多次控制注漿鋼錨管框架技術在滑坡治理中的應用

普 躍 昆

(紅河州路政管理支隊，云南 蒙自 661100)

?

多次控制注漿鋼錨管框架技術在滑坡治理中的應用

普 躍 昆

(紅河州路政管理支隊，云南 蒙自 661100)

結合云南省元綠二級公路K76+800～K76+900左側邊坡的工程地質條件，分析了該邊坡發(fā)生滑坡的原因，提出了多次控制注漿鋼錨管框架防治技術，并闡述了該技術的施工工藝及注意事項，有效保證了公路的安全運營。

滑坡，注漿鋼錨管，地質條件，施工工藝

近年來，隨著我國經(jīng)濟社會的迅猛發(fā)展，我國基礎設施建設步伐也在不斷加快。在公路建設過程中，不可避免的遇到了大量的邊坡問題。

截止到2015年年底，我國的高速公路通車總里程達到了12.5萬km，居世界首位。我國東部發(fā)達地區(qū)路網(wǎng)建設已日趨完善，今后國家的交通規(guī)劃將逐漸向經(jīng)濟相對落后的西部地區(qū)傾斜。

我國地勢西高東低，西部多山地地形。在山區(qū)修建高速公路，面臨著較復雜的自然環(huán)境和地質條件，不可避免的將出現(xiàn)大量的邊坡病害問題。如何有效的對邊坡病害進行治理，是山區(qū)高速公路建設必須考慮的重點難題和現(xiàn)實需要。

現(xiàn)對傳統(tǒng)邊坡防治技術的應用已較為成熟，但這些技術存在施工工期長、安全難以保證、特殊地層適應性不強等突出問題。多次控制注漿鋼錨管技術結合了錨桿加固和注漿技術的優(yōu)點，具有防治加固效果顯著、施工快捷安全等特點，是今后滑坡治理技術發(fā)展的熱點。針對云南省元陽至綠春二級公路K76+800～K76+900左側滑坡，設計并采用了注漿鋼錨管加固技術。本文將對該工點滑坡原因進行分析，詳細介紹注漿鋼錨管技術在該類滑坡防治中的應用。

1 工程地質條件

1.1 地形地貌

元綠線K76+800～K76+900左側自然斜坡走向近NE25°，傾向SE70°，傾角38°～42°，山脊高出路基面100 m以上，呈平面形單斜坡(見圖1)。刷方邊坡走向和傾向與自然斜坡一致，高度近60 m。該段線路走向由NE30°方向逐漸轉向NE70°。

1.2 地質特征

根據(jù)勘察報告和現(xiàn)場調查，當?shù)氐貙訋r性為第四紀崩坡積層，下伏三疊系板巖。

1)第四紀崩坡積層，黃褐色粘土、砂粘土夾碎石、塊石層，成因為崩積和坡洪積兩種。崩積層碎石，塊石含量大約占90%以上，粒徑大小不一，最大粒徑約40 cm，含10%的砂粘土；坡洪積層，碎石、塊石含量不到10%，最大粒徑為5 cm，粘土，砂粘土含量約90%，呈粘土狀或砂土狀。碎石、塊石成分為泥質板巖。

2)三疊系板巖，紫褐色，全風化～強風化，巖體呈塊狀或碎石塊狀。成分為砂質板巖和泥質板巖，砂質板巖強度較高，泥質板巖強度較低，手掰易斷。

1.3 地質構造

路線所經(jīng)區(qū)域地處哀牢山斷裂帶，受斷裂影響，巖體破碎，次一級構造發(fā)育，現(xiàn)場量得的側向臨空緩傾角的構造裂面。在一級邊坡的坡腳產(chǎn)狀NE32°/SE27°；第二組在滑坡區(qū)界中部，產(chǎn)狀NE20°/SE49°；第三組在四級邊坡的坡腳，產(chǎn)狀NE26°/SE40°。

1.4 地下水

第四紀崩坡積層塊狀和碎塊狀的板巖均為儲水構造，由于其向臨空的排泄條件較好，現(xiàn)場調查時地下水滲出。第四紀崩坡積層和三疊系板巖的交界面物質成分為粘性土和少量碎石土，由基巖風化而成，隔水。

2 邊坡病害分析

該段邊坡曾發(fā)生兩次大的滑坡，在滑動區(qū)的大里程側已形成明顯的滑坡變形，在滑動區(qū)的小里程側邊坡還沒有明顯的變形跡象，可能存在潛在的穩(wěn)定區(qū)，因此將該邊坡分三個區(qū)：滑坡區(qū)、滑坡變形區(qū)、潛在不穩(wěn)定區(qū)。

2.1 滑坡區(qū)

1)第一次滑動。邊坡按1∶0.5～1∶1放坡，坡高不足20 m，引起第四紀崩坡積層沿基巖頂面(NE31°/SE41°)的滑動。

2)第二次滑動?；聟^(qū)里程為K76+826～K76+862，第一次滑動后，對原有滑體進行刷方處理，刷方邊坡高度最大為60 m，設3個分級平臺，寬度2 m～5 m，分級邊坡坡度約40°。在邊坡開挖到位后又發(fā)生了更大規(guī)模的滑動。主滑面下部依附于NE32°/SE27°的結構面，中部依附于NE26°/SE40°的結構面，后緣依附于NE20°/SE49°的結構面，在現(xiàn)場滑動方向約為SE70°，此指向在滑坡的后緣量得。推測最大滑體厚度約8.0 m，滑坡長約60 m，寬約26 m，滑動體段約1.0萬m3。

滑動性質為破碎巖體向順坡向結構面的滑動，滑動誘因為邊坡開挖。由1,2次滑動可以推斷，滑坡具有多級牽引的特點，如不對目前滑動的邊坡進行整治，將對公路的安全運營造成嚴重的威脅。

2.2 滑坡變形區(qū)

在K76+862～K76+887滑體整治設計范圍內，在3級平臺發(fā)現(xiàn)明顯的滑坡后緣裂縫，走向NE20°，長21.3 m，縫寬3 cm～10 cm，下錯2 cm～5 cm。

滑坡分二級，一級在3級平臺以下，一級滑動后會牽引二級滑動發(fā)生，后緣在刷方邊坡線以上，主滑面前部依附于NE32°/SE27°的結構面，中部依附于NE26°/SE40°的結構面，該坡長約65 m，寬約25 m，最大厚度約9.0 m，推測一級，二級滑動體積約1.5萬m3。

2.3 潛在不穩(wěn)定區(qū)

在K76+800～K76+826滑坡整治范圍內，雖然刷方邊坡的高度不足20 m，但受滑坡區(qū)的影響，在今后一段時間內可能失穩(wěn)，該段長度約26 m。

3 邊坡病害整治工程措施

3.1 滑坡推力計算

根據(jù)物探成果，滑坡土體物理力學指標取c=13.6 kPa，φ=20.45°。根據(jù)邊坡斷面的前級滑塊狀態(tài)，取k=1.05，c=12 kPa，反算出φ=21.6°，考慮采用二次分段注漿技術，考慮注漿對滑面滑體強度的提高，設計時采用φ=23°，k=1.25，計算出滑坡區(qū)設計斷面的滑坡推力為Ex=732 kN。據(jù)此進行二次分段控制注漿鋼錨管框架的設計。

3.2 邊坡病害整治工程措施

邊坡的病害整治工程措施，分三段進行設計，每段設計均采用二次分段控制注漿鋼錨管框架，鋼錨管長度9.0 m，間距為3 m×3 m，傾角20°。具體的措施如下：

1)第一段。潛在不穩(wěn)定區(qū)加固范圍為沿坡腳長度約18 m。鋼錨管設計控制高度以刷方邊坡頂控制，框架貼刷方邊坡施工。

2)第二段。滑坡區(qū)加固范圍為沿坡腳長度約33 m，以滑動面深度控制錨管設計長度，清理表層覆土及修整邊坡，框架貼清理坡面施工。

3)第三段。滑坡變形區(qū)加固范圍為沿坡腳長約18 m，鋼錨管設計高度以刷方邊坡頂控制，框架貼刷方邊坡施工。

4 施工工藝及注意事項

4.1 施工流程

該邊坡的施工順序為：坡面開挖及清理→施工放線→搭設腳手架→鉆機對位，錨孔成孔→下鋼錨管、注漿→框架梁施工→封錨→水溝砌筑→坡面綠化。

4.2 注漿錨固工程施工

注漿錨固工程主體為地下隱蔽工程，且工程質量與施工技術密切相關，對注漿錨固工程施工隊伍的專業(yè)技術水平要求較高，應挑選具有相應施工技術和施工經(jīng)驗以及有信譽的施工隊伍。

1)鉆孔。鉆孔必須采用潛孔鉆風動干鉆，禁止采用水鉆，清孔應采用高壓風。成孔直徑均為110 mm，由于鉆孔穿過滑坡堆積松散體，易塌孔，塌孔時可采用注水泥漿后再重復鉆孔的方法。

2)鋼錨管加工。第一次注漿管(φ22 mm PVC管)與鋼錨管一起下管安裝，注漿管上端通過變徑接頭與高壓注漿管連接。第二次注漿將高壓注漿管與鋼錨管上的注漿管連接，注漿管上端與密封蓋連接，密封蓋通過兩螺桿及螺母固定在鋼錨管管口上。

3)兩次分段注漿工藝。根據(jù)現(xiàn)場試驗結果，確定具體的注漿工藝和注漿相關參數(shù)。

4)質量保證措施。a.嚴格把好鋼錨管加工制作質量關，鋼管鉆孔一定用臺鉆鉆孔眼，嚴格按設計的孔步距和孔步高螺旋式鉆眼，保證每一截面只有一個孔眼，不削弱鋼管的強度。b.鋼錨管的末端焊接U型托架，既方便下管又避免鋼錨管末端插入孔底銹蝕。c.嚴格按次序鉆孔施工，減少注漿時相互串漿。調整鋼錨管接頭，使同一橫斷面鋼錨管接頭不超過50%。d.嚴格雙液配比和按要求封孔，確保封孔質量。e.掌握第一次注漿和第二次注漿間隔時間，分段間隔時間，保證注漿的正常進行和注漿效果。f.注漿過程中要有專人觀察邊坡及平臺溢漿情況，加強觀測，保證邊坡穩(wěn)定安全。g.做好注漿記錄，以便分析注漿中發(fā)生的問題，完善和改進注漿工藝。

5 結語

本文元綠線滑坡工點在使用了多次控制注漿鋼錨管框架技術后，有效地防治了邊坡病害，取得了很好的加固效果，保證了后期公路的安全運營。

多次控制注漿鋼錨管框架技術因其具有施工機械化程度高、工期短、雨季施工方便等優(yōu)點，是今后輕型加固技術發(fā)展和研究的方向。

1)注漿鋼錨管技術受力機理與錨桿加固相似，主要依靠抗拔力抵抗滑坡推力，屬于被動式防護措施。

2)注漿鋼錨管技術在依靠抗拔力抵抗滑坡推力的基礎上，增加了注漿環(huán)節(jié)。通過注漿，水泥漿液進入坡體的裂隙中，通過水泥凝結，使巖土體連結成整體，從而改善滑面巖土特性，提高坡體的穩(wěn)定性。同時，在鋼錨管周邊形成類似“樹根狀”的擴體型錨固體，提高鋼錨管地層錨固力。

3)注漿還能有效的封堵地下水進入坡體的通道，防止地下水軟化滑動帶土體。

4)注漿鋼錨管技術施工質量的好壞關系到能否有效加固土體，因此在合理設計的基礎上，嚴格控制施工質量，遵循現(xiàn)有研究和經(jīng)驗總結的施工流程和施工工藝至關重要。

5)注漿鋼錨管技術機械化程度高，施工周期短，同時在施工難度、工程造價等方面與錨索框架梁、抗滑樁等相比，也有一定優(yōu)勢。尤其是在運營期使用該技術加固滑坡體，能有效縮短工期。因此，該技術值得推廣應用。

[1] 徐邦棟.高塹坡設計及病害分析與防治[M].北京：中國鐵道出版社，2011.

[2] 王恭先,徐俊齡,劉光代.滑坡學與滑坡防治技術[M].北京：中國鐵道出版社,2004.

[3] 朱寶龍,胡厚田,張玉芳,等.鋼管壓力注漿型抗滑擋墻在京珠高速公路K108滑坡治理中的應用[J].巖石力學與工程學報,2006(2):399-406.

[4] 程良奎.巖土工程中的錨固技術[M].北京：地震出版社，1992.

[5] 劉長武，陸士良.水泥注漿加固對工程巖體的作用與影響[J].中國礦業(yè)大學學報，2002(18)：182-183.

On application of multiple control grouting steel anchor pipe framework technique in landslide treatment

Pu Yuekun

(RoadAdministrationBrigadeofHonghezhou,Mengzi661100,China)

Combining with the engineering geological conditions of the K76+800～K76+900 left slope of Yuanlv Secondary Road in Yunnan Province, the paper analyzes the features for the landsliding of the slope, points out the multiple control grouting steel anchor pipe framework technique, and illustrates its construction craft and precautions, so as to ensure the safe operation of the roads.

landslide, grouting steel anchor pipe, geological condition, construction craft

1009-6825(2016)20-0051-02

2016-05-03

普躍昆(1961- )，男，高級工程師

P642.22

A