内河码头后方类土质高边坡的治理技术

李丕安，邓达宁

（中交第二航务工程勘察设计院有限公司，武汉430071）

内河码头后方类土质高边坡的治理技术

李丕安，邓达宁

（中交第二航务工程勘察设计院有限公司，武汉430071）

在内河码头后方类土质高边坡治理中，由于地质条件的复杂性，给设计、施工带来较大困难，且威胁到码头安全，是工程一大难题。结合工程实例探讨了类土质高边坡的治理方法，提出了以双液浆为主，单液注浆为辅的注浆方式，解决常规方法下锚杆孔注浆无法注满问题。实验结果显示预应力锚杆抗拔力均满足设计要求，边坡整体稳定。

内河码头；类土质高边坡；双液浆；预应力锚杆；边坡稳定

边坡稳定问题在港口工程中较为常见，直接影响到码头的安全。由于高边坡地质分层较多，构造也极为复杂，因此影响边坡稳定性的因素也较多，与之对应的处理方法也不相同。

针对类土质高边坡的处理，国内外学者进行了广泛的研究，赵晓彦等［1］提出了类土质边坡的概念，包括：残积土边坡、全风化和强风化软岩边坡等；廖小平等［2］根据福建地区的地质情况，提出了类似概念，并总结了该类土质边坡的地质模式，探讨了它们的变形破坏机理及稳定性分析计算方法。谢林［3］从设计方案选择、施工技术管理等方面，介绍了复杂土质高边坡治理的特点，并对设计、施工中存在的不足提出了改进建议。杨海锋［4］则从设计的角度探讨了类土质高边坡治理的一般思路。S.R.Hencher［5］对风化边坡，设计了相应的分析方法。Donald等［6］提供了与现有常用方法统一的边坡稳定安全系数计算方法。Zienkiewiez［7］提出了强度折减法（SSR法），计算边坡的安全系数。Woods和Bark⁃hordari［8］采用现场试验和数值模拟等方法对锚杆的粘结应力分布特征进行系统的研究，证实了锚杆锚固段粘结应力分布的严重不均匀性，平均粘结应力随着锚固段长度的增加而减小。

从以上研究可以看出，针对复杂土质高边坡的研究较多，但针对码头后方这一特殊高边坡的处理方法的研究极少，由于码头后方高边坡坡脚长期受水浸泡、退水暴晒，反复循环，且坡面受雨水冲刷等不利条件影响，导致复杂土质高边坡的治理较为复杂，需采取特殊方法处理。

为解决此类问题，本文以西南地区某港区内码头后方K0+190～K0+320段高边坡为例（图1、图2），阐述土质高边坡处治的一般思路，为类似边坡治理提供参考。

图1 高边坡平面布置图Fig.1 Layout of high slope

图2 地质剖面图Fig.2 Geological cross section

1概述

根据地形及地质资料，该段边坡最大高差达55 m，地质较差，表面泥岩岩层已经严重风化，表现为碎石土状，裂隙发育，且孤石较多。177～187 m高程范围内为中风化粉砂质泥岩（J2S）和中风化长石石英砂岩（J2S），存在软弱破碎带，且粉砂质泥岩遇水容易变软，易造成坡面滑动。该高程位于第一、二级边坡范围内，根据边坡稳定性分析结果，边坡潜在的最危险滑面为坡顶至第一级坡脚处剪出，据此选取K0+220、K0+260两个典型断面进行稳定性计算，潜在滑面计算参数如表1。

根据表1中强风化泥岩地层层面抗剪强度参数C=27 kPa，φ=15°，计算得到不同工况下边坡整体稳定性，结果如表2。

表1 边坡稳定性计算参数Tab.1 Calculation parameters of slope stability

表2 圆弧滑裂面法边坡稳定性计算结果Tab.2 Calculation results of slope stability by circular sliding surface method

根据边坡整体稳定性计算结果可知，边坡在天然状态下整体稳定性较差，在“自重+暴雨”工况下，整体不稳定，稳定性系数均小于1.0，故需要进行边坡治理防护。

2治理方法

针对类土质边坡的治理，较常用的方法有排水、清方减载，防护、支挡、灌浆等，考虑到类土质边坡浅表层抗风化、抗雨水冲刷能力较弱，采用框架植草防护。

经计算，若用普通筋材抗拉强度不够，因此2～5级坡体采用全长粘结型预应力锚杆+格构+挂网喷射植被砼坡面防护，针对第一级边坡受水浸泡，采取浆砌片石防护，具体布置方案如图3所示。

图3 边坡防护布置图Fig.3 Layout of high slope protection

3锚杆孔灌浆存在问题及处理方法

3.1存在问题

根据注浆记录，试验注浆孔共21孔，边坡孔位布置如图4，一次注满有15孔，其余10 min内均未能注满，共用水泥4.5 t。以2-41孔为例，利用注浆机注浆43 min，计0.64方，未注满，间隔2 h后，改为孔口无压灌注，注浆53 min，计0.96方，仍未注满；次日采用水灰比0.45纯水泥浆进行试灌，以测试压浆设备运行情况，结果输浆管爆裂，后改为人工手提至孔口倒灌，用时2 h，灌注0.32方，未灌满，至此，该孔灌浆累计达到1.92方，历时3 h 36 min。

图4 第四级边坡锚杆孔位布置图Fig.4 Layout of the fourth slope anchor hole

3.2处理方法

针对锚杆孔灌浆无法灌满问题，提出了以双液浆为主，单液注浆为辅的注浆施工工艺，双液浆为水泥加水玻璃，单液浆仅为水泥，如图5所示。在注浆开始阶段和渗漏部位采用双液注浆，对渗漏水裂隙和漏浆缝隙进行封堵，形成一个“止浆层”。在双液浆注浆达到堵水和堵缝效果后，再进行单液浆补注浆，进一步加大浆液扩散范围，改善岩体性能。

图5 双液浆注浆施工工艺流程图Fig.5 Double liquid slurry grouting construction process flow chart

4锚杆拉拔试验

当锚杆的砂浆、垫磴及斜托强度大于设计强度的90％时，方可进行锚杆试验。根据现场条件及注浆时的情况，按一次性注满，一次性虽未注满但经过补灌后注满，采取常规方法未注满但采用双浆液注浆后注满，3种情况各选取1个有代表性的锚杆孔进行试验，试验结果见表3。

由表3可知，锚杆拉力均超过340 kN，大于预应力锚杆设计锚固力292 kN，因此，采用双液浆施工工艺能够满足设计要求，且取得了较好的效果。

表3 预应力锚杆张拉试验结果Tab.3 Pullout force test results of prestressed anchor

5结论

针对西南内河港区后方类土质边坡裂隙较多，注浆无法注满问题，提出了以双液浆为主，单液注浆为辅的施工工艺，试验结果显示：该方法能满足类土质边坡中预应力锚杆抗拔力的要求，节约了施工时间和水泥用量，解决了常规方法下锚杆孔注浆无法注满问题，经济合理具有较好的实用价值，以期为类似工程施工提供借鉴。

［1］赵晓彦.类土质边坡特性及其锚固设计理论研究［D］.成都：西南交通大学，2005.

［2］廖小平.类土质路堑边坡变形破坏类型及其稳定性分析［J］.岩石力学与工程学报，2003，22（S2）：2 765-2 772. LIAO X P.Failure mechanism and stability analysis of cutting soil slopes［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2003，22（S2）：2 765-2 772.

［3］谢林.复杂土质高边坡治理的工程实践［J］.电力勘测设计，2006（3）：24-26. XIE L.The engineering practice of highwall slope father in complex earthiness［J］.Electric Power Survey&Design，2006（3）：24-26.

［4］杨海峰，乔春生，罗鹏程，等.浅谈类土质高边坡防护设计［J］.公路交通科技：应用技术版，2011（11）：116-117，126. YANG H F，QIAO C S，LUO P C，et al.Discussion on protective design of high soil⁃like slope［J］.Journal of Highway and Transpor⁃tation Research and Development：Application Technology Edition，2011（11）：116-117，126.

［5］Hencher S R，Mcnicholl D P.Engineering in weathered rock［J］.Quarterly Journal of Engineering Geology，2007，28：253-266.

［6］Donald I，Chen Z Y.Slope stability analysis by the upper bound approach：fundamentals and methods［J］.Can.Geotech.J.，1997，34（6）：853-862.

［7］Zienkiewiez O C，Humpheson C，Lewis R W.Assoeiated and non assoeiated viseo⁃plastieity and plasticity in soil mechanics［J］. Geoteehnique，1975，25（4）：671-689.

［8］Woods R I，Barkhodrari K.The influence of bond stress distribution on ground desing［C］//Proc.Int.Symp.on Ground Anchorages and Anchored Structures.London：Themas Telofd，1997：300-306.

Treatment techniques of pseudo⁃soil high slope in inland river terminal

LI Pi⁃an,DENG Da⁃ning
(CCCC Second Harbor Engineering Investigation and Design Institute Co.,Ltd.,Wuhan 430071,China)

For the treatment of pseudo⁃soil high slope in inland river terminal,it is rather difficult for design and construction because of the complex geological conditions.Combining with project example,the treatment meth⁃od of pseudo⁃soil high slope was discussed,and the double liquid slurry as the main and single liquid slurry as a supplement method was proposed to solve the problem which conventional method cannot fill anchor hole.Experi⁃mental results reveal that the pull out force of pre⁃stressed anchor meets the requirement of the design,and the whole slope is stable.

inland river terminal;pseudo⁃soil high slope;double liquid slurry;prestressed anchor;slope sta⁃bility

U 655

A

1005-8443（2016）04-0451-04

2015-12-01；

2016-02-17

李丕安（1986-），男，湖北省襄阳人，助理工程师，主要从事码头相关设计、施工等方面的工作。

Biography：LI Pi⁃an（1986-），male，assistant engineer.