雷公滩水库交通隧洞上坝端出口滑坡体加固设计及施工方法

董文杰 吴存 陈治明

摘  要：结合雷公滩水库交通隧洞上坝端出口发生的滑坡体治理的成功实例，介绍了滑坡体加固设计方案，并对山体裂缝处理、锚筋桩施工工艺及施工方法、岩体加固等进行了详细介绍。并由此体现出该滑坡体治理技术通过对围岩进行预加固处理后，使围岩提高了自稳能力，确保了围岩的稳定和开挖的安全。为今后类似工程的设计及施工提供指导依据。

关键词：雷公滩水库  滑坡体  加固设计  锚筋桩  施工方法

中图分类号：U216    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）01（b）-0041-03

1  滑坡体的特性

滑坡体位于湖北省保康县雷公滩水库上坝端出口，有松动岩块，顺层，顺坡垮塌，部分松散岩块有可能会继续滑落。山顶裂缝1～2cm，顶部有高压线、民房、滑坡边缘离顶部电杆约5m。

2  滑坡体加固设计方案

2.1 临时防护

对塌落后的裸露面喷射素混凝土3～5cm，将松散岩体表面凝结，防止掉块。在施工平台周边设置挡板和坡面挂网。

2.2 完善排水

在塌落后形成的平台处开挖排水沟，在山顶塌方部位周围开挖截水沟，将降雨及周围渗水及时排往塌方区域以外。若遇降雨，采用彩条布或其他防雨遮盖材料，对上部裂缝及塌方部位进行遮盖。

2.3 裂缝处理

对山顶裂缝进行封闭，沿裂缝通长开挖，宽度约30～50cm（可根据现场情况调整），深度不小于0.5m。开挖后铺设复合土工膜，膜上原土回填封闭，回填顶部应高于周边地面约5cm，周围开挖截水沟。对于坡面的裂缝，采用喷射混凝土进行封闭。

2.4 滑坡岩体加固措施

2.4.1 坡面打孔

根据现场实际地形，由参建各方现场指定孔位，初步拟定孔间距3m，深度10～15.0m（根据现场地质情况，由施工地质人员确定），梅花型布置。孔位、孔距、孔深可根据岩体、地形情况调整。

鉆孔时应尽量垂直岩体结构面钻入（包括正面、侧面），孔径须满足锚筋桩的安装。施打过程中，如果孔内出水，则在该孔下方1.0m处再打设一孔，作为排水孔。

2.4.2 岩体加固

在钻孔内安装锚筋桩。锚筋桩采用3根直径25mm钢筋焊接成整体，灌浆管采用直径25mm钢管（管径可根据现场情况调整，须可灌入水泥砂浆）;锚筋桩与灌浆管采用焊接或绑扎。具体如图1、图2所示。锚筋桩长度11～16m，入岩深度10～15.0m，外露1m。锚筋桩系全长M25水泥砂浆粘结型锚杆。325锚筋桩设计抗拔力≥300kN;水泥砂浆应加入早强剂。注浆时应进行注浆试验，以确定相关参数。

2.4.3 洞口延长、上部填土反压

根据现场实测，塌方后隧洞出口桩号为SBL0+115.00，与原设计相比洞长缩短13m，为避免上部垮塌掩埋洞口，将隧洞延长9m，至原设计SBL0+124.00处。隧洞仍为原断面型式，洞壁衬砌厚度增厚为1.0m，配筋与原洞身相同。在隧洞出口端设置洞脸挡墙，采用混凝土结构，最大墙高10.0m，挡墙位置及长度根据现场实际地形确定。挡墙和延长段隧洞底部均打入锚筋桩，锚筋桩规格均与滑坡岩体加固相同。

在延长隧洞上方进行回填，利用回填料对滑坡体形成反压。回填料下部采用洞脸挡墙阻挡，中部在511.5高程形成变坡马道，马道宽2.0m，设置排水沟。回填料采用小型压实机械分层压实，坡比为1∶1，具体见图3、图4。

2.5 安全监测

施工单位应加强滑坡体的安全监测。在塌方适当位置设置简易观测设施，24h现场观测。

3  治理施工方案

滑坡体边缘距顶部高压变压电杆及民房6～10m，距离较近，倘若想就滑坡体进行清除，会加大高压线路安全隐患，因而只可加固滑坡体进行。遵从现场情况以及相应的设计要求，为保障此次工程施工能够如期、安全展开，此次滑坡体治理施工拟采取以下施工方案。

第一步，对裂缝进行封闭。顶部山体裂缝沿裂缝通长进行开挖，宽度30～50cm（现场调整，不能强行施工，如遇到阻碍可以稍微跳过），然后以水泥砂浆回填封闭。滑坡体中裂缝用1∶1水泥砂浆对裂缝进行填实，避免滑动面受水侵蚀。

第二步，采用钢筋桩对滑坡体进行锚固。钢筋桩按高程交错进行。钢筋桩一直布置到正常山体。裂缝封闭后，进行钢筋桩施工，钻孔完毕，将钢筋桩打入孔中，并对管口暂时进行封闭。此项工作由上至下进行施工。

第三步，挂网喷浆，并辅助修筑周边排水截渗沟。同时在滑坡体底部浇筑混凝土挡土墙。此项工作由上至下进行施工。

第四步，地表处理完之后便需要进行注浆操作，该过程中需要遵循先下后上，由外至里的原则开始逐根注浆。需要注意的是，某些浆液会在土体贯通孔隙作用下发生流失，某些孔位压浆量相对大，因而注浆施工并未将注浆量视作注浆结束控制。在具体的工程中，每一注浆孔都应当在完成一次浆之后并达到一定的注浆压力标准之后，停浆3～4h，等到注浆孔中浆液凝固后的多余水得以排出，再进行下一次的压浆。同理，反复进行若干次，直至无法注进为止。

4  钢筋桩施工工艺及施工方法

4.1 钢筋桩施工工艺

锚杆制作→施工放样→锚孔成型→安放锚杆→注浆。

4.2 钢筋桩制作

3根直径Φ25钢筋与直径25mm钢管帮扎成整体，钢筋搭接采用焊接。

4.3 钢筋桩的成型

（1）此次工程采用干式钻井，倘若在钻孔成孔阶段中，土质发生了坍塌阻碍了正常的成孔过程，钻孔时可选择借助于套管护壁，直接一次性就将是长度钻至所需的长度。完成这一操作后，需及时拔出钻杆，然后配备上预应力筋，拔出套管。

（2）鉆孔底部相应的偏斜尺寸最好不要超过锚杆长度整体的8%。

（3）锚杆（土钉）孔深应当大于或者等于设计长度，但需要控制在大于相应设计长度的1%以内。

（4）按照钻机速度，以及钻屑成分等影响因素的情况，确定地质是否发生变化，出现怎样的变化，进而确保锚筋嵌入微风化岩层能够达到相应的设计深度要求。

4.4 杆体组装以及安放

（1）安放杆体时，需要避免出现扭压、弯曲等情况。

（2）杆体到达孔内深度应当大于或等于锚杆整体长度的95%，实际的安放过程中切勿随意敲击，禁止悬挂重物。

（3）沿杆体轴线方向，以2.0m作为一个单位间隔，进行对中支架的设立。

（4）杆体自由段需要采取塑料布，也可以是塑料管加以包裹，其中，和锚固体相连接的位置需要使用铅丝绑牢。

（5）杆体外露体需要依据按设计标准使用三道防腐油漆加以防腐操作。

4.5 安装泄水孔

泄水孔使用Φ60PVC管，按照如下标准进行：安装间距，控制为3000mm×3000mm，第一步便是钻机成孔，相应的泄水孔埋设端头使用类似棉纱等物体完成塞堵之后进行安装，其中，入土长度最好为500mm，结构面外露宜为50mm，之后在进行注浆固定。

4.6 注浆

在锚孔成型完成并清孔完毕后，然后将制作成型的锚杆插入锚孔内在经检查确认无误后即进行注浆，注浆材料采用≥M25水泥浆进行灌注。

5  搭设脚手架

脚手架搭设为整体工程项目的重要一环，只要在高空状态下进行，高空作业垂直高度达到了16m，可见其施工难度。此次工程用到的为三排脚手架，立杆纵距，横距均为1.2m，其中，相应的大横杆步距为1.5m，以4跨为一个单位间隔，进行剪刀撑的设立，接头使用的为对接扣形式完成连接，大横杆与立杆二者间利用的为直接扣形式连接。于边坡上间隔4m就设立上一道附着土钉（这里的土钉使用为16螺纹钢），确保土钉与相应拉杆能够实现准确安全连接，进而增强脚手架相应的抗倾覆力。直至锚筋桩整体施工均完成后，便开始挡土墙施工，考虑到其采用的为从下至上施工方式，因而需要运用分层施工形式，要拆除之前搭建的脚手架，再依据具体情况重新搭设，其所运用的手法大体与之前相同的。

6  钢筋桩施工控制技术

6.1 施工质量保证措施

（1）一系列材料进场前要通过相关的验收，确保均为合格产品。

（2）钻进时应就用水量进行准确的把控，上官清孔。

（3）为确保锚固段长度，避免出现清渣不彻底的情况，钻孔深度最好要高于钻0.1～0.3m之间。

（4）注浆时要遵从由注浆管孔底反向一次性连续注浆原则，针对间隔等情况，需要借助于有效举措加以处理。

（5）注浆在水泥浆未实现相关强度前不得擅自移动锚杆。

（6）确保垫墩背面地基具备一定程度的承载力。

（7）确保锚筋受力方向始终属于直线形式。

6.2 边坡监测以及信息施工

为尽可能地确保边坡开挖过程中的施工安全，需要实施施工监测，其中，监测内容包括支护结构水平位移情况、地表开裂（这里指的是位置、裂缝宽度）实际状况。

（1）就支护结构水平、沉降位移所进行的监测。遵从沿肩坡边布点观测的相应原则：于变形最为显著，受力情况最大，还有局部地质条件最差等区域上设点观测，以便于确保边坡安全。其中，所使用的仪器要满足国家相关标准需求，确保其精度等。

（2）信息施工按照实际的施工状况以及检测所得数据就施工方案进行调整与优化，倘若遭遇不良土质的话，可考虑加长土钉或预应力土钉等，针对其中的安全隐患或已经出现的安全问题及时地应用科学恰当的方式加以补救。

（3）倘若出现险情，需按照险情程度，指挥部进行引导，力求尽可能地降低损失，进而推动工程建设的顺利开展。

7  结语

雷公滩水库交通隧洞上坝端滑坡体通过对围岩加以相应的预加固处理后，促使围岩固结，切实性地增强自稳能力。此后，展开开挖支护施工，促使二者的相应措施共同作用（见图5），以保证围岩稳定以及开挖的相对安全。根据监测资料，目前治理后的雷公滩水库交通隧洞上坝端出口高边坡趋于稳定状态，地表沉降观测和洞内测量结果均在安全范围内，说这明加固处理措施恰当。该滑坡体治理技术可供类似工程借鉴。

参考文献

[1] 孙学亮.抗滑桩在滑坡体治理工程中的应用[J].中小企业管理与科技，2012（6）：154-155.

[2] 周志雄.西泌河水库电站滑坡体治理施工技术[J].四川水利，2018（1）：57-59.

[3] 马朝辉.阳源，张坤磊.注浆钢花管加固在复杂地质滑坡体治理中的施工技术研究[J].企业技术开发，2018（6）：36-39，52.