浅谈某大型地质灾害治理边坡支护工程

黄举松

摘要:阐述了某大型地质灾害边坡支护工程的设计方案及施工方法。从锚杆支护、喷锚支护结构设计、框架梁施工设计、植草绿化设计、土层物理力学性质、施工工艺、现场管理、技术经济评价等方面,进行了分析、讨论。指出该技术具有及时、快速、治理效果稳固可靠和美化环境,可供同类工程项目参考。

关键词:锚杆喷锚支护绿化技术经济

1 工程背景

2006年6月8日受强降雨的影响,整个榜山发生大范围的崩塌和坡面泥石(土)流,斜坡受损较严重,其中榜山东侧斜坡(鸳江路榜山之梯)发生的坡面泥石流、崩塌岩土体冲入坡下梧州市长洲区公安分局住宅楼内,造成4人死亡,6人受伤,楼房损坏、财产损失,造成320户近1000人被迫撤离;山顶的气象台因受灾害影响,雷达站停止运转一个多月,办公室及信息楼地面及墙体开裂受损。由于榜山东侧坡脚榜山之梯为梧州市主要商住区,居住有大量居民,斜坡一旦发生大规模失稳,将严重威胁到坡脚榜山之梯居民的生命财产安全。对此梧州市人民政府高度重视,把其列入梧州市“6.8”地质灾害应急治理工程项目。

2 地质概况

山体斜坡土体主要由填土、残坡积粘性土以及寒武系黄洞口组上段全、强风化粉砂岩组成。根据斜坡的岩土的成分、土体结构、物理力学性质试验结果,简述如下:①杂填土:土灰色、褐红色,稍湿,呈松散状,以粘性土为主,含碎石、煤渣、砖头等建筑垃圾,属高压缩性土,透水性强,厚度为0.30～3.80m。②含碎石粉质粘土:系粉砂岩坡积物,棕红、褐黄色,稍湿～湿,可塑～硬塑,以粉质粘土为主,含碎石约10%,粒径一般为2～4cm,呈棱角状。③粉质粘土:系粉砂岩坡积物,棕红、褐黄色,稍湿～湿,可塑～硬塑,以粉粒为主,土质较均匀,属压缩性土,具遇水易软化,强度降低等特点,厚度为0.40～3.50m。④粘土:系粉砂岩坡残积物,棕红、褐黄色,稍湿～湿,硬塑～坚硬,以粉粘粒为主,属中压缩性土。

3边坡支护设计

由于边坡高度较大,面积广,为避免边坡开挖对坡面稳定的影响,边坡支护适宜采用自上而下分段开挖、跟进支护的逆作法施工;另外考虑到边坡岩层的产状、结构构成、节理裂隙发育情况,本次边坡工程对坡面主要采用土钉+框架梁+植草进行稳定加固,部分边坡坡面采用挂网喷混凝土进行防护。根据本边坡工程的特点及施工经验,本工程按性质或工艺不同,主要分为六个分项部分:①削坡清表工程。②截水沟(排水沟)工程。③锚杆支护工程。④混凝土框架梁工程。 ⑤植草绿化工程。其中锚杆+框架梁+植草为本边坡的主要施工项目。

根据设计经验及工程类比,并通过锚杆结构强度验算及外部稳定验算,设计边坡面层倾角采用65°,土钉与面层垂直布置下倾角为10°,垂直与水平间距均为2.5m钉材选用Φ25 热轧螺纹钢筋,钻孔孔径为100mm钉孔注浆材料采用M25水泥砂浆。土钉长度(8～18)m,钉材表面涂环氧树脂以增强抗锈能力。为了使钢筋位于钻孔中心,每隔2m设定位支架。框架梁采用C25混凝土,竖梁、横梁规格为30cm×30cm,间距2.5m×2.5m。框架梁与锚杆连为一体,在框架梁内喷播草籽,进行绿化。

边坡的排水系统是否良好,直接影响到后期的支护效果。因此,根据本工程特点在坡顶外2m处设置底宽80cm×80cm的梯形截水沟,边坡中部设置60cm×60cm的矩形排水沟,坡脚设100cm ×100cm的矩形排水沟,截水沟及排水沟收集的雨水均接入附近的市政排水系统内。坡面上设置泄水孔,孔径为75mm,纵横间距均为2.0m,排水管外倾坡度5%,设不小于50cm的碎石反滤包。

4 施工技术、方法与要求

4.1 削坡施工 工艺流程:施工准备,清理坡面植被,测量放线,人工削土方,土方外运,坡面修整,单项工程验收。

施工技术要求①在清方开挖前作好施工测量,严格控制清方工作量,削方工程应进行严格控制,拟专设一个测量组随挖随测量地形,用测量指导削方整形工作。②施工前,需先进行场地清理,将坡面上的部分杂草、不稳定树木和全部杂物清理出场,然后根据具体坡体形态特征有边坡治理工程设计要求,按设计坡度采取挖除的方法进行削方和坡面整形。③削方整形应由后向前逐层开挖,由于场地坡度较斜,严禁在施工斜坡范围内堆载大量土石方,破碎的土石方要及时的运出场外。④开挖不能超过剖面图中所标志的开挖高程,应严格按照设计所示削坡线施工,保持轮廓线圆顺。⑤采取的削坡程序应保持坡面的稳定,在工程最终验收以前,应对所有的施工坡面稳定和安全负责,在施工过程中,坡面上的不稳定土、石应及时削坡清除以保安全。

削坡技术参数见下表

4.2 锚杆支护施工方法

①锚杆成孔:根据本山体治理工程的性质与特点,抗滑锚杆的锚孔采用风动潜孔锤钻进施工,该施工方法的优点是不需用水及泥浆清孔,能有效地避免冲刷坡体,施工速度快。锚杆孔施工选用潜孔锤机,大部分锚孔直径为φ130mm(图纸上A、B区为φ90mm),配备相应锤体。沿锚杆轴线方向,按设计图纸上不同施工区的要求,每隔2.0m设置一个对中支架(对中支架在现场加工制作);锚杆体按防腐要求进行防腐处理。②锚杆注浆:锚杆注浆材料为M25水泥砂浆,采用Po32.5级水泥配制,设计配合比为:水:水泥:砂=0.45:1:1.25,每立方米砂浆材料用量为360kg:800kg:1000kg。采用孔底返浆注浆法。水泥砂浆搅拌使用普通搅拌机,搅拌机的一次搅拌砂浆量不得小于0.3m3/次,搅拌时间不小于2min。注浆选用UB-2型灰浆挤压泵进行,输送管路宜使用耐压不小于2.0MPa的高压胶管,管口连接采用快速接头以保证注浆速度。

4.3混凝土框架梁工程

①在锚杆施工完成至有一定工作面的时候进行,根据设计开挖坡面放出基槽位置。②混凝土梁截面为300mm×300mm,镶入坡面0.10m～0.20m,所以基槽断面较小,再者受施工环境限制,只有采用人工开挖的方法进行。开挖时注意要使开挖断面垂直于路堑边坡坡面。③选用的木模板在制作厂加工或现场制作安装,外露在基槽部分的模板要加支撑固定,与坡面接触处不需放置模板,混凝土紧贴坡面浇注。④钢筋制作好后进行绑扎。钢筋绑扎前锚杆按要求进行拉拔试验,合格后才能进行下步工序。

本工程混凝土梁钢筋骨架尺寸控制参考数据:主筋间距:±10mm;箍筋间距:±20mm;外形尺寸:±10mm;长度:±100mm;保护层厚度:±5mm。

5 工程效果分析

“锚杆+框架梁支护结构”是一种先进的岩土工程加固支护方法,具有很好的技术经济效果。植草所用附加材料大多数为易分解材料,对环境无污染;且植草边坡与周围环境相融合,能美化城镇景观,这是传统人工护坡所不及的。植草在施工后3～5d即可陆续发芽,在良好的保湿条件下,两周植被覆盖率可达90%以上,大大提高了边坡的稳定性,确保施工工期,且后期维护工作量小。

参考文献:

[1]安保昭.坡面绿化施工法[M].周庆桐译.北京:人民交通出版社.1988.

[2]中华人民共和国建设部:《建筑边坡工程技术规范》中国建筑工业出版社.(GB50330-2002)[S] 2002.

[3]工程地址手册第四版.中国建筑工业出版社.