京福高速公路福州段FA3標段少埔山路塹高邊坡綜合治理

吳王成

(1.福建省交通建設工程監理咨詢公司;2.北黑高速公路J6監理辦)

京福高速公路福州段FA3標段少埔山路塹高邊坡綜合治理

吳王成1，2

(1.福建省交通建設工程監理咨詢公司;2.北黑高速公路J6監理辦)

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，我國高速公路建設正快速進行，其中有不少路段通過山嶺重丘地帶，地形、地質條件復雜且自然坡陡。在施工過程中，路塹邊坡的崩塌、滑坡現象時有發生，其危害嚴重、損失極大，使工程往往無法正常實施，也可能給工程竣工后正常運營留下安全隱患。為了滿足安全可靠和經濟合理雙重目標，對高邊坡病害特征性質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滑塌即屬此類問題的典型實例。

1 工程概況

少埔山位于福州段京福高速公路FA3合同標段，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60余m高，每10 m設一個平臺，設計坡率: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)滑坡后觀察其滑動面與水平夾角為35°～50°，滑體為殘積亞粘土，砂質粘性土及塊(漂)石土。

(4)山體局部有滲水現象，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風化層的厚度大于20 m，土體松散，邊坡具有不良地質現象的地貌形態，穩定性差。巖體中發育有傾向臨空的不利結構面，下伏為弱風化、微風化凝灰熔巖。

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

(3)“V”字形溝谷發育，山坡陡峭，地表水及溢流的沖刷滲透導致塌方。

(4)水文地質的影響: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給。地下水水位及其水量受降水控制，季節性變化很大。

基巖內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、穩定，采取預應力錨索框架為主輔以砌石擋墻、變截面護面墻、孔窗式擋墻，網格骨架植草，調整坡率，增設排水設施等綜合治理措施(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，坡體存在潛在滑動面，為避免坡面產生滑動，在4級、5級坡面上設置預應力錨索框架，錨索長度為30 m，錨固段長14 m;3級坡面因土石夾雜，采用預應力錨索框架與砌石變截面護面墻(高10 m，底寬90 cm，頂寬0.4 m)交錯設置，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4個錨孔，每孔6根無粘結鋼絞線，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，錨索框架施工應與同級坡開挖修坡同時進行，待錨索框架預應力張拉后進行下一級土石方開挖，以免邊坡面長時間不防護，產生新的滑坡，造成更大的施工困難，影響施工進度。

圖1 錨索框架圖

(2)錨索框架工作原理。

預應力錨索框架是通過錨固在坡體深部穩定巖體上的錨索將力傳給框架，再經框架對不穩定坡體施加一個預應力，將不穩定松散巖體擠壓，使巖體間的正壓力和摩阻力大大提高，增大抗滑力，限制不穩定坡體的發育，從而起到了加固邊坡穩定坡體的作用。錨索孔內高壓注漿，使漿液填充了錨孔周圍坡體內裂隙，提高了坡體的整體穩定性。

(3)錨索框架施工流程。施工流程見圖2。

圖2 施工流程

(4)預應力錨索框架主要參數的選取。

①預應力鋼絞線:選用直徑15.24 mm，強度1 860 MPa的高強度低松弛無粘結鋼絞線，延伸率≥3.5%。

②設計拉力:錨索設計拉力700 kN，每孔6Ф15.24預應力鋼絞線。

③安全系數:錨索安全系數取2.0～2.2。

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

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個單元，根據設計荷載和錨索長度計算確定差異荷載，錨索的預應力在補足差異荷載后分5級按設計荷載700 kN的25%、50%、75%、100%和110%進行施拉，每次持荷時間2～5 min，最后一級持荷穩定觀測10 min以后按設計要求鎖定，鎖定后48 h內沒有出現明顯的應力松弛現象，即可進行封錨。

壓力分散型錨索加荷等級與測讀位移應遵守下列規定。

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為錨索承載力標準值)，使錨索拉直，然后松開;隨后再采取循環加荷，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間內，測讀錨頭位移不應小于3次。

所以，所謂的打通線下與線下有時只是企業的一廂情愿，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，但是從實際來看，大部分的消費都是在線下實體店完成，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間內，錨頭位移不大于0.1 mm時，可施加下一級荷載;否則需延長觀測時間，直至錨頭位移增量2.0 h小于2 mm時，方可施加下一級荷載。

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

(7)錨索擠壓套擠壓設備:ZB4－500型電動油泵，柳州產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:錨固段嵌入坡體的長度為14 m，錨固段采用強度為M40純水泥漿膠結，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現澆鋼筋混凝土“井”字型框架設計，框架梁為0.6 m×0.5 m矩形截面，主筋為Ф22，箍筋為 Φ12。

4.2 設置護面墻

K260+550～K260+760段1、2級邊坡為弱風化、微風化凝灰熔巖，在該部位設置高10 m、底寬0.9 m、頂寬0.4 m的漿砌片石。護面墻防護在3級交錯設置錨索框架間小部分滑體處嵌補漿砌片石后采用護面墻防護。

K260+760～K260+880段1、2、3級為坡殘積層及強風化層，采用了調整坡率，減緩坡度按一定的坡率進行清方刷坡，對原開挖的第一級臺階變為二級臺階，半孔式漿砌片石擋墻防護，即原1∶0.5坡率調整為下部6 m擋墻防護，上部4.0 m調整為1∶0.7坡率孔窗式擋墻，孔內培土植草防護。

(2)坡面防護。

①原層基材+系統錨桿: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，根據滑坡的實際情況進行1∶0.75～1∶1.25的刷坡，采取厚層基材綠化和系統錨桿防護。系統錨桿間距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;錨桿呈梅花型交錯布置，掛Φ2 mm的鍍鋅鐵絲網。系統錨桿為全長粘結式錨桿，錨桿抗拔力不低于50 kN，注漿強度不小于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格骨架植草防護。

4.3 排水設施

(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處設置漿砌片石截水溝，在坡頂匯水處設邊坡急流槽兼做檢查梯。急流槽每100 m設1道。每級平臺設排水溝將水匯集于急流槽或截水溝、邊溝。

(2)排水孔。

①布設泄、排水孔:在1級護面墻上設Φ75PVC泄水孔，間距2 m×2 m交錯布置，墻后設20 cm厚無砂大孔混凝土反濾層。在原層基材+系統錨桿防護坡面上，每級設3排水平間距為4 m、垂距為3 m的排水孔。孔深1～3 m，孔內布Φ46有孔塑料管及過濾網。

②布設排水平孔:在邊坡地下水富集的坡面處，布設平孔排水，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設置滲水孔，管的端頭及管體采用濾網或土工布做反濾層。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段設排水平孔。施工時可根據地下水的實際情況酌情加密布設平孔排水，補償排水。

5 結束語

(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重，根據該高邊坡病害的特征和規律，采用復合式錨索框架結構進行工程整治，與其他防護形式相比，達到安全可靠和經濟合理的目的，并為治理此類路塹邊坡病害探索一種新的防護加固模式和治理思路。

(2)對于復雜路塹邊坡防護加固工程，由于地質條件復雜，應做好坡體監測與預報工作，結合現場實際開挖揭示地層信息及坡體結構條件進行必要的調整與完善，即進行動態設計和信息化施工，使其經濟、安全可靠。

(3)隨著近年錨索技術的發展和進步，預應力錨固工程技術得到了良好的應用和發展。

U418.9

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1008－3383(2011)12－0023－02

2011－10－19