公路岩质边坡支护施工技术

古金伦

（广深珠高速公路有限公司，广州 510030）

1 工程概况

某公路K4+050～K4+809 标段南侧出现滑坡事故，公路通行服务水平下降，伴有较明显的安全隐患。路侧边坡为典型的岩土质混合边坡形式，设计边坡总长约340m，各处高度有所差异，约30～140m，可见边坡伴有裂缝现象，顶部标高达164m。坡体组成复杂，包含坡积碎石、中风化岩等，边坡地形变化较为明显，植被处于相对发育的状态，但滑坡体植被生长态势欠佳，欠发育。综合多方面情况，确定为中型滑坡，危害等级为二级，应当对该段采取针对性的防治措施，以恢复公路的正常使用状态。

2 边坡稳定性分析

2.1 分析方法

引入极限平衡法，在该理论的引导下围绕边坡稳定性问题展开分析，具体选择的是简化Bishop 法，所用工具为理正岩土6.0 软件。

2.2 计算工况

边坡面积较大，共分为12 个剖面，具体分为：工况一，分级放坡+自重；工况二，分级放坡+暴雨+自重。

确定具体剖面后，分别对其展开稳定性分析，主要考虑的是最危险滑裂面，经过分析后明确其安全系数。借助上文提到的软件自动搜索并确定最危险滑面，对其展开方程迭代计算处理，从而得到其滑动安全系数的具体值。

表1 各剖面安全系数计算结果

2.3 计算结果

汇总2 种工况下各剖面的计算结果，具体内容见表1。

2.4 边坡支护对于公路工程的意义

结合表1 内容展开分析，得知边坡自然状态下普遍都缺乏稳定性。而在暴雨作用下更容易发生滑坡，同时边坡岩体裂隙明显，降雨天气时地表水持续向内部渗入，导致岩体的力学性质受到严重影响，易发生边坡滑坡现象。为营造安全的公路使用环境，需根据边坡的实际情况采取相适应的支护措施。

3 边坡综合治理方案

从边坡安全系数指标来看，工况二明显小于工况一。若采取削坡的方式，将导致边坡坡率处于异常偏小的状态，而边坡高度普遍达到40～140m，施工作业难度较大，边坡治理效果欠佳。鉴于此，采取抗滑桩+预应力锚索+锚杆格构梁相结合的支护方案。

3.1 工况二滑块剩余下滑力计算分析

通过计算后确定各滑块剩余下滑力的实际情况，利用软件对分块直线滑动面展开计算，能够得到具体值。剖面分块剩余下滑力的分析选择的是弹性计算“m”法，分析抗滑桩、预应力锚索的受力状态。具体见式（1）：

式中，K 为弹性土抗力系数；m 为地基系数随深度变化的比例系数；y 为滑坡面下方各点到该处的竖向距离，m。

在软件的支持下进行分析，得到抗滑桩的内力和位移情况，再确定配筋数量，从而明确具体设计参数，以便给抗滑桩和预应力锚索的设置提供参考。

3.2 抗滑桩

本工程选用灌注桩，基本规格为φ2.0m、φ2.4m 两种，柱距控制标准为4.0m，视局部边坡实际情况调整桩长，为14～20m。桩结构材料组成方面包含HPB235 和HRB335 两种型号的钢筋，浇筑施工选用的是C30 水下混凝土。碎石土土层选择的是套筒护壁的方式，此举可有效避免塌孔现象；考虑强风化土层的特殊性，以泥浆护壁的方式为宜。

3.3 预应力锚索加节点锚杆格构梁

预应力锚索：确定开挖边坡具体范围，于该处设预应力锚索和承压梁，通过锚固的方式维持稳定，在抗滑桩承压梁下的深度应达到0.8m。选择干法成孔，实测孔径至少要达到180mm。

承压梁：通过承压梁有效连接所有抗滑桩顶，该梁结构为C30 现浇混凝土梁，设置φ 32mm、φ 20mm 主筋和φ10mm 箍筋。

节点锚杆格构梁：采用框架布置的方式，具体为水平间距2.5m、竖向间距4.0m，以15～20m 为间隔依次设沉降缝，统一采取2cm 的宽度设置标准，形成沉降缝后向其中填入沥青木板，要求各沉降缝都布设在横梁中部，格构梁嵌入坡面的深度为30cm、20cm，以C25 混凝土为主要材料，经浇筑后形成完整的梁体结构。

锚杆：设置好格构梁后，确定其形成的交叉位置，于该处增设节点锚杆，统一采取φ130mm、长6～16m 的控制标准，主筋选用HRB335 级钢筋，间距2.5（4.0）m×2.5m，以1.5m为间隔依次设定位托架。增设杆筋浆体保护层，要求该部分厚度≥25mm，施工所用浆液的水灰比稳定在0.45～0.5。从孔底开始注浆，再逐步向上填充，保证孔内浆体达到充盈密实的状态。

锚杆及格构梁的施工作业与同级坡开挖同步推进，完成锚索框架预应力张拉后，若各项指标都满足要求即可进入下一级开挖环节，按照此流程有序操作后，能够有效避免因边坡防护不及时而引发的滑坡事故。

4 预应力锚索施工技术

4.1 预应力锚索施工工序

锚孔钻造：要求钻孔直径为180mm，锚孔倾角设为15°，满足锚固长度要求后及时停止钻进，通过高压风深度清孔，避免孔内杂物堆积现象。

锚索制作：选用高强低松弛钢绞线，工艺要求为fpk=1 860MPa、伸长率至少为3%。在设置好钢绞线后，应在其周边形成保护层，此部分厚度应达到25mm 或更多，自由段套上塑料套管，通过胶布有效封闭两端。锚索抗压力设计值750～1 150kN，根据此特点，将预应力拉力设为300kN，检查锚固体的强度情况，在达到设计值的70%后即可组织张拉作业，正常情况下发生于注浆7d 后。锚索张拉遵循的是分级的原则，即25%、50%、75%、100%和110%，每完成一级加载作业后都要维持2～5min 的持荷时间，结束所有张拉作业后再安排10min 用于稳定性分析，无误即可锁定，随后48h 内不出现应力松弛现象即可视为合格，再完成封锚作业即可。

压浆：压浆施工作业选择的浆液水灰比为0.45～0.50，首次注浆压力可视实际情况灵活调整，并无特定的要求，但必须将孔内灌满。检验第一次注浆后浆体的强度情况，上升至5.0MPa 后即可组织二次注浆作业，此阶段注浆压力应当达到2.0MPa，具体视实际情况灵活增加。锚固段的体积为重要的参考因素，根据此方面的实际情况确定注浆压力和持续时间。

具体施工工序为：施工准备→测量放点→钻机就位→下放杆体→一次常压注浆→拔除套管→二次高压注浆→等强→张拉锁定。

4.2 其他防护处理措施

边坡绿化：选择三维土工网垫植草护坡的方式。

分级平台：各级高度均设为8m，形成边坡结构后，在中间设3～6m 宽平台，通过浆砌片石的方式护砌，维持平台的稳定性。

排水措施：施作截水沟、平台排水沟，通过该设施将雨水统一转入道路排水体系内，以免因水体冲刷而导致边坡失稳现象。

深层泄水孔：按照水平、垂直间距2.5m×2.5m 的方式布孔，施工中控制好水平夹角，以5°～10°为宜，孔深5m，选择的是PVCφ100mm 泄水管，在外侧紧密缠绕2 层土工布，以150mm 为间距依次钻φ10mm 小孔，为确保泄水孔可正常使用，其露出坡面的部分应达到100mm。

4.3 施工效果

本工程边坡严重失稳、岩体破碎明显，受持续性降雨的影响易引发局部坍塌变形事故。根据高边坡的现状，提出了抗滑桩+预应力锚索+节点锚杆格构梁相综合的支护方案。结果表明，边坡支护效果良好，公路可正常使用，具有较显著的社会经济效益。

5 结语

复杂路堑边坡防护是维持公路正常使用的必行之举，但地质条件错综复杂，需要通过现场勘察的方式准确掌握坡体情况，以地层信息为依据采取正确的支护施工技术。施工期间加强动态化控制，提高支护方案与实际情况的协调性，以便创造良好的支护效果，满足安全、经济等多重要求。