四渡大橋錐坡加固施工技術研究

姚建軍

（福建省高速公路集團有限公司南平管理分公司，福建南平 354300）

0 引言

作為橋梁的重要附屬工程，橋臺錐坡的穩定性直接影響工程安全。倘若錐坡加固不到位、施工質量不過關，則容易發生塌陷、溜坡等病害，進而可能造成道路、橋梁出現裂縫，影響其正常使用，甚至引發安全事故。對于坡度陡、高差大的工程橋梁項目，有效落實錐坡加固施工技術應用至關重要。基于此，文章對該技術的具體應用進行研究。

1 錐坡加固施工技術原理和作用

1.1 錐坡加固的原理和常用方式

錐坡是橋梁的附屬結構，當橋梁采用埋置式橋臺、樁柱式橋臺或者橋臺的布置不能完全擋土時，需要在橋梁橋臺的兩側及臨河面修筑錐坡。錐坡的主要作用在于保護橋頭路堤的穩定性，并防止雨水、河水等影響因素對橋梁橋臺及其基礎產生影響，進而導致失穩或滑移。錐坡加固施工技術是用以改善或增強錐坡的穩定性，從而提高橋梁的安全性和壽命的一系列施工技術。一般而言，錐坡加固施工技術旨在通過改善土體的力學性質和地基的承載能力，改善土體的應力狀態，從而提高錐坡的穩定性。常用的錐坡加固施工技術包括注漿法、錨固法、深層攪拌法、擋土墻或支撐結構加固、綠化加固等[1]。常見錐坡加固施工技術對比情況如表1 所示。

表1 常見錐坡加固施工技術對比表

1.2 錐坡加固的作用

對橋梁錐坡的有效加固能夠保護橋梁橋臺及其基礎，避免因錐坡質量問題產生病害及安全隱患，從而提高橋梁的安全性與穩定性，延長橋梁的使用壽命。對于兩岸坡度大、谷底至橋面高差大的橋梁工程項目來說，其錐坡的穩定性對橋梁的正常使用與來往車輛的安全有重要影響。

2 工程實例

2.1 工程概況

四渡大橋位于寧武高速公路K290+148（福建南平市境內），屬高山丘陵斜坡間山谷地貌，其武夷山橋臺沿線方向自然坡較緩，坡度大致為8～25°，下部原地表為大河。2021 年6 月初，因當地連降暴雨，該橋B道武夷山橋臺錐坡及部分路基于2021 年6 月18 日發生坍塌，嚴重影響了寧武高速的行車安全。

2.2 錐坡加固需求分析

在四渡大橋施工中，考慮到橋梁兩端的斜坡坡度較大、高差明顯等特征，施工方結合錐坡的穩定性、施工安全和使用壽命等要素，以及當地喀斯特地貌、石灰巖地質條件，經綜合考量，設置了具體的錐坡加固指標，需要加固項目錨碇所在位置的土體，同時要為錐坡設置擋土墻等，以防止土體滑移。坡體植被狀況良好，以灌木、喬木等為主，選定石灰巖層作為錨桿持力層。

3 錐坡加固施工過程

3.1 施工方案設計

參照《公路橋梁技術狀況評定標準》（JTG/T H21—2011）等規范性文件和相關法律法規，綜合考慮錐坡加固方案的安全性、經濟性和可操作性，比對確定具體的加固方案。建立相應的工藝流程和評估體系，形成周密的組織調度基礎，并在施工前為工程參與主體落實專項培訓。在統籌考慮項目所處環境實際和建模預測結果等因素的基礎上，最終施工方確定采取注漿法、錨桿支護法、掛網噴射混凝土法等相結合的方式，按照錐坡面挖填、錨桿鉆孔注漿、擋土墻與護面墻施工、坡面及平臺硬化、路基注漿加固的順序進行錐坡加固施工。

3.2 施工前的準備

根據施工現場條件，提前完成項目場地平整和雜物清理工作，對土石、植株等阻礙物組合機械和人工方式進行初步清理，拉通工地用電用水管線，并分批次組織所需的注漿漿料、錨桿、鋼筋等施工材料和吊機、挖機等工程器械入場。以監理和業主現場檢查的方式，對入場材料的質量進行核驗，確保材料的性能和強度符合實際需求，施工人員對錐坡水平、中心線、橫截面等進行測量，參照設計完成錨桿、擋土墻、護面墻等位置的放樣和標記。采用工程機械移除施工位置坡面浮土、亂石等不穩定的松散體，直至符合構筑物的施工要求[2]。

3.3 錐坡面挖填

現場測量地面標高，按照不少于50cm 的標準放出基坑底工作寬度，采用機械開挖的方式施工，途中遇到石方或堅硬土體，則運用手持或機載沖擊鉆等進行破碎，自上而下開挖臺階，確保施工過程的安全性和基坑穩定性，減少因土體塌落造成的返工或安全事故。及時運出開挖棄土，臨時堆放于基坑附近時，同時按照基坑的深度，控制棄土堆坡腳與基坑邊線的距離。通過合理安排工程車輛，及時清理和運離棄土堆。

按照先挖臺階、后填片石的順序施工，組合人工和小型挖機，并設置專人監控施工過程，防止挖掘過程中出現土體滑移或坍塌。臨近設計標高時，不得使用機械開挖方式，采用人工方式清理基坑底部，并加以平整。填筑片石時，應預先粗略篩選所用片石，以石塊較大、表面平整為宜，可以對現場加以修鑿處理，以提高結構性能和美觀度。鋪砌按照自下而上的順序進行，確保片石之間堆放穩固、相互咬合、坡面平整，不得用小石塊塞墊找平。

3.4 錨桿鉆孔注漿

預應力錨桿采用PSB1080 螺紋鋼筋，非預應力錨桿采用32HRB400 螺紋鋼筋，所有錨桿所用鋼筋必須在施工現場統一處理，在自由段采用防腐蝕涂層、外套聚丙烯管、孔壁間注水泥漿等方式提高錨桿性能，避免其因受腐蝕而降低強度。

施工前，取使用錨桿數量的5%進行拉拔試驗，進一步驗證其強度和性能。預應力錨桿沿錨桿軸線方向每隔1.6m 設置對中器，確保錨桿保護層的厚度符合要求。錨桿鉆孔采用無水鉆進方式，確保鉆至指定深度，并結合高壓噴氣法，將孔洞與孔壁清理干凈。鉆孔完成后，對孔徑、清潔度、深度和角度等指標再度測量。

下放錨桿時，應充分對齊，進至指定位置。采用M30 水泥漿混合聚丙烯纖維進行孔底注漿。其中預應力錨桿錨固段、張拉段注漿壓力不小于2.5MPa，非預應力錨桿段注漿壓力控制在0.3MPa 左右。在錨桿框架梁施工過程中，要保證框架焊接良好、嵌入坡面深度符合要求、硬質砌石邊坡開挖誤差少于20cm、軟質填石邊坡開挖誤差少于10cm。此外，需要使用水泥砂漿或C30 混凝土對框架基底進行調平和補強，以確保基底面的平整度和位置符合設計要求。

進行混凝土澆筑時，應使用小型振搗器在錨固節點附近進行多次分層振搗，以確保整體密實度達到要求。經過至少7 天的養護期后，需要對框底進行整平，并鋪設土工布，然后澆筑片石混凝土。在養護期達到28 天且達到設計強度后，可以對錨桿進行分批次張拉，確保在施加張拉力時，錨墊板、錨具和千斤頂處于同一軸線上。根據設計要求，可以將張拉過程劃分為多個階段（以30%為一階段），直到完成所有張拉。在所有錨桿的張拉錨固完成后，可以進行混凝土封錨，完成錨桿施工工作[3]。需要注意的是，不允許一次性將單個錨桿張拉到位，施加張拉力時也不應過快。

3.5 坡腳擋土墻與臺前護面（墻）施工

基于開挖前的放樣工作，使用挖掘機進行擋土墻基坑開挖。基坑開挖完成后，測量地基的承載力，并及時換填碎石墊層，墊層厚度不得低于70cm。在基坑內，吊裝并放置鍍鋅鋼筋石籠，確保上下層之間緊密銜接，在接觸面鋪設土工布作為緩沖材料。整體擋土墻以10m 為單位進行分隔，并在中間設置2cm 的沉降縫。

擋土墻模板施工完成后，灌注C25 混凝土，并使用手持振搗器進行分層密實，在充分養護后進行基坑回填。回填完成后，對土體的密實度進行測量，以確保符合設計要求。回填后，地面的標高按照擋土墻基礎頂面標高加1.2m 進行控制。

在澆筑臺前護面墻之前，在墻體上預設直徑為75mm 的泄水孔，并在背部鋪設土工布。進行擋土墻與臺前護面墻模板施工之前，應對模板表面進行處理，確保模板能夠緊密結合。在擋土墻與臺前護面墻施工完成后，根據養護周期，檢查墻體的強度指標。施工完成后，清理泄水孔道，確保其排水功能正常。巖坡上方及左右，視情況加設水泥砂漿與片石天溝，以便快速引流，避免滲水等因素對錐坡造成損害。

3.6 臺后路基注漿加固

選用M7.5 水泥砂漿與水玻璃混合物作為注漿材料，將注漿壓力控制為0.4MPa。注漿花管（采用無縫鋼管加工）按照1m 間距、梅花狀布置在臺后路基上，并標記鉆孔位置。在鉆孔過程中，使用高壓氣體沖洗鉆孔，以確保鉆孔清潔，并達到指定深度，并在出漿段鉆出出漿孔。此外，花管應焊接支架鋼筋，確保其下入鉆孔后位于鉆孔中心。

注漿時，將注漿管充分插入鉆孔，確保注漿管的位置準確，且注漿管的開口部分應位于錐坡的不穩定部分，以充分加固土體。在該項目中，注漿位置位于注漿泵下方，以利用高低差提高注漿效果。采用次日補灌間歇注漿法，確保注漿充分、飽滿，同時實時監測注漿滲入土體的情況，孔口溢漿后使用止漿塞和濃漿封孔，以防止漿液流失。

3.7 土釘與掛網噴射混凝土

在錐坡周邊，按照1.5m 間隔梅花狀鋪設土釘，將土釘長度控制為6～8m，并使其與坡面垂直。使用高壓風動鉆孔達到設計深度，并在孔底安裝鋼筋，將其延伸至孔外不少于15cm，與坡面掛網相連接。清除山坡上的植物和土石，對凹陷處進行噴涂混凝土修平，或適當加砌片石，移除突出部分，確保坡面基本平整。之后采用三次噴射混凝土的方式施工，混凝土中應適量添加速凝劑。初噴厚度約為5cm，噴射完成后進行凝固和養護，焊接土釘與鋼筋網；進行第二次噴射，厚度約為10cm，適當養護后，清理表面；進行最后一次噴射，厚度約為1cm，以充分保證坡面強度。通過灌漿、錨桿、掛網等措施形成錐坡加固體系，使其成為一個整體，確保坡面的穩定性[4]。

4 施工質量控制與監測

為保證該項目錐坡加固施工質量，建立全過程管理機制，綜合應用事前控制、事中控制和事后控制的方法，以確保工程進展順利、施工質量符合要求。

第一，施工方充分調研了項目所在位置的地理環境、氣候條件等信息，為優化施工方案和設置質量控制點提供基礎，并通過明確的職責分工確保質量控制的有效性。

第二，在施工過程中，施工方采取了多種措施進行監控，如組織現場巡查，使用埋入式傳感器等設備對土體狀態進行監測，確保工藝流程落實到位，避免安全事故。

第三，在錐坡加固施工的整體施工完成后，施工方再次進行檢查核對，以排查潛在的風險隱患。

5 風險評估與應急預案

在四渡大橋錐坡加固施工過程中，主要安全風險包括人員或器械墜落、地質條件變化導致的坡面蠕動和變形，以及鉆孔過程中可能發生的塌孔、掉塊和卡鉆等。為了應對這些潛在的安全風險和隱患，施工方進行了針對性的風險評估，并制訂了應急預案。

對于陡峭的錐坡，施工方采取了預先注漿加固的措施，并使用分段跳槽的方式逐段進行地基開挖。同時，在鉆孔過程中，及時進行孔壁加固和灌漿處理，以應對可能發生的塌孔、卡鉆等情況。對于路基注漿時容易出現的注漿量超過設計值但壓力未達標的問題，施工方采用加大水灰比和間歇式注漿的方法進行應對。通過有效處理施工過程中可能遇到的問題，施工方成功規避了安全事故風險，并提升了工程質量[5]。

6 加固效果

通過綜合采用以上錐坡加固施工技術，施工方成功地控制了橋梁錐坡的穩定性和安全性。在交付時，該工程各項技術指標均符合建設要求。施工過程中采用的錐坡加固方案，為坡體提供了剛性支撐，降低了錐坡失穩因素對橋臺的不良影響。此外，施工過程中和通車后的持續監測結果顯示，該工程項目的錐坡和橋臺沒有明顯的沉降變化，周邊土體也沒有發生明顯的滑移或坍落現象。這證明該項目采用的錐坡加固施工方案能夠有效減緩錐坡的變形并防止土體失穩。

7 結語

四渡大橋施工過程實現了多項具有重要影響的施工技術突破和創新。因當地土體和地貌等因素的影響，該項目的錐坡加固難度更大，通過采取注漿法、錨桿支護法、掛網噴射混凝土法等相結合的方式，以及加強對施工過程的管控，取得了良好的施工效果，可為同類工程提供參考。