山区区内地形切割强烈、山峦起伏、沟壑纵横近年来受降雨的影响沿线地质灾害频发每年都会发生落石滑塌灾害不仅对既有防护工程损害严重
3、而且对过往行车安全构成严重威胁存在较大安全隐患 该路段病害特征主要是道路上行一侧(武威方向)高边坡岩体危石崩落、岩体滑塌、岩屑溜落、小规模泥石流等严重危及行车及驾驶人员的安全 因此该路段的病害需要更进一步的综合治理 公路路基边坡崩塌的特点和成因.特 点本工程位于天河湾逆断层附近岩体破碎比较严重主要为红色砂岩夹粉砂岩局部为夹酸性凝灰岩坡积粉质黏土主要分布在山体缓坡地段厚度为 受构造和风化影响岩体的节理发育其产状复杂无规律坡面岩石呈现出强风化状坡面上潜在的滑塌体长度约为 高度约为 通过现场调研勘察主要的滑塌风化层厚度在 滑塌落石方向为垂直向下按照规划的大小进行划分属于小型滑塌 之前已经采用了坡面混
4、凝土防护技术混凝土喷射厚度为 经过多年雨水冲刷、风化侵蚀现如今混凝土层出现了破损和掉落情况其后基岩风化剥蚀严重尤其在雨季坡面容易发生滑塌碎落现象对过往的车辆和行人会造成严重威胁.成 因就案例工程而言公路路基边坡崩塌稳定性主要为坡体中上部源区还存在可能崩塌的岩土体影响地质体稳定性的主要因素包括:地形地貌的空间因素、岩土体的物质组成、结构特征、大雨和暴雨、地震等 由于本工程公路路基边坡崩塌地处区域断层影响带基岩风化程度比较高破碎严重破碎岩体在缺乏防护的情况下容易发生剥落问题掉落到坡面、坡脚上危及行人和行车安全 此外破碎基岩也为雨水提供了入渗通道使得坡面风化程度进一步提升 简而言之地质构造比较差是引
5、起本工程公路路基边坡崩塌的主要原因为公路路基边坡崩塌创造一定的物质基础 公路路基边坡崩塌防护设计要求和方法.设计要求公路路基边坡崩塌防护设计时需要保证在边坡崩塌失效率低的情况下根据经济性考量选择防护设施确保边坡安全稳定 因此可按照以下要求设计:就地取材、以防为主防护方案要基于建造区现有材料和设施开展防护工作设计导向是避免出现边坡崩塌同时兼具方便施工、降低成本的要求深度调查研究制定合理的防护方案方案需要根据实际地形、岩性和地质条件确定并把握好区域环境特性科学选择材料、工艺以及建造方法避免随意变更防护设计根据实际情况灵活调整防护设计同时治理内外因导致边坡崩塌失稳的内在原因包括沿途特性、地质构造复杂
6、度、地下水等需要加固岩土、排放地下水并注意堆载、爆破等外在原因防止滑动面出现堆载爆破需要选择合适位置进行并在建造完成后进行表层排水防护处理.设计方法)表层防护加固 表层防护就是破面防护因为公路边坡表层在降水以及环境荷载等因素影响下表层容易被破坏而表层若是破坏会导致边坡内在构造及其稳定性受到影响因此需要设置破面防护措施固定路基边坡使其稳定 而在岩石面边坡需要使用框架梁、喷浆和破面护槽等混凝土加固方式在边坡上构成一个固定骨架进而提高边坡表层粗糙系数使水流减缓稳定边坡一般破边框架加固包括石拱形、六边形等形状既能够有效稳定边坡又能够提高美观度 有些岩体边坡十分陡峭需要先修理表层岩体使其向外倾角得到控制
7、同时采用支撑、支护、嵌补等方式加固防护安全风险高的岩体边坡)深层防护加固 边坡崩塌稳定性问题比较明显而且边坡一般比较陡峭需要加强深层次边坡加固防护设计使其稳定性提高一般的深层加固防护方式包括土钉、锚杆、锚索、注浆等加固方式其中土钉、锚杆、锚索都是预应力方法施加边坡应力并将其锚固到稳定岩层上使边坡和稳定岩层之间可以构成一个整体 而注浆加固通过对边坡组成成分以及特性进行改变使边坡和新注入的材料可以构成一个整体 公路路基边坡崩塌治理施工结合本工程公路路基边坡崩塌的特点和成因在边坡崩塌治理时可采用锚杆支护技术通过锚杆固定边坡岩体提升公路路基边坡的整体稳定性从而避免发生崩塌问题保障行车、行人安全.边坡清
8、理在坡面上尤其是在工人的作业区域如果有漂浮的土壤或石块则会造成滑坡、滑落危及公路路基边坡崩塌治理的安全性应予以拆除或就地进行处理 对于有很大可能会发生滑坡的单独的孤危岩如果它们的坍塌会增大维护工作量而且不利于保证公路路基边坡崩塌治理施工的安全性此时需要采取有效的支承和加固措施或者提前拆除 为确保喷射混凝土后岩石能够和坡面融为一体必须严格按照设计的坡度进行清理确保坡面清理后的平顺性、统一性.混凝土喷射在施工之前必须确定喷淋混凝土的施工工艺(干、湿)和混凝土配合比选择合适的混凝土喷射机械设备并由现场监理工程师审批 在喷射混凝土之前必须进行试喷按照试喷结果合理调整回弹量确定混凝土配合比并按规定的施工
9、程序进行施工 本工程所用的混凝土配比为 (灰 砂石)混凝土要随拌随用以免因机械故障或其他因素停机时间过长导致混凝土凝固后无法使用造成浪费 配制的混凝土在不添加速凝剂的情况下贮存期不得超过 加入速凝剂后贮存期不得超过 在运输和存放期间要注意防止雨水的冲刷 杂物和大块石头等杂质混入到混凝土中后必须先过滤然后才能装入到混凝土喷射器中喷射混凝土应由下往上分段、分片进行 喷射机启动前需要先送风然后启动最后喂料 喷射完成一个划分单元后需要等喷射机中所有混凝土全部使用干净后关闭喷射机 混凝土喷射机进料必须连续、均匀在机械工作状态下要有充足的储料空间 喷层厚度必须与设计图所规定的厚度一致 在混凝土喷射过程中为
10、了确保钢丝网与岩石之间的混凝土密实度必须降低喷嘴与受喷面之间的间距调整喷嘴喷射角度 在喷射过程中应保持混凝土表面光滑不能有干斑和滑移流淌问题 混凝土喷射完成后及时开始养护养护时间不得少于 混凝土喷层周围和未防护坡面的衔接位置需要做好封闭处理 若在混凝土喷射操作时遇到特殊的情况时应停止喷射施工如:雨水冲刷新喷面上的水泥造成混凝土脱落外界气温低于 风力比较大阻碍喷射操作人员调整喷射间距和角度等情况.打设锚杆为提升公路路基边坡崩塌治理效果在治理施工时必须严格按照清理边坡、喷射混凝土、设置锚杆孔、清孔、注浆、放入锚杆的步骤施工 由于本工程公路路基边坡条件复杂不同地段地质条件和地形地貌差异比较大 因此在
11、进行锚杆成孔和清孔中需要结合地质条件的不同选择合适的方法和质量控制措施并上报监理审批同意后方可进行实施 锚杆杆体在使用前需要进行调直、除锈、去油等处理 注浆浆液需要严格按照设计图纸确定的配合比控制 砂浆要充分搅拌边搅拌边使用 每次拌合好的砂浆需要在初凝前用完并加强对浆液的保护以免石块、弃土或者其他杂物混入到浆液中 锚杆注浆要连续进行若因为设备故障或者其他因素而中途停止要在砂浆初凝前尽快恢复注浆若在 内无法恢复注浆要用水或者稀水泥浆液润滑注浆灌和注浆管路 在进行注浆操作中要保证注浆管能够插入到距离孔底 的位置边注浆边拔出注浆管控制好拔管速度以保证注浆的均匀性和密实度杆体插入后若没有发生孔口浆液溢
12、出问题需要及时补充浆液 杆体插入孔中的长度不能低于设计图纸规定的 当锚杆安装完成之后严禁随意敲打更不能悬挂重物为浆液固化以及公路路基边坡稳定性的提升营造良好的条件.主动和被动防护网施工主动和被动防护网施工是公路路基边坡崩塌治理的重要工序其施工质量直接关系到公路路基边坡崩塌治理的效果因此应严格按照工程特点和技术规范进行施工严格把控好以下几点)测量放线 利用智能化经纬仪测量放线确定锚杆施工的孔位由于本工程公路路基边坡地质条件复杂崩塌情况严重需要结合地形地貌锚杆钻孔的间距可有 的调整余量 在钻孔间距允许的范围内进行酌情调整尽量选择公路路基边坡低处和凹处布设锚杆孔位 针对非低处、非凹处以及无法满足锚杆
13、支护系统安装要求的可以紧贴坡面的锚杆孔(但要保证连续悬空的面积不超过 )需要增设长度比低于 的局部锚杆局部锚杆可选择直径 的带弯钩钢筋锚杆或者是直径 的双股钢绳锚杆本工程选择后者具体的结构布置如图 所示图 双股钢绳锚杆布置(单位:)基础施工 在采用锚杆支护技术治理公路路基边坡崩塌时开展基础处理的主要目的是提升锚杆锚固能力 因此针对质地比较好的基岩或者是坚硬度比较大的岩土地段可具体为锚杆孔的钻凿 而针对那些无法直接成孔的松散岩土体地段需要进行基坑开挖、混凝土浇筑等 严格按照设计要求进行钻孔包括钻孔的深度、孔径、垂直度等指标都在设计要求的允许范围之内 比如:孔深不能大于设计锚杆长度的 孔径不宜小于
14、 若因为凿岩机设备的限制使得每根锚杆两股钢绳可分别锚入到 个孔径直径 的锚孔中形成“人”字形锚杆保证两股钢绳之间的夹角在 也同样可以达到良好的锚固效果若局部位置因为底层松散严重或者岩体风化破碎程度大无法成孔此时可采用断面尺寸不低于 的 混凝土基础置换不能成孔的岩土段)锚杆的安装和注浆 针对可直接成孔的锚杆位置在进行注浆操作前需要连同注浆管同时埋设针对采用了混凝土地基的地段锚杆需要在浇筑基础混凝土时就直接埋设本工程锚杆注浆采用标号为 的砂浆水泥采用普通硅酸盐水泥在公路路基边坡崩塌治理条件、经济的允许下要尽量采用粒径不超过 的中细砂配制注浆浆液以提升注浆的饱满度 注浆完成后需要开始养护养护时间不低
15、于)套环加工和锚头封闭 在施工现场制作钢丝绳套环本工程采用直径为 、长度为 的钢丝绳弯曲成形的方法来制作套环 连接位置采用 个 型卡扣牢牢固定 每个孔位凿 个深度为 、口径为 的凹坑制作好的套环悬挂在锚杆外部的弯钩上控制锚杆外露套环顶端不会超过地表并用 细石混凝土封闭凹坑 套环绝大部分要露出混凝土但套环和锚杆弯钩连接位置全部封闭在混凝土内部)支撑绳安装和调试 为提升公路路基边坡崩塌治理效果保证支撑绳完成张拉之后尽可能贴近地表需要安装纵向和横向支撑绳本工程横向支撑绳采用直径为 的钢丝绳纵向支撑绳采用直径为 的钢丝绳通过紧线器将支撑绳拉紧 支撑绳拉紧之后两端分别用 个 型卡扣和锚杆外露套环紧固连接
16、(下转第 页)图 路面限重限速标志 沥青路面裂缝处治.贴 缝在对沥青路面裂缝进行贴缝修补过程中所使用的材料主要为 型修复剂等该材料主要为低模量丁苯橡胶具有流动性良好、细度模数相对较小的特点可以进一步提高裂缝修补质量 在实施贴缝处理施工之前施工人员应先对裂缝中的杂质进行清理并施工高压热空气喷机对材料进行处理使其渗入裂缝之中随后再使用纤维布进行粘贴使其牢固性和密封性进一步提高.灌 缝在对路面裂缝进行处治过程中灌缝是较为常用的方式 施工人员应先使用压浆的方式加固基层在使用改性沥青或灌封胶对其进行灌缝处理 当灌缝宽度相对较大时施工人员应使用开槽灌缝的方式进行处理先对开裂位置进行开凿处理得到深度为 宽度
17、为 的沟槽再实施灌缝处理 通过开槽灌缝处理方式可以使裂缝的稳固性进一步提高避免雨水通过裂缝进入结构内部不但可以使裂缝处治水平进一步提高而且可以延长路面使用寿命但是该处治方式所需资金较多具有成本较高的缺点因此当裂缝宽度小于 主要使用改性沥青进行处理在此过程中施工人员可以借助吹风机 铁钩的方式对裂缝中的杂质进行清理再借助注射器对改性沥青进行灌注随后将适量细砂掺入其中养护完成后便可通车.薄层罩面采用薄层罩面的处理方式具有成本较低的特点因此在对沥青路面裂缝处理中应用较为广泛 在使用薄层罩面进行处理过程中所选择的沥青材料应具有较高的热稳定性和耐水性并应以实际工程为依据对配合比进行控制确保其满足裂缝处治要
18、求 结束语在市政道路施工以及运行过程中裂缝问题是常见病害问题其不但会对行车舒适度和安全性产生较大的影响而且会使路面的使用寿命受到较大的影响不利于交通运输业的发展 因此施工单位应对裂缝产生的原因进行分析严格控制施工材料的质量并对施工过程进行控制使路面施工质量进一步提高 当路面出现裂缝时应以裂缝的特点为依据选择合适的方式进行处理从而延长路面使用寿命:参 考 文 献:陈天峰.甘肃省高速公路沥青路面裂缝类病害不同养护方案效果分析.城市道桥与防洪():.魏家丽.干线公路沥青路面裂缝类病害产生原因及预防性养护技术分析.智能城市():.吴明虎.浅析市政道路沥青路面面层裂缝产生原因及相关防治措施.居舍():.
19、钱宁王圣博.公路工程沥青路面裂缝的成因与防治策略研究.中国住宅设施():.边巴次仁.西藏地区沥青路面裂缝类病害分析及处治措施研究.河南建材():.布穷.高寒高海拔地区半刚性基层沥青路面防裂基布复合试件防反射裂缝性能研究.青海交通科技():.朱渊.浅谈市政道路沥青混凝土路面渗水破坏:形成原因及防治对策.四川建材():.(上接第 页)铺挂格栅网 当支撑绳安装调试完成后即可进行格栅网铺挂操作 按照从上到下的顺序依次铺挂格栅网控制相邻格栅网之间的重叠宽度 相邻格栅网之间的缝合以及格栅网和支撑绳之间通过直径.的铁丝扎结牢固 当公路路基边坡的坡度 时相邻扎结点之间的距离不能超过 当坡度时相邻扎结点之间的距
20、离不能超过 按照从上到下的顺序依次铺设格栅网并进行缝合处理可选择直径为 的钢丝绳作为缝合绳并配合 型卡和套环进行牢固连接.其他措施在平缓山坡种植灌木、乔木等植物将整个山坡覆盖住这种方法短期效果不明显但是长期效果显著同时也能够满足公路周边绿化美化需求有效防止边坡崩塌 同时在平缓土质条件中对于崩落石块路径设置交错排列的木桩可以减缓落石的运动速度效果显著 结束语结合实际案例分析复杂地质环境下公路路基边坡崩塌的治理施工结果表明公路路面边坡崩塌是一种常见的公路病害对公路上行车、行人的安全性以及公路的使用寿命和稳定性都有严重的影响 尤其是在复杂的地质环境下受到自然条件和车辆行驶振动造成的影响公路路基边坡稳
21、定性比较差极易发生崩塌问题 因此需要采取科学有效的施工技术治理措施对公路路基边坡进行加固从而提升公路路基边坡的稳定性避免发生崩塌问题 锚杆支护是一种常见的边坡加固和支护技术在我国有非常成熟的技术和理论体系将其应用到公路路基边坡崩塌治理中可有效提升边坡的稳定性而且施工过程比较简单加固成型速度快可进行大范围、大面积施工在复杂地质环境下公路路基边坡崩塌治理中采用锚杆支护技术在经济性、技术性、合理性、有效性等方面都有显著优势值得类似工程参考借鉴:参 考 文 献:管斐斐孔定新张清.公路路基边坡生态防护研究进展.科技资讯():.魏海宝.高速公路路基边坡防护及支护施工技术.工程建设与设计():.沈亦翀.高速公路路基边坡“边建边绿”生态防护技术研究.工程建设与设计():.董自兵.抗滑桩技术在公路路基边坡加固中的应用.中国公路():.李天宝.软弱砂泥岩互层公路路基边坡整治案例分析.西部交通科技():.尹峰.高速公路路基边坡绿色防护措施研究.建设科技():.
