寧績高速公路K19+520～K19+660段右側路基高邊坡綜合治理研究

楊 勇

（安徽省高速公路控股集團有限公司，安徽 合肥 230088）

1 工程概況

寧績高速公路K19+520～K19+660段右側路基邊坡原最大設計高度為35m，五級挖方邊坡，分級高度為8m，平臺寬為2m。第一級坡率為1∶0.5，采用TBS植被防護；第二、三級坡率為1∶0.5，采用錨桿框架防護；第四級邊坡坡率為1∶1.0，采用TBS植被防護；第五級邊坡坡率為1∶1.5，采用液壓噴播植草灌防護。在該邊坡開挖至第四級時，由于山體陡峭且覆蓋土層較厚，在連續降雨的作用下，導致如圖1所示的邊坡第一次滑塌，初步變更方案決定在清除滑塌體后繼續施工。但由于征地手續、邊坡調整等原因進展較慢，加之降雨影響，又多次出現崩塌、掉塊，導致邊坡高度陡增至60.25m，變為第六級邊坡高度為20.25m的六級高邊坡。

圖1 邊坡開挖滑塌后現狀

2 邊坡基本特征和穩定性分析

現場調查、原施工圖設計鉆孔資料和現場在第六級邊坡上的探孔資料表明，構成邊坡體的物質主要為上部厚度約4m殘坡積粉質黏土（含碎石粘土），和下部厚度約7.8m的全風化粉砂質泥巖以及厚度約3.5m的全風化泥灰巖，以下為強風化泥灰巖。由于山體陡峭且上覆的粉質黏土以及全風化巖層抗剪強度較低，加上本區雨季時降雨集中，降雨強度大，降水不僅對邊坡體加載，同時也降低了殘積層和風化巖體的抗剪強度，使其抗滑性能變差，從而造成淺層和深層邊坡體破壞。如圖2所示，目前邊坡存在兩個較大的坡腳應力集中點和臨空面，一個是第六級邊坡的坡腳應力集中點和臨空面，另一個為第一級邊坡坡腳的應力集中點和臨空面，因此這兩個部分是潛在滑體最有可能的剪出部位，在分析本段邊坡穩定性時，應考慮同時驗算邊坡體從第六級邊坡坡腳處滑移剪出的可能性和整個邊坡體沿第一級邊坡坡腳滑移剪出的可能性，即第六級邊坡的局部穩定性和整體邊坡的穩定性。

3 高邊坡治理方案

3.1 總體治理思路

（1）按現場實際實施的邊坡坡率進行刷坡，若刷坡坡率因地質情況和表層浮土實際厚度的變化而產生坡率變化，應及時調整加固設計方案。

（2）對本段高邊坡加固方案，應同時考慮第六級邊坡的局部深層穩定性和整體邊坡的整體穩定性。

圖2 邊坡滑塌后最高處斷面圖（單位：m）

依據穩定性和推力計算（最不利斷面推力約為920kN/m）結果，因錨桿框架主要用于淺表層防滑，錨桿錨固力較小，且錨固深度不大（錨桿長度一般不超過15m，再增長已經難以提高錨固力，且注漿段易產生拉裂破壞），錨固段長度不足，因此需采用具有較大錨固力和錨固深度的預應力錨索加固解決深部變形穩定問題，以確保坡體穩定，使治理后的現邊坡體的穩定安全系數在正常工況下大于等于1.2、在非正常工況下大于等于1.15，保證安全。

3.2 綜合治理方案

（1）在已經刷坡完畢的第六級邊坡上設置預應力錨索框架，以解決第六級邊坡的局部深層穩定性問題。

豎肋、橫梁的橫斷面為50cm×50cm，采用C25鋼筋混凝土，現場分片澆筑，肋與梁節點處設置預應力錨索。單根錨索設計錨固力為450kN，鎖定荷載為450kN，錨固長度為10m，且錨固段應位于強風化泥灰巖中，依據實際地質情況對錨索長度進行調整，以滿足上述要求。錨索采用4束Φs15.2鋼絞線制作，使用M40砂漿澆筑，錨索孔直徑為150mm。每片框架中橫梁上和豎肋上錨索間距均為3m，錨索長度為22～24m。第六級邊坡每片錨索框架的橫向長度為6m，豎向長度和錨索設置根數隨坡面斜長進行調整，其錨索間距仍為3m（斜距）。

（2）在第二級邊坡和第三級邊坡上設置預應力錨索框架，以解決整體邊坡穩定性問題。錨索設計和第六級邊坡基本相同，但錨索長度為19～24m。

（3）根據實際地形地質情況，在部分較陡的第四級和第五級邊坡設置框架錨桿，對上部可能剪出的邊坡體進行鎖腳，以防止坡腳應力集中。錨桿框架網格尺寸為2.5m×2.5m，采用全長黏結式錨桿，錨桿長15m，鉆孔孔徑Φ130mm，采用直徑Φ32mm的HRB400熱軋螺紋鋼，俯角20°。

（4）錨桿鍍鋅網護坡（即TBS植被綠化護坡）。

第一級邊坡為強風化泥灰巖，巖體節理裂隙發育，為了節省投資，采用錨桿鍍鋅網護坡，長錨桿長3m，短錨桿長2m。鑒于綠化在景觀路面標實施，但目前巖體較破碎，建議對錨桿鍍鋅網部分提前實施，植草部分留在景觀路面標實施。

（5）對其余第四級邊坡和部分較緩的第五級邊坡，采用常規液壓噴播植草灌防護。

（6）按照原設計圖紙設計平臺溝、坡面流水槽以及截水溝等排水設施。

4 施工技術要求

由于前期勘察精度的限制及地質條件和災害的復雜性，施工中應將錨索鉆孔過程作為對滑坡進行再認識、再勘察的過程來進行。根據施工實際地質情況，在必要時提出反饋，以實現信息化施工，優化和提高高邊坡治理工程的效果。高邊坡治理工程的施工有其特殊性且技術難度較大，在施工中應注意加強施工質量管理和施工監理，編制詳細的施工組織計劃，以保證高邊坡治理工程的順利實施，達到高邊坡治理工程預期效果。

4.1 總體施工順序

總體施工安排為：對已進行刷坡的第六級邊坡進行預應力錨索加固的施工→待第六級邊坡預應力錨索施工完畢再開挖第五級邊坡→錨桿框架施工→依次開挖第四級邊坡→施工錨桿框架→開挖第三級邊坡，預應力錨索框架施工→開挖第二級邊坡，施工預應力錨索框架→開挖第一級邊坡，錨桿鍍鋅網護坡施工。施工自上而下進行，削坡減載一級必須馬上支護一級，支護完成后再開挖下一級。

4.2 施工方法及注意事項

4.2.1 刷坡開挖

按目前已經擬定和實施的各斷面設計坡率、坡高及平臺寬度，進行開挖、刷坡，保持坡面平順整齊。

4.2.2 預應力錨索施工

（1）錨索框架施工分片進行，每片框架施工工序為：局部整理坡面→測放孔位→鉆孔→清孔→錨索制安→注漿→挖槽→支模→綁扎鋼筋→澆筑框架梁、肋→養護→張拉鎖定→框架內植草。

（2）錨索設計荷載為450kN，鎖定荷載為450kN。施工前必須按相應規范要求首先進行錨索拉拔試驗（在類似地層中做3根錨索的拉拔試驗）。在進行錨索拉拔試驗中，若錨索錨固力達不到設計要求，應及時反饋，以便決定是否對設計進行調整，采用二次高壓劈裂注漿的處理方式增大錨固力以達到設計要求。

（3）錨索框架施工前應對框架的肋及橫梁底部的坡面進行局部整平，以利于框架的施工。

（4）錨索成孔禁止帶水鉆進，以確保錨索施工不惡化邊坡巖體工程地質條件。鉆進過程中應對每孔地層變化（巖粉情況）、進尺速度（鉆速、鉆壓等）、地下水情況以及一些特殊情況作現場記錄。若遇坍孔，應立即停鉆，進行固壁灌漿處理，注漿24h后重新鉆進。

（5）錨索成孔后孔徑不得小于150mm。鉆孔完成之后必須使用高壓空氣（風壓0.2～0.4MPa）清孔，將孔中巖粉全部清除孔外，以免殘留巖粉降低水泥砂漿與孔壁巖體的黏結強度。

（6）錨索材料采用高強度、低松弛預應力鋼絞線，直徑φ=15.24mm，強度為1 860級。保證錨索順直、無損傷、無死彎。

（7）由于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，因此，應嚴格按照有關錨固工程施工與驗收技術規范和質量檢驗評定標準進行施工，確保邊坡穩定和結構安全。

5 動態設計

（1）高速公路高邊坡防治應進行動態設計與信息化施工。考慮到高邊坡的特性，高邊坡治理工程應注意施工方法和順序，避免引起新滑坡的發展。

（2）高邊坡整治工程是個系統工程，由于不確定因素的大量存在、工程地質勘察工作量有限，使得部分問題不能完全查清，這會導致設計中存在不盡人意甚至有不合理的地方，這就要求在整治工程施工時，做好施工前復查（最好能夠在施工前對邊坡進行一段時間的監測，以便取得更準確的邊坡設計計算參數）和施工中檢測驗證工作。在施工期間，施工單位應做好施工現場的地質編錄工作，如與實際不符，應及時通知業主和設計單位，以便根據現場實際情況調整設計方案。

（3）在進行錨索拉拔試驗中，若錨索錨固力達不到設計要求，應及時通知業主及設計單位，以便決定是否對設計進行調整，采用二次高壓注漿的處理方式增大錨固力以達到設計要求。

（4）在施工期間，應及時分析高邊坡監測資料，請設計人員到現場依據刷坡后的地形地質情況，判斷邊坡位移、變形的發展趨勢和整治工程的效果，以便設計單位適時調整現在的高邊坡整治工程設計和施工方案，保證工程施工安全和路基穩定。

6 結語

本文針對寧績高速公路K19+520～K19+660段右側路基高邊坡開挖過程中出現反復滑塌這一工程背景，對重新進行地質勘察設計、錨索加固等綜合治理施工及相關技術方案做了詳細闡述。加強高邊坡前期勘察設計以及嚴格按照設計開挖、防護并進行過程監測，做好高邊坡的設計，施工意義重大。

[1]王恭先.滑坡學與滑坡防治技術[M].北京：中國鐵道出版社，2004.

[2]JTG F10—2006，公路路基施工技術規范[S].