公路边坡地质灾害综合治理施工设备与工艺

杨昌伟

(贵州省凯里公路管理段，贵州 凯里　556000)



公路边坡地质灾害综合治理施工设备与工艺

杨昌伟

(贵州省凯里公路管理段，贵州 凯里556000)

摘要：针对公路边坡存在的地质灾害隐患问题，结合实例，介绍了锚索治理、水平排水孔均匀布置以及钻孔注浆三种治理方法，并对其施工设备和工艺要点进行了深入的分析，明确工艺的优缺点，为边坡治理工作奠定良好基础。

关键词：公路边坡；地质灾害；综合治理；设备与工艺

1公路边坡锚索治理

1.1公路滑坡体概述

某二级公路的路堑开挖高度为20～35 m，现存滑坡体厚度保持在15～20 m范围内。由于大范围开挖施工，导致滑坡失去基础支撑，大多直接出露，所以在边坡上出多处裂缝，随时都有可能出现坍塌危险，亟需采取有效措施加以治理，以保障公路运营安全。

1.2锚索治理施工方案

主要采用分级开挖法，削坡施工分成3～4次进行。每一次削坡施工完成之后都需浇筑一个肋梁，每一片肋梁都需设置两根锚杆，并进行锚固与锁定。锚索的钻孔直径为120～150 mm，深度在35～45 m范围内。锚索主要由7个钢绞线通过箍扎组成。锚固段的长度范围为10～15 m，自由段需设置直径为80 mm的波纹管，并进行灌浆处理，以起到防腐加固的作用。

1.3锚索治理施工

钻孔施工中，主要运用由香港豪顿研制生产的HD-90与HD-120型全液压式双动力钻头钻机，此外还配置了MK-5型全液压动力钻头与MD-50型机械动力钻头撬装钻机。其中，豪顿钻进主要采取水循环自动跟管，其余两种设备采取空气清孔与潜孔的方式进行钻进。MK-5钻机运用英格索兰低压潜孔锤，压力为0.5～0.7 MPa，配合螺旋钻具进行钻进，MD-50钻机运用高压潜孔锤，压力为0.7～2.1 MPa，配合外平粗径钻具进行钻进。上述几种施工设备代表现阶段公路边坡锚索施工的主要机具，不同钻进方法有其独特的优势。

(1) 滑坡的产生与水息息相关。豪顿钻机由于采取水循环工艺，所以其自身对于边坡治理是较为不利的。其在钻进孔口时，必须先挖出一个排水沟，同时铺设隔水膜，以此防止水体侵入。然而，在实际情况中，施工场地周围依然会受到地表水的影响。尤其是孔中的水进行循环时，水分会不断向地层中央渗透，加剧了滑坡的趋势。相反，潜孔锤钻机采取气体的方式进行清孔，地层中侵入气体并不会对滑坡稳定性造成影响，只是在钻进过程中会产生轻微的振动，对地表上较为松散的土造成少量的扰动。

(2) 豪顿钻机的工艺为采用双动力头与套管同步钻进的方式，套管在锚索设置完成后回转取出。凭借这样的方法，使得锚索入孔变得十分流畅，有着十分显著的技术优势。但是，若使用潜孔锤实施钻进时，在设置锚索之前需要重复的进行清孔，即便在多次清孔之后，还会出现锚索难以完全设置在孔底的情况。致使辅助作业时间大幅延长，效率低下，技术有待进一步提升改进。目前，较为常用的单双动力头钻进方法在复杂地质条件下使用时会遇到拔管困难等实际问题。

(3) 钻进过程中，岩体硬度与潜孔锤实际效能成正比，这一点特性与豪顿钻机完全相反。尤其是高压条件下的潜孔锤，仅用2 h就可以钻出一个孔。然而，如果地层为潮湿泥质类，则其钻机速度将大大折扣，此时应采取低压潜孔锤，并配合螺旋排粉。

2公路边坡水平排水孔治理

2.1孔位布置

本二级公路区域中的森林覆盖率相关较高，为当地的山体提供了充沛的水资源。雨水与地下水可对边坡进行湿化，使滑坡的滑移面变得更加湿滑，进而加大了灾害发生几率。因此，除了要设置必要的明排水系统，还要在公路的两侧与路基的挡墙底端按一定要求设置水平排水孔进行排水。其深度不能低于30 m，相邻两个排水孔的距离为15 m左右，钻孔的角度需略微上仰，角度约5°，成孔以后向孔内放入排水管。

2.2水平排水孔施工

(1) 施工初期，使用潜孔锤预先钻出两个钻孔。由于边坡的地层含有大量的水，水平孔中容易积水，使得在排粉过程中形成结块，对空气清孔造成一定影响。因此，在此过程中，应选用水泵供水钻孔法，这样不仅可以极大的缩减使用空压机的费用，还能有效避免发生以上实际问题。

(2) 试验证明，MD-50钻机由于动力不足，最大钻孔深度仅为30 m。所以，在本次施工中选用MK-5钻机。分析得知，由于钻机的自重较大且地层的软硬程度不一，所以钻机扭矩会因此受到一定影响，使得实际的钻进孔深能力比预期要低。

(3) 水平排水孔施工产生的大部分岩粉会积攒于钻孔下方，在运用外平钻杆进行施工的过程中，循环水很难完全清除掉附着的岩粉。此时，应改用螺旋钻杆，依靠翼片提供的旋转推理可以对附着的岩粉进行完全的清除。

(4) 任何一种水平排水孔都会对定向防斜提出一定的要求。为确保塑料花管流畅下孔，钻进过程中应对进压压力进行相应的控制，始终保证进尺速度均匀，以此避免由于钻进速度较快而出现的偏斜现象。另外，在钻杆和钻头之间还需配置扶正器，以此更好的防止倾斜。

3公路边坡钻孔注浆治理

3.1注浆加固技术

为有效防止地下水侵入地基，会在坡底和路面之间设置一个截水盲沟。然而，由于盲沟的实际效果十分有限，路基当中往往会赋存大量的水，导致公路的路面出现形变与沉降。为此，首先要借助钻孔法排出多余的积水，其次需要在路面上进行钻孔注浆，并对孔隙进行适当的处理，以达到加固的目的。

3.2钻孔注浆施工

(1)注浆孔相对较浅，若使用潜孔锤进行施工，成本较高，而且水循环工艺的运用会对路基造成一定危害，所以以上提到的方法并不能满足钻孔注浆施工要求。为此，本工程研究出一种新型的干钻取芯法。

在运用该方法时，最关键的问题在于防止钻头出现破损或烧钻。这就要求在实际情况中应使用质地坚硬的合金钻头，并对钻进的参数进行严格的控制，尽量做到轻压慢钻。

(2)注浆过程中应安排专人对泵压、挡墙缝隙等进行观察。如果实际泵压较大或挡墙上产生漏点，应立即停止补浆。补浆需分3～5次完成，如果注浆压力过高，浆液会被挤出路基，进而造成浪费。

4结束语

截至目前，本二级公路现已完成施工且开始通车。本公路通过锚索治理、水平排水孔均匀布置以及钻孔注浆等作业，公路边坡及路基中的问题得到有效的解决，消除了地质灾害，为公路的运营安全打下了良好的基础，可为类似公路工程提供可靠的参考和借鉴。

参考文献：

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[2]季必招,朱益军. 浅议山区公路边坡防护设计难点及对策[J].岩土工程界,2009,(9):43-47.

[3]柴贺军. 关于公路路堑边坡治理工程的若干思考[J].公路交通技术,2004,(3):11-14，22.

收稿日期：2015-12-07

作者简介：杨昌伟(1977-),男,贵州锦屏人,工程师,研究方向：公路工程施工及养护管理。

中图分类号：U418.9

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2016)06-0043-02

Study on comprehensive control of geological disaster in highway slope construction equipment and technology

YANG Chang-wei

(Kaili, Guizhou Province Highway management section,kaili，Guizhou 556000，China)

Abstract:For the slope geological hazard problems, with examples, introduced the anchor cable management, horizontal drain holes arranged evenly and Grouting of three kinds of control methods, and construction equipment and technology for a deep analysis, clear processes for, and laid a good foundation for slope.

Keywords:slope geological disasters; management; equipment and technology