山区高速公路顺层滑坡桩板墙施工关键技术研究

2021-07-25卢清强

科技创新导报 2021年6期

卢清强

摘要：山区高速公路顺层滑坡的稳定及防护控制是棘手施工难题。对于不同地层条件下的滑坡，需合理地选择不同的防护和控制措施。本文以渝黔高速为研究对象，以现场试验为主要研究方式，对这一典型山区高速公路顺层滑坡段的桩板墙施工技术进行研究，并提出成套的施工工艺，研究结果可供类似滑坡防护施工提供参考和借鉴。

关键词：山区高速公路顺层滑坡桩板墙关键技术

中图分类号：U417.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2021）02（c）-0019-05

Study on Key Construction Technology of Pile Sheet Wall for Bedding Landslide of Expressway in Mountainous Area

LU Qingqiang

（No.1 Engineering Development Co.， Ltd.， of China Railway 14th Bureau Group， Rizhao， Shandong Province， 276826 China）

Abstract： The stability and protection control of bedding landslide of expressway in mountainous area is a difficult construction problem. For different geological conditions of landslide， different protective measures should be selected adaptively. Taking Chongqing-Guizhou Expressway as the research object and field test as the main research method， this paper studies the pile sheet wall construction technology of this typical mountain expressway bedding landslide section， and puts forward a complete set of construction technology， which can provide reference and reference for similar landslide protection construction.

Key Words： Mountainous expressway; Bedding landslide; Sheet pile wall; Key technology

山区高速公路顺层滑坡的稳定及防护控制是棘手施工难题，不少学者进行了相关探讨和研究。王飞、邱磊[1]将某软岩边坡作为研究对象，并根据实际工程的地质勘探和设计资料，采取“坡脚挡土墙+中部抗滑桩+坡表锚索框架梁”作为顺层滑坡防治技术。黄丰发[2]基于依托工程对滑坡的滑坡特性、和诱导其发生的原因等进行深入的剖析，并基于研究结果提出相应的滑坡防护和控治技术并使用于实际工程。王训锋、花艳丽[3]以某高速公路顺层滑坡为研究对象，通过现场勘探及工程类比，提出滑坡原因分析、滑坡防治措施等。方仁印等[4]在山区高速公路顺层滑坡体中引入预应力锚索抗滑桩结构进行滑坡的探究。周训华[5]和李东[6]对山区高速公路滑坡类型、滑坡原因及滑坡防治措施进行了研究。咸玉建等[7]通过现场踏勘和灾害调查，对滑坡的总体稳定性进行了分析并提出利用桩板墙进行处理的综合措施。谢涛[8]和吴江[9]等以陡坡地基桩板墙支护路堤为研究对象对路基的变形演化规律进行了探究。

综上所述，山区高速公路的顺层滑坡防护和控治技术是系统性且极其复杂的难题，其作为施工的重点和难点问题，需要引起足够的重视。本文依托渝黔高速公路的顺层滑坡问题为研究对象，采取桩板墙施工技术对其进行防治，可供类似研究借鉴。

1 工程概况

渝黔高速K25+044～K25+636为顺层滑坡体段落，设计采用桩板墙防护。根据地质调绘及钻孔揭露，此工点地层主要泥岩、粉砂岩、长石砂岩，岩层产状250°∠46°。依托工程的边坡形式是一种顺向边坡，地层的倾向和边坡的倾向以比较小的角度交汇。层面为临空状态，研究对象的整体稳定主要由层面决定，边坡工程可能发生沿层面的滑移。

2 桩板墙的施工关键技术及其工艺流程

抗滑樁采用人工挖孔，需采用浅眼松动爆破技术，需对爆破进行专门设计并根据地质情况进行动态调整。进行抗滑桩的现场施作时，开挖必须采用跳桩法进行，按照由段落两端向中间集中的方式进行依次施工。

施工工艺流程如下：施工现场通过放线的方式进行定桩位和高程→首先开挖首节桩孔的土石方→在支护壁模板的相应位置安放附加钢筋结构→浇筑首节护壁的砼直至混凝土高出地表面约30cm→检查核对桩中央的轴线情况→现场安设垂直运输架设备 →卷扬机的安设→吊桶、照明设备、活动盖板、水泵、通风机等设备安设→开挖并吊运次节桩孔位置处的土石方→率先拆除首节的支护和次节的护壁模板→浇筑第二节护壁上的混凝土结构 →检查并核对桩中央轴线的位置→依次向下逐层进行施工作业→进行扩底部位的土方结构开挖 →验收和检查→钢筋的捆扎→放置混凝土结构串筒→浇筑桩身的混凝土结构→安装挡土板结构。

3 桩板墙施工关键工艺方法

3.1 施工准备

首先对桩位进行测定、其次对现场进行平整处理并安设井架设备，修建用于出碴等施工所需的线路。开挖前做好防排水工作并安设防雨设备。开挖后应及时进行锁口和护壁等的设置。

3.2 孔口部分处理

根据现场的实际地质特性将井口的深度开挖至1.0m时，采取和护壁结构为同一强度等级的钢筋混凝土结构进行浇筑并形成相应的锁口以防止注入雨水及预防在进行下部的井壁在施工过程导致井口位置发生坍塌等灾害现象。锁口顶面平整，高出原地面30cm。

3.3 开挖方法

对于粉质粘土，由于其土质较软，采用人工直接挖孔，混凝土护壁跟进施工。基于粉砂岩、强分化泥岩、泥岩、长石砂岩的成分主要以粘土矿物质为主、石英长石含量次之，结构不均，局部富集砂质，钙泥质的胶结特性，强风化岩体的结构完整性差，强风化的厚度为0.5～3.4m之间。粉砂岩主要呈现出层状构造以及粉粒结构，其主要的矿物组成是石英长石，粘土矿物含量其次，钙质胶结，强风化岩体完整性差，强风化的厚度为0.5～3.8m之间;长石砂岩主要表现为层状构造特性和粉粒结构，其主要的矿物组成为石英长石，其次是粘土矿物含量，钙质胶结，强风化岩体完整性差，强风化的厚度为0.5～3.4m之间。因此在开挖时采用钢钎、风镐开挖。

对于中分化泥岩、粉砂岩、长石砂岩，中风化岩体较完整、未揭穿，不利于人工开挖，采用浅眼松动爆破法进行开挖。现场进行施工爆破时需要严格控制炸药的使用含量，并实时在炮眼的邻近增强支护和护壁等相关辅助措施以避免孔壁出现塌陷的灾害现象。同时混凝土护壁施工要及时跟进。

3.4 爆破设计

在现场的挖孔过程中如果碰到岩石地层时，其施工方法应采用挖孔爆破形式进行。现场爆破作业前需要专门的进行爆破设计并采取浅眼松动爆破的施工方法开展现场爆破。

（1）爆破设计参数。爆破设计参数如表1所示。其中掏槽孔孔深1.5m、辅助孔及周边孔孔深1.2m、循环进尺控制在1m，每一循环总计炮孔数27个。共布置5个掏槽眼、掏槽眼间距25cm，对中间之外的其他4个孔进行装药。辅助孔布置6个、间距70～80cm，周边眼布置16个、间距55～60cm。炸药单耗按1.7kg/m3试爆，根据现场情况及时调整。现场施工的炮孔的示意如图1。

（2）装药结构与堵塞方式。根据实际施工现场炮孔的具体开孔部位，采用持续装药的装药形式严格按照各自的装药含量大小及雷管段分别进行放药。将用于引爆的药包放于孔的底端的位置，采用药包的聚能穴向外反向放药的形式，所有炮孔均采用细沙或者黄泥材料进行严格堵塞，堵塞的长度孔口不应小于0.3m。

（3）起爆网路。孔内的雷管选用毫秒导爆管，孔外采用“大把抓”的方式进行分组且每组不大于20发，最后将各组合并成为一束捆扎起爆雷管。要求每个“扎头”的传爆雷管必须位于中央位置，每根导爆管需排列均匀并捆扎严实，外接击发针和母线，起爆方式为起爆器充电。

（4）防飞石危害措施。为防止爆破飞石对周围的设备、建构筑物及相关设施产生破坏影响，根据实际的现场情况采取以下方法进行防护。在井口用方木（≥150×150mm）架空二层（按“#”字形排列），再放置钢筋网（￠≥18mm，网格≤200mm×200mm），接着放置一层铁皮和水平错缝堆码二层的砂包（见图2（a））。井口四角用砂包垫平垫高（0.3m），直接用大于10mm厚钢板盖封桩口，见图2（b）。

3.5 孔桩爆破盲炮处理

（1）当施工现场的起爆网路经过核对确定后，即可重新开展新的起爆。（2）如果在清碴过程中发现存在盲炮现象时，可用油漆先做好相应的标记，再打平行孔并进行装药爆破，所有的盲炮与平行孔之间的距离需大于0.3m。此外，可以通过在盲炮的孔口内部取出一些填塞物的方式来对平行炮孔的方向进行判定。（3）可采用竹、木或其它不易发生火花的相关类似原料制成的辅助设备将炮孔内的填塞物缓慢的取出并利用药包对其开展诱爆。（4）可采用远间距进行控制的风水喷管在安全地点以外将盲炮的填塞物和火药取出孔洞并采用相应的辅助手段对雷管进行进一步的回收控制。（5）对于盲炮的处置应当在当班按规定处理，如果因故未能当班处置或未及时有效处置完毕，现场人员应将施工炮孔的具体方位、盲炮的具体数量、起爆药包的相应位置和现场装药数目等盲炮所有实际情况，相应的现场处置方法及处置意见在现场需与下一班人员讲述清楚以继续进行进一步处理。（6）对距孔底标高50cm以上范围内停止爆破，采用人工进行开挖以防止爆破对孔底造成扰动进而影响到基底承载力。（7）终孔岩样并用胶袋密封装好进行留存。（8）人工挖孔桩在实施爆破后，不应急于到工作面检查，要先进行通风，过10～15min后，待爆破气体散开排完才可以下至工作面检查，通过检测仪器检测，符合标准要求后，施工人员才能进孔施工。

3.6 护壁施工

挖孔桩的护壁结构采用厚30cm C20混凝土，采用C20作为分布筋与竖向筋对挖孔桩周围的土体进行保护。（1）模板施工。在架立施工的模板前需要对岩壁上的所有松动石头和相应浮尘进行认真的清除以确保护壁的混凝土结构和地层能够保持有效的紧贴状态，施工现场的护壁模板均采用2块活动钢模板进行有效联合拼装制成。施工现场通过中央线对护壁的支模进行确定，将控制桩轴线及高程引至首节的混凝土护壁结构上，利用十字线对每节进行对中，利用吊垂球对中心点的位置进行控制，4个边的净距采用尺杆进行找寻，最后基于参考点的位置对孔深进行丈量。为便于现场的拆模及浇筑，上、下口之间的角度应该做成一定的倾角形式，上口的孔径应与实际设计的相同，当施工现场的地层情况较差，需要采用钢筋等结构对每节护壁间通过连接用于增强和保证上下节护壁之间的完整性能。（2）护壁砼灌注。在护壁混凝土的整个灌注过程中均采取相关提升设备对砼材料整体运送，其捣固利用小型的插入式振捣器。在灌注混凝土结构时，两节护壁之间应能保证产生相互交叉的搭接状结构。在护壁整体灌注后，桩井的净截面参数需大于桩身的设计截面参数，现场每施工完三节护壁结构后需要核查一次桩中央位置并对桩的垂直度和直径参数核对，如若出现结构存在错误时应实时采用相关有效方法进行更正。为确保护壁结构能尽早的达到固壁的效果，在混凝土搅拌的过程中需掺入一定量的早强剂以增大混凝土整体的初期强度。当桩身要求拆去护壁结构时，护壁和桩身之间需通过必要的方法来确保拆除护壁结构后桩身仍然具备平滑和美观的特性。

4 结语

本文以渝黔高速为研究对象，以现场试验为主要研究方式，对重庆典型山区高速公路顺层滑坡段的桩板墙施工技术进行研究，并提出成套施工工艺，包括不同地质条件下的适应性开挖方法、爆破设计和护壁施工等，对顺层滑坡防护起到了良好的施工效果，能够为相似滑坡防护施工提供参考和借鉴。

参考文献

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[2] 李丹峰.旋喷桩加固桩板墙桩前软弱地基模型试验[J].铁道勘察，2020，46（5）：46-50.

[3] 张海波.桩板墙在滑坡治理中的应用及其数值模拟分析[J].交通科技，2020（1）：54-57.

[4] 王飞，邱磊.山区高速公路软质岩路堑顺层滑坡机制及整治方案研究[J].路基工程，2020（1）：184-188.

[5] 黃丰发.广东某高速公路岩质边坡滑坡原因分析及治理措施研究[J].路基工程，2018（S1）：192-195.

[6] 王训锋，花艳丽.某山区高速公路滑坡分析及处治措施[J].公路与汽运，2016（2）：143-145.

[7] 方仁印，余红安，刘日圣.某山区高速公路滑坡成因分析及治理措施[J].中外公路，2012，32（5）：54-57.

[8] 周训华.贵州山区高速公路滑坡类型及特征分析[J].路基工程，2011（5）：178-180，183.

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