既有路堑边坡加固防护设计浅析——绩溪县S217改建工程

徐显利, 袁和旭

(1.安徽省宿州市经纬公路工程设计有限公司 安徽 宿州 234001；2.安徽省交通勘察设计院有限公司，安徽 合肥 230011)

既有路堑边坡加固防护设计浅析
——绩溪县S217改建工程

徐显利1, 袁和旭2

(1.安徽省宿州市经纬公路工程设计有限公司 安徽 宿州 234001；2.安徽省交通勘察设计院有限公司，安徽 合肥 230011)

绩溪县为皖南中、低山区的腹地，地形起伏大，沟壑纵横，公路改建升级建设常常会遇到对现状老路路堑边坡的加固防护，文章通过本项目设计方案中所采取的各种处理措施,从设计、施工等角度较全面地阐述该类边坡常用处理方法，可为同类工程提供参考依据。

公路改建升级；既有路堑边坡；防护处理措施

1 工程概况

S217长安至绩溪段改建工程位于绩溪县境内，路线从绩溪县长安镇新岭脚村以北开始，顺接S217老路，沿老路由北向南经大源、鸡公关、虎头山至煤炭山村，再沿老路下穿绩黄高速后至孔灵S215绩溪过境线与S217相交处。路线全长为12.096 87 km，按二级公路标准设计[1]，设计速度为60 km/h,沿线现有路堑边坡损坏严重。

(1) 自然地理条件。项目区域地处安徽省东南部，位于东经118°20′～118°55′，北纬29°57′～30°20′之间。境内地貌以山地、丘陵为主，山间谷地面积不大，主要山系均是北东-南西向分布，与区域构造线基本一致，中低山区丘陵占全境面积的90.6%。

隧道位于绩溪县东南部，走向自北向南，地形、地貌条件复杂，有山地、山间河流及丘陵等。

(2) 区域地质概况。区域内地层自老至新发育较全，主要为中元古界(Pt)，区域内地层因受后期构造破坏和岩浆侵入影响，内部分布较乱。

本区属于多旋回构造运动地区，区内褶皱主要由中元古界浅变质岩系组成； 区内断裂构造发育，主要为北北东向断层，与褶皱伴生的断裂发育较差。

2 边坡防护设计原则

(1) 边坡防护工程设计遵循一次根治、不留后患的原则[2-6]。采用稳定为本、加固为主、排水与防护并重的综合处理措施，确保临时和通车后的长期稳定。

(2) 紧密结合边坡的工程地质条件，尤其是倾向临空面的不利结构面及地层结构、风化程度、水的作用等影响因素，重点采用稳定与绿化相结合的综合防护措施。

(3) 结合当地气候特点和地质岩体特征，采用勤封闭的处治措施，尽量减少外界环境对岩土体的扰动，充分利用岩土体自身强度资源。

(4) 采用信息化施工管理和动态设计方法，边坡开挖后，根据开挖揭示地质情况，对边坡支护结构及形式进行适当调整。

2.1 边坡现状

0 km+330 m～0 km+360 m段右侧边坡最大坡高约为29.5 m，坡率约为0.85。坡体岩土层主要为中～微风化变质沉凝灰岩，灰、灰褐色，风化后呈褐色或灰绿色，岩石饱和单轴抗压强度为57.1～65.7 MPa，为较坚硬～坚硬岩，致密，块状构造，变余沉凝灰结构，岩石碎屑物有少量岩屑和晶屑，大部分为陆源碎屑组分，碎屑物占岩石的30%，陆源碎屑物磨圆较好，岩石轻变质。

岩体结构为中厚层状，局部为裂隙块状，内中发育4组节理，岩体中最大裂隙宽度约为2 cm，主要结构面结合好或一般，岩体较完整。

边坡坡顶、坡肩为坡积层及全风化岩石，均属可塑中等压缩性～中等偏低压缩性岩土层，正常情况下它们不易蠕动变形，但经持续雨水浸泡，容易软化、膨胀，并沿裂隙面发生滑动、崩落，坡脚堆积有少量崩落的碎屑土和泥土。综合地质勘察分析，边坡岩体完整，总体处于稳定状态。

2.2 边坡防护设计方案

通过研究边坡区域内地形、地貌、地质及水文等资料，按照综合治理原则，并考虑边坡本身存在如变质岩性、岩体破碎、节理裂隙发育及滑塌可能等因素，结合已通车运营等实际情况，尽可能降低后期边坡防护施工对过往车辆的影响，在不影响道路正常通行安全的前提下，对0 km+330 m～0 km+360 m路堑边坡段进行设计[7-10]。主要方案如图1所示。

首先对坡顶坡口线处覆盖层以及坡脚、坡面堆积的浮土、浮石进行适当修整清理，修整后的坡顶4 m范围内坡率不小于1∶1.5。再对高10 m下边坡采取护面墙防护，对护面墙之上边坡采取锚网喷防护，以封闭坡面防止雨水下渗引起坡体滑塌，坡面需要按照图纸要求设置泄水孔。局部岩石较完整部位采取GPS2型SNS主动防护网边坡防护，即护面墙+随机锚杆及锚网喷(局部岩石完整出挂网防护)+坡顶削坡卸载植草封闭的综合处理方案。

3 施工方案及工艺

3.1 修整、清除坡面浮土、浮石

(1) 削坡及清理坡面浮石危岩，必须自上而下分步、分台阶进行，上一台阶的削坡、清理等工作完全结束后才准进行下一台阶施工，严禁上、下台阶同时施工，或由下而上施工。

(2) 削坡、清理浮石、危岩时，为尽量减少对围岩的扰动和破坏，充分发挥围岩的自承能力，确保围岩或支护后边坡的稳定性，采用人工清理，严禁放炮。

(3) 清理坡面浮石危岩主要沿层面、节理或断面进行，同时应注意岩性和地质构造变化，及时调整爆破参数，确保清理后边坡的稳定可靠，不留后患。

3.2 随机锚杆加固

(1) 锚杆加固布置。采用全粘结砂浆锚杆，锚杆垂直节理、断层等结构面梅花状平行交错状进行布置，锚杆头电焊钢筋网，钢筋网采用6.5 mm的A3钢制作，网格尺寸为200 mm×200 mm， 混凝土喷射强度为C20，厚为80 mm。

(2) 钢筋网铺设。先把凹洼找平，锚杆安装后进行铺设。钢筋网使用前应除锈，钢筋要随受喷面起伏铺设，与受喷面的间隙为3 cm，网喷混凝土层厚度应不小于3 cm。钢筋网与锚杆连接牢固，在喷射混凝土时钢筋不可晃动。

(3) 锚杆加固规格。锚杆间距为(1.5～2 m)×(1.5～2 m)，局部为1 m×1 m，梅花状平行交错布置。

(4) 钻眼。钻眼前应根据受喷面情况和设计要求布置孔位，孔距误差不宜大于10 cm，孔深误差不大于5 cm。

(5) 灌浆。灌浆前应将孔眼吹净，水泥砂浆应拌合均匀，随拌随用。

(6) 锚杆安装。安装前钢筋要除锈矫直，灌浆后立即将钢筋匀速插入，位置居中，安装后不准敲击和碰撞，锚杆插入深度不可小于设计要求的95%。

(7) 随机锚杆加固。在易造成滑落的区块或结构面交错的部分地段，采用小范围的平行交错方式布置锚杆加固。

(8) 钻孔设备。根据锚固地层类别、锚杆孔径、锚杆深度及施工场地条件等选择钻孔设备。采用气动潜孔钻冲击成孔，在岩层破碎或松软饱水等易于塌缩孔和卡钻埋钻的地层中采用跟管钻进技术。

(9) 钻机就位。利用φ50 mm脚手架杆搭设平台，平台用锚杆与坡面固定，钻机用三脚支架提升到平台上，严格认真进行机位调整，确保锚杆孔开钻就位纵横误差不得超过±50 mm。

(10) 钻进方式。钻孔要求干钻，禁止采用水钻，以确保锚杆施工不致于恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。

(11) 钻进过程。钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态(钻压、钻速)、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。

(12) 锚杆孔清理。钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2 min，防止孔底尖灭而达不到设计孔径。

(13) 锚杆孔检验。锚杆孔钻进结束后，须经现场工程师检验合格后，方可进行下道工序。

(14) 现场问题处理。有塌孔缩孔等不良钻进现象时，须立即停钻，及时进行固壁灌浆处理(灌浆压力为0.1～0.2 MPa)，待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进，现场做好记录，及时与现场技术人员沟通。

3.3 喷射混凝土护坡

(1) 混凝土喷射强度为C20，厚为80 mm。采用干喷，混合料应随拌随用，严防受潮，堆放时间控制在允许的范围内。

(2) 喷射混凝土时，应分段、分片顺次进行。分2～3次喷射，后1层喷射应在前1层混凝土终凝后进行，正常情况下回弹率控制在15%以下。

(3) 喷射混凝土终凝从2 h起，即应开始洒水养护，养护期为14昼夜。

(4) 伸缩缝施工要求喷射作业中，水平相隔为15 m，沿边坡方向设置1条宽2～3 cm的伸缩缝，缝内用沥青麻筋填塞。

3.4 GPS2型SNS主动防护网边坡防护施工

(1) 对坡面防护区域内的浮土及浮石进行清除或局部加固。

(2) 放线测量确定锚杆孔位，并在每个孔位处凿1个深度不小于锚杆外露环套长度的凹坑，一般口径为20 cm，深为20 cm。

(3) 按设计深度钻凿锚杆孔并清孔，孔深应比设计锚杆长5 cm以上，孔径不小于φ45 mm；当受凿岩设备限制时，构成每根锚杆的2股钢绳可分别锚入2个孔径不小于φ35 mm的锚孔内，形成人字形锚杆，2股钢绳间夹角为15°～30°。

(4) 注浆并插入锚杆，浆液标号不低于M20，宜用灰砂比为1.1～1.2、水灰比为0.45～0.50的水泥砂浆，或水灰比为0.45～0.50的纯水泥浆。

(5) 安装纵横向支撑绳，张拉紧后两端各用2～4个绳卡与锚杆外露环套固定连接。

(6) 从上向下铺挂格栅网，格栅网间重叠宽度不小于5 cm，2张格栅网间的缝合(以及格栅网与支撑绳间)用φ1.2 mm铁丝按1 m间距进行扎结,有条件时该道工序在上道工序前完成。

(7) 从上向下铺设钢绳网并缝合，缝合绳为φ8 mm钢绳，每张钢绳网均用1根长约为31 m的缝合绳与四周支撑绳进行缝合并预张拉，缝合绳两端各用2个绳卡与网绳进行固定联结；当设计为双层钢绳网时，以同样方法铺挂第2层钢绳网。

3.5 实体式护面墙施工

护面墙采用M10砌浆砌片石铺砌，砂浆填塞必须饱满、密实，严禁干砌。护面墙每10 m长设置2 cm宽伸缩缝1道，缝中塞以沥青麻丝；墙面每间隔2 m设1道泄水孔，交错排列。如果基底的承载力小于300 kPa， 应采取适当加固措施或加大基础埋置深度。

4 结束语

本项目所治理的边坡地质情况较好，边坡支护难度较小，边坡处理设计综合众多常规的支护方案，是本项目的一个具体特征，尤其是从下至上不同高度垂直方案，结合现状及边坡稳定分析所采取的具体护面墙+随机锚杆及锚网喷(局部岩石完整出挂网防护)+坡顶削坡卸载植草封闭的处理方案，对同类地区类似项目有一定的指导借鉴意义。

[1] JTG D20-2006,公路路线设计规范[S]．

[2] 吴卫宾.浅谈高速公路路堑高边坡防护工程动态设计原则、方法及施工注意事项[J].建筑工程，2011(11)：212～213．

[3] 张广涛．浅谈公路边坡防护设计原则及发展趋势[J]．中国新技术新产品，2012(2)：99．

[4] 孙开琴.公路路基设计边坡防护常见问题探讨[J].才智，2013(23):241．

[5] 高福平,乔 峰.公路边坡防护设计原则及注意事项[J].科技创新与应用，2012(10)：145．

[6] 徐绍能.山区高等级公路路堑边坡设计探讨[J].云南交通科技,2000(2):14～15．

[7] 张正雄，张福明，陈玉凤.山区高等级公路边坡失稳原因分析与对策[J].林业建设，2004(2)：34～37．

[8] 石经纬.公路路堑边坡防护加固探讨[J].黑龙江交通科技，2012(1)：27．

[9] 史成武.高速公路路基边坡生态防护设计方案探讨[J].科技信息,2010(27)：358．

[10] 朱 蓓.高速公路路堑边坡加固防护技术[J].中外建筑，2012(1)：204．

2016-05-23；修改日期：2016-06-02

徐显利(1969-)，男，安徽砀山人，安徽省宿州市经纬公路工程设计有限公司高级工程师．

U418.52

A

1673-5781(2016)04-0512-03