高边坡滑坡治理方案及施工方法

罗仁棉

(福建省第一公路工程公司)

本滑坡工程位于霞浦溪盐疏港公路A3标段K18+160～K28+270段右侧边坡，该边坡为一处五级台阶式边坡，坡高为8～50m不等，边坡总长约为120m，为岩土质混合型边坡。第一级、第二级边坡开挖面以中风化岩层为主，第三、四、五级边坡以碎块状强风化岩层为主。受降雨影响，第三、四、五级边坡产生不同程度的裂缝，第五级边坡裂缝 约为10cm，错台约为15cm，已造成局部坍塌位移，滑坡体最大宽度约为50m，最大长度约30m，下缘边界局部顺岩层不利结构面产生小型坍塌，边坡稳定性差，由于边坡陡且受滑坡下滑的牵引，对行车和行人造成严重的潜在威胁，因此必须对该段边坡滑坡进行整治。

1 工程地质与水文地质状况

1.1 工程地质

区域上，原始地貌属丘陵斜坡地貌，地形切割中等，风化剥蚀强烈，总体走势由北东往南西向倾斜，原始地形坡变25°～30°，边坡北东面与后山相连，相连部的势稍低，后山地势陡峭，山体植被发育。场地岩层分别为:含碎石粉质粘土、砂土状强风化凝灰熔岩、碎块状强风化凝灰熔岩、中风化凝灰熔岩，各风化岩土层风极不均匀。

1.2 水文地质

区域内地表水体不发育，地下水主要受大气降水补给顺坡向排泄，地下水水量受降雨影响大，受季节性影响显著，对边坡的稳定性及冲刷作用显著。地下水位深度为15.6～40.2m，水位标高为111.6 ～157.67m，埋藏较深。在崩塌体开裂隙处流量8L/min，场地层为为Ⅱ类弱透水性环境，地下水对水泥混凝土不具腐蚀性。

1.3 地层岩性

根据勘察资料，场地岩土层可划分为4个主层位:含碎石粉质粘土、砂土状强风化凝灰熔岩、碎块状强风化凝灰熔岩、中风化凝灰熔岩，场地内各风化岩土层风化极不均匀，勘察风化土层主要采取较为客观的实测标贯试验手段进行分层，分层标准为:N＜30击为残积粘性土，30≤N＜50击为全风化凝灰熔岩，N＞50击为强风化凝灰熔岩。

2 滑坡治理方案

2.1 岩土参数指标的选定

各岩土层主要物理力学依据岩土层的特征及试验等方法，参考《岩土工程勘察规范》(DBJ13－84－2006)，结合地区经验确定，其主要物理力学性质列于表1。

表1

软弱滑动带C、φ根据反算法进行校核后选取合理参数。

2.2 边坡加固方案

(1)第一级、第二级边坡由于未遭严重风化、以中风化岩层为主，稳定性相对较好，且坡面不平整、破碎、坡面较干燥，故采用挂网锚喷防护，工程数量约为1700m2。

(2)第三、四、五、六级边坡采用预应力锚杆框架，其中第三级预应力锚杆框架每片框架宽9m，设6孔预应力锚杆，第四、五级边坡预应力锚杆框架，每片框架宽9m，设9孔预应力锚杆，框架内培土喷播植草，第六阶边坡预应力锚杆框架，每片框架宽9m，设9孔预应力锚杆，框架内培土喷播植草。

3 施工技术方案及施工要点

3.1 挂网喷射混凝土边坡

(1)先刷坡清理，使坡面尽量平整、无浮石，喷浆或喷混凝土前应将坡面浮土碎石清除并用水冲洗。采用手持风钻钻孔，在岩面上确定锚孔孔位，进行钻孔，钻孔直径5cm，孔内岩粉必须清理。当边坡岩石为铁、钙质胶结时采用水或气冲清理，当边坡岩石为泥质胶结时采用气冲清理。

(2)安装锚杆，同时在钻孔内灌注水泥浆。

(3)埋设控制喷射混凝土厚度的标志，铺设钢筋网和铁丝网，网眼的大小为30×30cm，钢筋网应与锚杆联结牢固，其与岩面的间隙宜为30mm。

(4)喷身混凝土配合比(单位体积用量)水泥∶砂∶碎石∶水∶外加剂 =445∶882∶882∶190∶8.9。

(5)混凝土料应随拌随用，分段、分片由下而上进行，作业开始时，应先送风，后开机，再给料;结束时，应待料喷完后，再关机。向喷射机供料时应连续均匀，料斗应保持足够的存料，喷层厚度应均匀。

(6)喷射开始时，应减小喷头至受喷坡面的距离，并调节喷射角度，以保证铁丝网与岩面间的混凝土的密实性，喷射时，应保持混凝土表面平整，呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象。

(7)喷射混凝土初凝后即洒水养生，养生时间7～10d，喷层周边与未防护坡面的衔接处应做好封闭处理。

3.2 锚杆框架防护

本滑坡段对边坡第三、四、五、六、七级采有预应力锚杆框架进行加固防护，对需进行边坡加固地段，即开挖一级，防护一极。不得一次开挖到底，待上级锚杆框架完成后再挖下级台阶。边坡加固锚杆采用机械及人工刷坡，开挖地梁沟槽，液压潜孔钻机钻孔，人工穿索(杆)，机械张拉，注浆，框架混凝土采用现浇施工，钢筋、模板在加工场制成半成品运至现场安装，混凝土在拌和站拌制，混凝土搅拌运输车运送至现场，混凝土泵车送入模灌注。

在施工前，首先对原材料进行试验，并进行张拉设备的配套标定工作，混凝土配合比试验设计。当刷坡完毕，应根据锚杆布置图准备放出锚杆点位，施工人员根据点位开始施钻。采用手持凿岩机配自钻式注浆锚杆进行施工。当锚杆钻到设计深度，立即从空心中注浆，注浆压力控制在0.4MPa左右，所用水泥浆应掺入早强剂和膨胀剂以提高砂浆的早期强度，同时，在锚杆的施工过程中，随时注意观察地质的变化，锚杆框架施工步骤如下:

施工放样→搭设平台→钻孔→清孔→自检及上报监理工程师审批→锚杆安装并注浆→立模→安装钢筋→上报监理工程师→浇筑框架混凝土、养护→锚杆预应力张拉→拆模、整理→二次孔道注浆→封锚。

(1)施工平台:坡面坡度为 1∶0.75 至 1∶1.25，坡度较陡，应搭建满足相应承重能力的作业平台，利用钢管搭设刚性工作平台，平台上下两端有选择地进行临时锚固。

(2)钻孔。放样布孔，根据边坡开挖面的立面图，将锚孔位置放在坡面上，采用φ50钢管脚手架搭设施工作业平台，平台用锚杆固定于坡面。钻机在平台上安装就位，钻机就位后自上而下进行钻孔作业，钻孔使用液压潜孔钻机施钻，采用无水钻进的干法作业。以确保边坡地质条件不被恶化，保证孔壁粘结性。

钻孔过程应有专人负责，对地质情况及钻进情况详细记录，每钻进2m或地质变化时应取土样，土样应存放备查。在钻孔过程中，对每个孔的地层变化、钻进状态、地下水及一些特殊情况，要及时反馈、采取措施。若遇地层松动破碎时，应采用跟进套管的钻进技术，以确保孔壁完整不坍;如遇坍孔，应立即停钻，进行固壁灌浆处理，待水泥初凝后，重新清孔钻进。当采用注浆护壁时，在浆液中可掺入适当剂量的速凝剂(初凝时间控制在3～8min)，浆液初凝后即可继续钻进。钻孔过程使用测斜仪检测钻孔的角度及顺直度，及时纠偏，保证钻孔斜度控制在允许误差±1°之内，且必须嵌入弱风风岩层。

(3)清孔。钻孔结束后用高压风进行清孔，孔壁不得有粘土或粉砂。石屑和岩粉是通过大量高压空气沿孔向孔口吹出，孔口处粉尘过大，易碍操作工人的视线影响操作，必须对孔口进行喷洒水雾的除尘方法，使岩粉与水雾同时沉积于地面，以保证动力不易损坏及影响操作工人的健康。钻孔时应保持清洁，孔壁无污染物，以确保水泥砂浆与岩体的粘结国。清孔完成后，应将孔口暂时封堵，避免碎屑杂物进入孔内。

(4)安装锚杆。安装锚杆前，应先进行钻孔深度、钻孔倾角、锚杆长度的检验;锚杆采用φ32的75/100型高强精轧螺纹钢，锚杆施工完毕后，按规范要求进行验收实验和锚杆长度检验。

(5)锚固注浆。下锚后及时进行注浆，浆体为1∶1水泥砂浆，水灰比为0.40～0.5，强度不低于 40MPa。注浆采用孔底返浆法注浆(注浆管不拨出)，注浆压力控制在0.4MPa左右，浆液采用砂浆拌合机拌制，人工用水桶运到注浆机料斗中，浆从注浆管进入孔底，空气从底孔中排出，当浆液指示器显示已注满时，缓慢抽出注浆管，用水冲洗干净以备再用。注浆时，注浆管应边注边拔，使注浆管始终有段埋于浆液中。

(6)锚杆框架梁浇筑施工。框架施工前，需先将该部分边坡进行修整。如有因刷坡超挖或坍塌悬空则先用浆砌片石填塞，以保证框架和基础稳固可靠。土质边坡采用人开挖地梁槽，石质边坡采用风镐开凿地梁槽。清除基坑表面松土，合格后进行素混凝土基础铺筑，然后进行钢筋骨架的安装，立模和混凝土浇筑。钢筋采用先分制作成型，再人工搬运，现场安装、搭接。安装钢筋骨架时应注意锚杆钢管的埋设和锚锭板及锚具的定位。确保与锚孔保持顺直，斜托顶面与锚孔轴线应保持垂直，锚垫板尺寸误差控制在±0.1～±0.2cm。模板安装时应注意保护层的控制和模板的加固牢靠，械板采用拼装式钢模板，安装采用短锚杆固定在坡面上，混凝土浇筑时应注意混凝土的振捣和竖梁尺寸的控制，边浇筑边振捣，保证密实度。

图1 锚杆框架法向图

(7)张拉。张拉前，应取10% ～20%的设计张拉荷载，对其张拉1～2次，使其各部位接触紧密。应将锚垫板表面清除干净，锚具安装应与锚垫板和千斤顶密切对中，并与锚杆轴线方向垂直，千斤顶轴线与锚杆轴线应在同一条直线上。张拉方式采用整体分5级施加。张拉稳压时间除最大一级应稳压10min外，具体张拉方式如下。

0→0.25P→0.5P→0.75P→1.0→1.10P

(8)补偿张拉。锚杆锁定后48h内，若发现有明显的应力松驰现象，则应进行补偿张拉。

(9)封锚处理。锚杆张拉完成后应及时对锚头进行补浆和封锚，外锚头应用与锚梁同标号的混凝土封头。多余外露的锚杆用手提砂轮机切除，严禁电弧烧割，并留5～10cm外露锚杆，以防拽滑。然后用混凝土将锚头封闭，以防锈蚀破坏。

4 施工变形监测与预报

本边坡施工监测采用地表简易观测法和重要工程专业仪器监测法，在K18+190、K18+200、K18+210右侧路堑平台、路堑顶外外埋设观测点，监测采用全站仪、水准仪每周观测一次(雨天每天观测一次)，掌握地表位移、变形发展情况，通过施工期间的监测发现，测量结果基本稳定。

5 结束语

该段路基边坡滑坡治理后，经过一年多的观测，表明滑坡段已基本处于稳定状态，充分说明此种流治理方法是切实可行的。预应力锚杆框架防护加固效果明显，施工工期较短，施工工艺简单，操作灵活，具有适应面广、安全可靠、成本低廉、外形美观等优点，是边坡整治比较理想的防护形式。锚杆与土体结合在一起，使得岩土体结构稳定，通过高强钢筋的张拉施加预应力，可提高边坡岩土的整体性和稳定性，完全可应用于公路高边坡的滑坡治理。

［1］铁路路基支挡结构设计规范(TB10025—2001)［S］.中国铁道出版社，2001.

［2］岩土工程勘察规范(DBJ13－84－2006)［S］.

［3］闫莫明，徐祯祥，苏自约.岩土锚固技术手册［M］.北京:人民交通出版社，2004.