莆永高速公路磻溪樞紐互通右側邊坡錨固工程加固技術及效果探討

連崇驕

（福建省高速公路集團有限公司泉州管理分公司，泉州 362000）

1 工程概況

1.1 基本情況

滑坡場區位于莆永高速公路磻溪樞紐互通A匝道橋旁，滑坡前緣為三階挖方邊坡，一階坡腳為既有擋墻，緊鄰原泉三高速公路，二階為普通植草防護，二階上部為村道，寬約4m，三階坡腳距離村道2～8m，高約12m，為普通植草防護，構筑物幾何相對位置如圖1所示（衛星圖）。

2016年下半年，受連續強降雨的影響，尤其是2016年9-10月“莫蘭蒂”和“鲇魚”超強臺風過后，該段邊坡于2016年10月上旬失穩形成滑坡，圖2為邊坡全景圖。

圖1 滑坡場區衛星圖

1.2 成因分析

（1）據工程地質調繪及鉆孔揭露，場地上覆殘坡積土（Qdl-el），下伏基巖為侏羅系南園組（J3n）凝灰熔巖及其風化層。其最上層素填土，以粘粉粒為主，含少量碎石，粘性一般，堆填時間約3年；坡積粉質粘土韌性差，表層植物根系發育，夾少量碎石，芯遇水易軟化。 下部沉殘積砂質粘性土、全風化凝灰熔巖、砂土狀強風化凝灰熔巖等都具有遇水易軟化特點，地層情況較差，錨固力難以保證。

圖2 滑坡場區邊坡全景圖

（2）場區位于山脊下部，所在山體較龐大，且地形為上陡下緩，地表以灌木叢為主，孤、滾石發育，有利于地表水下滲和地表水、地下水匯集，增加了土體自重，使得坡體下滑力大大增加，同時降低土體抗剪強度和抗滑能力，不利于邊坡的穩定，也給錨固工程施工增加了難度。

（3）坡體表層為坡積粉質粘土及殘積砂質粘性土，厚約20m，呈散體狀的全、強風化層較厚，達20m左右，凝灰熔巖風化層中礦物成分粘土化嚴重，遇水極易軟化。其中殘積土層和全、強風化巖層具有一定的滲透性，降雨后地表水較易入滲； 且坡體中夾雜較多塊徑2～5m的孤石，破壞了坡體的完整性，不利于邊坡的穩定，也大大增加錨索孔鉆進過程塌孔、卡鉆的風險，若不采取有效措施，成孔效率將大幅度降低。

2 錨固工程施工方案

2.1 錨固工程施工工序及控制參數

錨固工程施工分為施工準備、錨孔鉆造、錨筋制安、錨孔注漿、錨筋張拉鎖定，以及錨孔驗收封錨。 其中錨孔鉆造、錨筋制安、錨孔注漿和錨筋張拉鎖定是影響錨固工程質量最為重要的環節。保證施工質量的控制參數如下。

（1）錨孔鉆造：錨孔位置放線應結合拉線和水準測量準確定位， 鉆機嚴格按照設計孔位、 傾角和方位準確就位，鉆機導軌傾角誤差不超過±1°，方位誤差不超過±2°；孔深應超鉆50cm。

（2）錨筋制安：錨筋下料應整齊準確，誤差不大于±50mm， 預留張拉作業段鋼絞線長度1.5m （鋼筋錨桿0.5m）。 架線環間距為1.0～1.5m，應準確定位、綁扎牢固，錨孔孔口位置必須設置一個架線環。 注漿管穿索安裝準確定位，綁扎結實牢固，應深入導向帽5～10cm。

（3）錨孔注漿：注漿應嚴格按照設計配合比配制水泥漿，注漿材料須經試驗合格。錨筋安放至鉆孔后應盡快進行注漿（一般為24h內），注漿采用孔底返漿方法，壓力控制依據設計方案而定，可達2.0MPa，孔口須有濃漿排出，注漿完成發現孔口漿面回落，應在30min內進行孔底壓注補漿2～3次。 漿體未到達設計強度的70%時，不得在錨筋體端頭懸掛重物和拉綁碰撞。

（4）錨筋張拉鎖定：錨筋進行張拉時的注漿漿體與臺座混凝土強度應滿足設計及規范要求， 一般要求其強度達到設計強度80%以上時方可進行張拉鎖定作業。 張拉設備在張拉前應進行配套標定， 并將標定證書報監理工程師審核，同時繪制壓力表讀書和張拉關系曲線，以指導現場張拉作業。 正式張拉前，應取10%～20%的設計張拉荷載對其預張拉1～2次，對于壓力分散型錨索，因各單元錨索長度不同， 張拉時應嚴格按設計次序分單元采用差異分布張拉。

2.2 施工過程中存在的問題

（1）錨索鉆孔成孔困難

坡體表層呈散體狀的坡積粉質粘土及殘積砂質粘性土層厚，凝灰熔巖風化層遇水極易軟化、坡體內存在破碎的凝灰熔巖， 加上坡體內夾雜較多塊徑2～5m的孤石，地層情況差，使得錨索孔鉆進過程存在塌孔、卡鉆的風險，成孔效率大幅度降低。

（2）錨固段地層較弱、錨固力難以保證

依據勘察成果及設計斷面圖，邊坡的一、三級坡面錨索錨固段位于全風化凝灰熔巖、砂土狀強風化凝灰熔巖，錨固力難以保證（圖3）。

（3）鉆孔注漿超量現象嚴重

由于地層情況較差、裂隙發育巖體破碎，各錨索鉆孔注漿普遍超量。

圖3 勘察成果及設計斷面圖

2.3 解決辦法

（1）針對鉆孔成孔困難，一方面，應使用功率及扭矩較大、性能有保障的大型鉆機，并且采用跟套管鉆進工藝防止孔壁坍塌，配套鉆具為跟套管鉆進的偏心鉆頭，套管材質為無縫鋼管。跟套管長度可根據地層情況動態調整。另一方面，鉆進過程應多次回轉、清孔，保證鉆孔質量；鉆進達到設計深度后，不宜立即停鉆，可穩鉆1～2min，防止孔底尖滅、達不到設計孔徑；鉆孔完成后，使用高壓空氣將孔內鉆渣清除出孔外。

（2）針對錨固段地層較弱，錨固力難以保證問題，應采用二次劈裂注漿工藝。 劈裂注漿以漿體強度來控制開始劈注的時間（一次注漿體強度為5MPa），時間間隔大概4～6h，注漿壓力可達2.0MPa，根據現場實際情況確定。 二次劈裂注漿應采用高壓注漿管， 需在二次注漿管的錨固段內設花孔和封塞， 在錨筋制安過程應注意保護封塞不被破壞，且封塞的強度可預先進行現場試驗，以確保劈裂注漿能夠順利進行。

（3）針對鉆孔注漿超量嚴重的現象，可采用多次注漿補漿方法，保證錨孔內漿體飽滿，針對孔口漿面回落， 應在30min內進行孔底壓注補漿2～3次， 確保孔口漿體充滿。 另外，還可采用止漿袋工藝確保錨固段注漿飽滿，保證錨固段錨固力，止漿裝置應設在自由段和錨固段的分界處，并具有良好可靠的密封性能。 宜采用密封袋作止漿密封裝置，密封袋兩端應牢固綁扎在錨筋體上。 此外，注漿材料中還可加入聚丙烯腈纖維改善注漿漿液。

根據現場實際操作和施工資料記錄， 采用以上跟管鉆進、二次劈裂注漿、止漿袋等工藝，有效解決了鉆孔成孔困難、錨固力難以保證和錨孔注漿超量的問題。通過錨索張拉檢測試驗的驗證， 錨索抗拔力也能達到設計要求。

3 滑坡加固后的工程效果

為獲得滑坡加固后的工程效果， 對邊坡開展坡體深部位移動態監測， 及時了解和掌握高邊坡的動態變形情況。

監測時間為2017年3月至2018年4月， 由邊坡變形監測方提供的資料表明，錨索張拉施工完成后，邊坡變形情況逐漸趨于穩定，邊坡錨固施工效果良好。在施工區域的監測孔中（圖4），選取典型監測孔位JC1和JC6，孔位位移時間曲線見圖5、圖6。 通過分析，建議謹防雨期前緣變形向后牽引而引發更大的變形病害，應加強巡查，雨期做好相應的安全布控工作。

圖4 監測孔詳細位置圖

圖5 JC1#孔位移時間曲線圖

圖6 JC6#孔位移時間曲線圖

4 結論及建議

（1） 對于地質條件復雜的邊坡應在勘察和施工的前期階段了解清楚錨固段地層， 并在大面積開展工作孔前進行不同部位的錨索試驗孔施工、 組織試驗孔總結分析會，對后續工作孔施工具有重要的指導意義。

（2）對于錨索鉆孔成孔困難的邊坡，應根據現場施工條件和地層情況， 采用特殊的鉆孔施工工藝保證施工效率，加快錨固工程施工。

（3）針對注漿嚴重超量現象，可采用止漿袋及二次劈裂注漿等工藝，不僅能有效控制注漿量，還能更好的提高錨索抗拔力，進而保證邊坡錨固效果。