探討錨桿在地災治理工程中的應用

陳賢超

摘要：改革開放以來，隨著經濟水平的不斷提升，我國的基礎建設也飛速發展，這也使得部分生態環境受到了不同程度的破壞，給自然生態造成多種影響，導致各種地質災害問題的出現，地質災害頻繁發生嚴重威脅人民生命財產安全，對地質災害的治理也變得迫在眉睫，為尋求尋找有效預防和治理措施，本文結合實際案例分析了錨桿支護措施在地質災害治理過程中的應用開展討論。

關鍵詞：地災災害；治理設計；錨桿

1.項目設計任務由來

丹霞街道Y016鄉道西岸段邊坡塌方和路基掏空搶險治理工程位于仁化縣Y016西岸村路段。邊坡出現不同程度的塌方（滑塌），坡腳裸露，邊坡原為自然山體，因Y016縣道修路切坡形成邊坡，坡面未做護坡治理，在長期烈日暴曬、雨水沖刷，常發生小規模崩塌，巖塊脫落、崩塌等地質災害，威脅行人的生命財產安全與縣道Y016的交通安全。該路段在2019年7月上旬約有1.3km山體邊坡出現幾處不同程度的塌方險情及一處路基掏空險情。故納入規劃治理范圍。

2.項目工程概況

丹霞街道Y016鄉道西岸段邊坡塌方和路基掏空搶險治理工程位于仁化縣Y016西岸村路段，錦江電站下游，錦江河西岸。擬治理邊坡現基本無支護措施，坡面呈自然裸露狀態，坡頂無截排水措施。擬治理工程范圍坡面合計總面積約1929㎡，邊坡治理合計總長約141.5m。擬治理邊坡共有四處，其中1#點（ABC）長約42m，高約20.5m～24.3m，坡度60°～80°，已發生滑坡；坡下公路靠錦江河側（DE段）長度約20m，高約16m，坡度約60°，路基擋土墻跨塌，路面下土體掏空，2#點（FG）長約12m，高約13.9m，坡度63°，3#點（GH）長約10m，高約16.5m，坡度70°；4#點（HI）長約57.5m，高約8.5m～13.6m，坡度80°～85°。坡面在長期日曬雨淋下，常發生塌方，巖塊脫落、崩塌等地質災害，在連續強降雨條件下，崩塌類災害有可能繼續發生并存在擴大影響的危險性，而邊坡沒有支護，崩塌的隱患嚴重威脅著行人的生命財產安全與交通安全。故對該邊坡的治理非常必要。

3.地質環境條件

（1）氣象及水文。場地所在地氣候具有亞熱帶氣候特點，冬季嚴寒，夏季溫涼，最高溫度30℃，最低溫度-5℃，山頂地區可達-12℃，年最大溫差35℃，平均氣溫16℃。年降雨量大且年際（內）分配都較均勻。根據仁化縣氣象站資料，近三十年來，區內年平均降雨量為2083.5mm，24h最大降雨量361mm（2006年7月15日）。年內除11月、12月和1月份降雨量稍小外，其他各月降雨量一般都達100mm～ 200mm以上。5月～7月份多降暴雨，8月～9月份多臺風和雨水，冬春季多霧，常陰雨連綿，連續陰雨可達30天之久。一月份前后受寒潮影響，常見冰凍。

韶關市仁化縣屬暴雨高值區的邊緣地帶，災害性天氣為早春低溫陰雨及秋旱，偶有冰雹、暴雨等強對流天氣。根據現場勘查，勘查區內地表水發育一般，于Y016沿線東側約5m～10m為錦江河。錦江河發源于粵湘贛三省交界處的萬時山，屬北江水系湞江河的二級支流，流域面積1913km2，河長108km，坡降1.7‰，多年平均流量45.1秒立方米。其他地表水體僅有局部山坡含山間溝谷，多屬季節性溪流，水量變化較大，沖刷能力較強雨季形成山間溪流，旱季則斷流。

（2）區域地質構造。①地層。據區域資料，勘查區區域構造上屬南嶺緯向構造帶的東西向構造體系，屬樂昌-仁化東西向構造帶。區域主要出露的地層較多，主要有泥盆系中統東崗嶺組（D2d）、泥盆系上統佘田橋組（D3s）、石炭系下統巖關階（C1y）、石炭系下統石磴子組（C1ds）、石炭系下統測水組（C1dc）、石炭系下統梓門橋組（C1dz）、石炭系中上統壺天群組（C2+3ht）、二疊系下統棲霞組（P1q）、二疊系下統茅口階（P1m）、侏羅系中上統馬梓坪組（J2+3mz）、白堊系上統南雄群（K2nn），第四系（Q）。

②地質構造。據區域資料，勘查區區域構造上屬南嶺緯向構造帶北部-新華夏系隆起帶的粵北山字型構造核部。區域上經歷了加里東、華力西-印支、燕山及喜馬拉雅期構造階段多次和多種性質的地殼運動，使得各個構造體系相互穿插干擾，聯合、復合、截接與歸并現象相當普遍，區域地質構造較復雜。場地地質構造主要受蕉坪斷裂帶控制。蕉坪斷裂帶傾向北東，走向25°，長13km。

③地震。勘查區在區域上處于華南地震區東南沿海地震活動帶的內帶，地震強度明顯弱于濱海地區的外帶，歷史上未發生過7級以上的強震。據《廣東地震目錄》所載，勘查區及鄰近縣內近百年來未發生過烈度大于Ⅵ度、震級大于三級的地震，微震也稀少零星。據國家標準《建筑抗震設計規范》GB 50011-2010（2016年）附錄A.0.17條，勘查區抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度值為0.05g；據國家標準《中國地震動參數區劃圖》GB18306-2015附錄C表C.19條，勘查區屬城鎮Ⅱ類場地，其地震動峰值加速度為0.05g，反應譜特征周期值為0.35s。

（3）地形地貌。場地原始地貌單元為山地，原始地形受剝蝕切割起伏變化較大，坡頂植被發育，坡面屬人工對自然山體進行開挖修建道路削坡而成。

（4）工程地質條件。根據勘查報告資料，場地內揭露的地層主要為第四系殘積土層（Qel）和白堊系泥質粉砂巖（K）等兩個主要工程地質層。

（5）水文地質條件。場地內主要地下水類型為第四系松散堆積層中的孔隙潛水及下風化巖體的孔隙～裂隙水；其中孔隙水潛水受節季性影響較大，水量貧乏；而下伏風化巖體的孔隙～裂隙、層理發育，富含層狀裂隙水，但由于地下水埋深較大，對邊坡穩定性影響較小；由于邊坡巖土體透水性及富水性差異較大，雨季期間易形成上層滯水，其沖刷對邊坡穩定性危害較大；場地地下水主要接受大氣降雨垂直滲入補給。根據勘查水樣的分析結果，崩塌區地下水對混凝土結構呈微腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中鋼筋呈微腐蝕性。

4.邊坡現狀及成因分析

擬治理路段坡度60°～80°，地形地貌陡峭、土體結構松散，巖體破碎。因公路需要切坡挖方形成現狀邊坡。現狀表現為塌方、崩塌（危巖），其沿線有幾處崩塌與危巖相伴相生，常有小規模巖塊脫落、崩塌。

殘坡積粘性土及強風化層在雨水作用下，引起邊坡結構土體軟化、抗剪強度降低，是滑坡主要原因，巖石風化劇烈，巖土體受重力引起的拉力及傾覆力矩作用下，發生崩塌、塌方。

5.治理目標及原則

（1）治理目標。按“因地制宜，量力而行”的原則，將現有隱患點實施治理，消除災害隱患，采用工程治理輔以安全監測，確保所有邊坡50年內穩定和安全，確保人民生命財產安全，創造一個人與自然地質生態環境相互協調的和諧環境。

（2）基本原則。①防治并舉，消除隱患。邊坡的塌方崩塌受多種因素的影響，主要包括邊坡的物質組成（地層巖性）、地質構造與地震、地形條件、降水、人類工程活動等。有些因素是人為不可改變的，有些因素是人類可以控制的，特別是人類自身的工程活動是可以控制和規劃的，針對邊坡的特點，在邊坡坡腳位置的建筑活動必須嚴格規劃，科學控制，抑制不利因素的發展，同時發展有利因素，達到以防為主，防治并舉的原則，從而消除災害隱患。②設計合理、安全可靠。治理工程應以保護環境、美化環境為原則，精心布置，合理設計，力求工程技術措施可行，工程措施布置應與當地實際地形緊密結合。另一方面，治理工程必須安全可靠，徹底消除災害隱患。

6.治理工程措施選型

（1）治理措施分析。該路段山體邊坡的坡高約8.5m～ 24.3m不等，有的山體邊坡后緣較高，坡坡度約63°～83°，場地土性主要為殘坡積土及強風化層或中風化巖層，1#點屬于巖土結合邊坡，2#～6#為風化巖質邊坡。地形地貌陡峭、土體結構松散，巖體破碎。根據該邊坡的特征，治理方式采用：a.清坡（削坡）+格構梁+錨桿（索）+鋼筋砼護腳墻+截排水溝+坡面噴砼的治理型式；b.清坡+錨桿+坡面噴砼+排水溝的治理型式；c.削坡的治理型式。

（2）治理方案工程布置。治理方案總體采用清（削）坡+護面結構的支護型式。坡面需在施工前清理滑坡崩塌坡面堆積物及危巖，各區段治理方案工程布置見下表：

截、排水溝可根據現場地形適當調整，相鄰剖面的過渡段依現場施工情況自然過渡；雨水經截、排水溝匯入坡腳排水溝（或灌溉溝）。

所有設計剖面對應坡段之間應自然銜接以保持坡體的整體美觀，并避免局部格構應力集中導致的局部破壞。

（3）巖土參數

（4）邊坡穩定性計算分析。邊坡穩定性評價計算模型

依據《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330-2013）表5.3.1和表5.3.2，本項目的邊坡工程安全等級劃分為二級，邊坡穩定安全系數Fst一般工況下不小于1.35。根據表4，本邊坡1-1′剖面在天然工況下處于不穩定狀態，2-2′剖面在天然工況下處于基本穩定狀態；在暴雨工況下均處于不穩定狀態。

（5）治理后滑坡穩定性評價。邊坡的荷載為：自重、地下水壓力等，本區抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度值為0.10g。場地特征周期為0.35s。設計荷載組合為：自然狀態工況設計（工況一）；50年一遇暴雨工況進行校核（工況二）。設計計算采用瑞典條分法，治理后設計工況安全系數不小于1.30，校核工況采用畢肖普法，治理后，校核工況安全系數不小于1.1。

7.治理設計施工技術要點（錨桿）

（1）成孔。要求采用干鉆成孔，錨桿成孔直徑為Φ 130。鉆孔要求孔壁平直，終孔后要求清凈孔內殘渣。鉆孔傾角偏差不超過±2°。鉆進過程中應對每孔地層變化、進尺速度、地下水情況以及一些特殊情況做現場記錄。若遇塌孔，應立即停鉆，進行固壁灌漿處理，注漿36h后重新鉆進。錨桿成孔深度需超過設計長度50cm。（2）錨桿制作。錨桿桿體采用C28三級鋼筋。為確保鋼筋在孔洞中定位準確，每隔2m設置一個定位支架，錨孔定位力求準確，偏差不超過±10mm。錨桿鋼筋焊接采用套管焊接。（3）錨桿安裝。錨桿制作好后，應盡快使用，不宜長期存放。安裝采用人工推入法進行，安裝時，應盡量保持平順，下到孔底時應適當上提，以避免壓彎。（4）注漿。普通錨桿為全粘結型錨桿，全孔注純水泥漿。注漿材料應選用合格材料，水泥標號普通硅酸鹽水泥42.5R。注漿壓力宜為0.5MPa～1.5MPa，水泥漿水灰比為0.45～0.6，漿體強度不低于M25。每延米錨桿水泥用量約40kg。如漏漿嚴重時，可加入適量的速凝劑（約占水泥重量的3%～5%）。注漿時應將注漿管置入離孔底不大于300mm，待孔口返出水泥漿濃度與攪拌注入的水泥漿濃度一致時方可停泵，并做好注漿記錄。（5）防腐措施。錨桿為永久工程，需采取有效的防護措施。錨桿錨頭的錨具經除銹、涂防腐漆三度后應采用鋼筋網罩、現澆混凝土封閉，且混凝土強度等級不應低于C25，厚度不應小于100mm，混凝土保護層厚度不應小于50mm。

6.結束語

地質災害對人們日常生活和社會經濟發展造成相當不利影響，嚴重威脅人民生命財產安全，所以加強地質災害的排查與治理顯得尤其為重要。但要加強地質災害治理工作，必須充分了解地質災害的成因，因地制宜，根據不同地質災害的特點，結合地區特點進行地質災害分析，進而選用恰當的治理方法。加強相關人員的防災意識，加強安全防護及監測工作，才能避減少和免地災災害的發生。

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