漲殼式中空注漿錨桿治理淳開公路滑坡設計

汪新煒

(杭州市交通規劃設計研究院)

淳安至開化公路淳安段位于浙西中山丘陵區，是浙江省重點建設工程，路線沿中國著名的旅游風景區千島湖北岸，全長75.563 km，為山區二級公路。由于本項目路線穿越山嶺庫區，高邊坡眾多，沿線地形地貌、地層巖性等工程地質條件較為復雜，由于地質變化和連續降雨等原因，不可避免的出現滑坡坍塌等工程問題。

1 邊坡概況

本項目K5+300～K5+410段右側高邊坡在邊坡開挖過程中受連續降雨因素的影響出現滑坡。周邊區域屬于中低山區地貌，山脊走向大致呈南北向，山勢陡峻，溝谷深切，一般呈“V”字形。滑坡體在南北向小山脊的前部，橫穿該山脊，形成約40多m的高邊坡。原施工圖設計邊坡為分臺階開挖，分成 5 級邊坡，邊坡坡率分別為 1∶0.5、1∶0.75、1∶0.75、1∶1、1∶1.25，各級邊坡高度為 8 m，之間分設平臺。滑坡沿路線長度約100 m，垂直路線寬度約80 m，滑坡面主要位于節理裂隙稍發育的弱風化巖層中。

2 地質情況

該邊坡所處區域構造未有斷裂帶通過，邊坡上部為含碎石(角礫)亞粘土、強風化鈣質泥巖，下部為弱風化鈣質泥巖。自上而下巖土工程地質特性如下。

(1)含碎石(角礫)亞粘土:灰黃色，以粘性土為主，含角礫約20% ～30%，角礫為風化原巖;層厚約1.3 m，土、石類別屬普通土。

(2)強風化鈣質泥巖:軟質巖石，強風化，黃灰色，巖石組織結構清晰，泥質結構，中厚層狀構造，節理裂隙較發育，裂隙面見次生礦物等，層厚約8.5 m，土石類別屬軟石。

(3)弱風化鈣質泥巖:軟質巖石，弱風化，灰色，巖石組織結構清晰，泥質結構，中厚層狀構造，節理裂隙稍發育，節理面角度為36°，傾向路基，裂隙面見次生礦物等，土石類別屬軟石。

3 滑坡形成的主要原因

(1)地質因素的影響:弱風化巖層雖巖石組織較完整，但節理比較發育，由于其中有夾泥層的存在，成為構成滑坡的有利條件，因此滑面比較平整光滑。

(2)降雨是滑坡產生的主要誘發因素:據調查在滑坡滑動前一段時間，受臺風影響，曾有長時間的降雨過程;雨水的下滲增加滑體重量，軟化了滑面巖土，降低了巖土的抗剪強度，加速了坡體的變形。

(3)人為因素的影響:施工開挖過程中，由于山體應力釋放，導致巖層節理張開，破壞了坡體原有的應力平衡狀態，誘發邊坡滑動。

4 滑坡治理設計

4.1 漲殼式中空注漿錨桿的選用

根據滑坡產生原因的分析，結合該滑坡規模較小、巖石組織較完整、滑面不深，但坡面上裂縫較發育，為防止滑面剪出和坡面變形崩塌，考慮工程位于千島湖旅游風景區內，棄渣與二次征地較為困難等因素，宜采用坡面錨固方案治理滑坡。由于漲殼式中空錨桿相對普通砂漿錨桿具有更好的錨固效果，經比選后選用漲殼式中空注漿錨桿治理該滑坡。

(1)中空注漿錨桿采用先刺入中空桿體，后由中空桿體的孔腔中從內向外灌水泥漿，且錨孔外端口有止漿塞和托板，能有效的避免漿液外溢。施行壓力注漿后，不但使桿體與孔壁間注漿飽滿，而且使漿液向桿體周邊巖體的裂隙內浸透分散，使錨固的巖體獲得進一步加固。

(2)通過漲殼與巖壁形成漲壓力，安裝錨桿后能迅速形成支護錨固力，控制巖體變形;可對錨桿施加預應力控制圍巖變形，并可實現適當的超張拉。

(3)錨桿能360°任意方向安裝及注漿，且施工工藝簡單、注漿可靠，利用常規工具，單人即可實現張拉操作。

(4)中空錨桿桿體在錨孔內居中，錨桿可獲得均勻的保護層厚度;并能通過預應力使錨桿注漿體處于零應力或注漿體不出現開裂，防止錨桿在長期的工作下銹蝕，加強了錨桿的永久支護力和耐久性。

4.2 錨固設計與計算

4.2.1 綜合內摩擦角的確定

(1)此邊坡為順層巖坡的坡體，滑面簡化為單一平面，最不利斷面示意圖如圖1。

圖1 滑坡斷面示意圖

由于巖層中粘聚力c較小，計算時可忽略c值，而用滑面上的綜合內摩擦角φ。

滑體ΔABC產生的推力為FA=W cosα(K tanα-tanφ)

假設滑體ΔABC處于極限穩定平衡狀態，即FA=0，K=1，因此 φ =α=35°。

4.3 具體治理方案

4.3.1 治理方案

該滑坡治理采用漲殼式中空錨桿結合TBS生態護坡，漲殼中空錨桿選用EX型預應力漲殼中空錨桿，錨桿為R32，鉆孔直徑70 mm，孔斜度26°，錨桿呈矩形布置，水平間距2.0 m，坡面法向間距 2.7 m，注純水泥漿，水灰比 0.35 ～0.45，注漿壓力采用1～1.5 MPa。錨桿長度為 8～12 m，錨桿自由段長度不小于5 m，且深入滑動面不小于1 m，錨固段長度不小于3 m，抗拉力為250 kN，設計預應力為115 kN。

4.3.2 坡面排水

在坡頂設置地表截水溝，同時在坡面出水較多的區域設置仰斜式排水孔，水平夾角大于6°，可解除邊坡內的靜水壓力，保證邊坡土體穩定。

4.3.3 施工注意事項

(1)滑坡治理施工選擇在少雨、枯水季節進行，可減少對滑坡體及附近坡體的擾動破壞，減少一切促滑因素。

(2)灌漿前應及時清孔，特別是錨固段要采用清水清除巖渣，然后用壓縮空氣將孔內水吹干，保證砂漿與巖壁間充分粘結。

(3)錨桿鋼筋伸入前先按有關規范作好除銹和錨桿的永久性防腐，錨桿質量檢驗采用抗拔試驗。

(4)設計預應力值為115 kN，宜進行超過設計預應力值1.05～1.1倍的超張拉，通過現場實驗確定，預應力保留值應滿足設計要求。

(5)錨頭經除銹后應采用鋼筋網罩及混凝土封閉，混凝土強度等級不低于C30，厚度不小于10 cm。

(6)施工期間應建立監測，其內容包括邊坡的變形、錨桿拉力的監測。施工時如遇到比較破碎的局部區域應適當縮小錨桿間距。

5 結語

淳安至開化公路淳安段工程自2008年通車，經多年運營表明，該邊坡治理結果合理可靠，滑坡治理設計是成功的，漲殼式中空注漿錨桿即方便施工又生態環保，為治理中小規模的淺層巖質滑坡提供了有益借鑒。

［1］ 中華人民共和國交通部.公路路基設計規范(JTG D30-2004)［S］.北京:人民交通出版社，2004.

［2］ 李海光等.新型支擋結構設計與工程實例［M］.人民交通出版社，2004.