现役高速公路路基灾毁段组合防护研究——以防冲墙锚杆护面墙为例

朱文静，胡雪梨，仇思军，刘晓畅

(四川省交通建设集团股份有限公司，四川 成都 610047)

0 前 言

近年我国的公路建设快速发展，已成为世界交通大国并向交通强国奋力迈进[1]，对于保障我国社会、经济的平稳快速发展起到了坚实的保障作用[2]。然而，通车里程的快速增长也带来了巨大的公路养护问题[3]，尤其对于路基工程而言，其病害具有隐蔽性强、种类繁多、灾害突发性强等特点，若处治不当，会严重影响道路运营安全。本文结合锚杆防护的优势[5]，避免常规灾毁段护面墙修复施工的不足。以工程为对象、工艺为核心，结合具体现役高速公路灾毁段护面墙施工工程，研发出了现役高速公路路基灾毁段护岸墙锚杆护面墙组合防护施工技术。该技术在保证了施工的经济性、安全性、提高后期护面墙的防冲刷能力的同时减少了后期的维护费用[5～9]。

1 创新点及适用范围

1.1 创新点

①墙趾等被水流冲刷处采用仰斜式挡土墙支护体系，保证结构稳定性；②临河路基边坡和桥墩桩基处采用锚杆护面墙支护体系，保证原挡墙与新建护面墙的整体性；③整体支护采用防冲刷锚杆护面墙组合支护体系，可提高施工效率，降低工程造价。

1.2 适用范围

该技术适用于防冲刷护面墙施工，尤其适用于现役高速公路路基灾毁段护岸墙锚杆护面墙组合防护施工的工程。

2 工程概况与技术原理

2.1 工程概况

“5.12 汶川8.0 级特大地震”在研究区域的地震烈度最高达Ⅺ度，震害及其次生灾害极其严重，根据四川省国土资源厅、电子科技大学灾后航空摄影解译及多次勘察，沿线滑坡、泥石流、坍塌总量约3.2 亿m3，该区域内有滑坡77 处，崩塌94 处，泥石流42 处。80%以上的道路段落毁坏或被掩埋，大部分桥梁垮塌，所有桥梁严重移位变形，难以及时恢复，给灾区救援、灾后重建和今后较长时期内的阿坝州旅游产业、社会经济发展产生了巨大影响。

2020年8 月17 日19 时52 分左右开始，受持续强降雨影响，四川省阿坝州汶川县境内都汶高速公路沿线的簇头沟、安夹沟、登基沟相继突发山洪泥石流灾害，泥石流掩埋公路并堵塞桥梁、涵洞，泥水覆盖路面，导致道路双向中断，全线封闭实施交通管制。为尽快打通救灾生命通道，笔者所在公司第一时间进行了应急抢险安排部署，紧急抽调技术人员前往现场开展抢险工作，为道路的抢通保通提供技术支持。

根据预测，走廊内次生地质灾害将持续相当长的时间，同时，岷江河道的淤塞抬升和变迁也是一个长期过程，严重威胁公路和沿线设施的安全。受持续强降雨影响，簇头沟和本泥石流沟对岷江水流造成改变，加之岷江水量激增导致银杏互通范围主线左侧临河路基掏空，将服务区上游侧场坪及房建基础冲蚀破坏，严重危及服务区安全，同时路肩墙外侧边坡垮塌严重，影响路肩墙的襟边宽度及路基整体稳定性；桩板墙外侧河床下切严重，影响桩基埋置有效深度和路基整体稳定性。因此，应及时对临河路基边坡进行防护处治，保证道路及行车的安全。再者拟对K12+855～K13+017 段边坡坡脚处设置5 m高防冲墙，并在墙顶设置台阶式锚杆护面墙至路肩墙墙趾处；拟对K13+017～ K13+029 段路基脱空段落坡脚处设置桩基承台，桩基之间设置防冲墙，并在承台顶设置台阶式锚杆护面墙至路基边缘高处，并用浆砌片石填筑路基空洞；拟对K13+029～K13+130 段桩板墙外侧坡脚处设置5 m高防冲墙保护抗滑桩的埋置深度，处治方案如图1所示。

图1 银杏坪段下边坡处治方案图

2.2 技术原理

针对高速公路路基灾毁段采用护岸墙锚杆护面墙的组合防护形式，针对墙趾等被水流冲刷处采用较大片漂石进行回填，随后施工仰斜式挡土墙；同时为保护临河路基边坡和路肩墙的稳定性，在护岸墙上设置锚杆护面墙，且在护面墙内加设钢筋网片，同时护面墙内侧间隔设置混凝土耳墙，保证原挡墙与新建护面墙的整体性，在挡墙外侧用较大片漂石进行回填，保护挡墙的稳定性。在锚杆护面墙上按设计要求布置泄水孔，挡墙及护面墙每隔一定距离设置一道伸缩缝，在既有桩板式挡墙外侧用较大的大片漂石回填，保护桩板墙的稳定性。

3 工艺流程与操作要点

3.1 工艺流程(见图2)

图2 现役高速公路路基灾毁段防冲墙锚杆护面墙组合防护施工流程图

3.2 操作要点

3.2.1 仰斜式挡土墙施工

1)测量放样。根据现场实际情况计算出每段墙体开挖边线及计算好每次开挖的相关宽度及高度，并在相关位置做好标记，随后在施工现场进行放样，若挡墙基坑计算数据有偏差应及时改正，测量时应随时做好记录及现场标记，如图3所示。

2)基坑开挖。根据施工现场地下水及该工程所在地降雨情况并结合实际施工工程量、基坑平面尺寸选择合适的降排水措施，将地下水降至施工允许范围内后进行机械开挖，待机械挖到距设计高程200 mm处后，改为人工开挖至设计高程，随后应立即对基坑相关参数进行检查，符合要求后进行下一道工序施工。一般应挖呈四面锥形，即基底应比基础的平面尺寸宽50～100 cm，便于后期模板支设及混凝土浇筑。基坑应按地质条件等情况，采取合理的放坡(1∶0.5～1∶1)系数。施工过程中遇地下水渗出时，应根据不同地质情况及开挖深度，采用喷锚网或钢板桩等支护措施，待支护结构稳定后进行后续开挖工作(见图4)。

3)模板安装。采用钢模、钢管支撑进行墙身及基础模板体系支设，支撑间距应满足规范允许要求。先检查模板表面的平整度，模板在安装前应刷脱模剂。两侧模板采用对拉螺杆进行加固，为保证混凝土浇筑高度，需在模板上按照挡土墙设计标高画出标高定位线。

4)混凝土浇筑。挡土墙混凝土浇筑前应对模板的轴线位置、标高等相关参数进行检查，并清理模板内杂物，随后对模板进行安装检验，验收合格后方可进行混凝土浇筑。由于挡土墙过高，故应采用分段、分层的浇筑方式，分层厚度不大于300 mm。在上层浇筑完毕后预埋Φ25连接钢筋，以增加结构整体性能；下次浇筑时，应提前凿除已浇混凝土顶面松散混凝土及浮浆，再行施工。混凝土振捣采用插入式振捣棒，混凝土振捣时应逐层、分区振捣，仔细振捣每个角落，尤其是墙角等转角位置应加强振捣。混凝土浇筑振捣过程中应观察模板变化及支撑情况，防止因混凝土浇筑或振捣荷载过大而引起模板变形或支撑承载力不足从而引发安全事故。

图3 刷边坡

图4 基坑开挖

5)养护拆模。挡土墙混凝土浇筑完成后，应立即采用覆盖及洒水养生，待混凝土达到拆模条件后方可拆模。拆模前应进行相关审批手续，不可随意拆模，拆下的模板应进行各项检查，并及时清理模板表面杂物，随后应按顺序堆放，便于下一次使用。

6)泄水孔设置及墙背回填。墙身按设计图纸设置泄水孔，孔后设置颗粒透水性材料；随后进行墙背回填，墙背回填料的各项参数及相关性能应经过严格检测并满足要求，回填应分层填实，不得一次性填至设计标高。

3.2.2 锚杆护面墙施工

1)锚杆孔测量放线。根据锚杆(见图5)护面墙的施工图纸，采用全站仪将锚杆孔位置准确定位在坡面上。

2)钻孔设备。根据实际工程、施工现场机械情况、现场人工操作水平等其他相关因素来选择钻孔设备。

3)钻进方式。钻孔过程中严禁加水，必须干作业成孔，因在施工过程随意加水可能会导致周围岩体发生稳定性问题。应严格控制钻进速度，不得为赶工期而随意加快钻进速度。

图5 锚杆

4)孔径孔深。锚杆钻孔的孔径、孔深等应满足设计图纸的要求。按实际施工要求选择合适的钻头直径，根据实际需要及施工误差来确定锚杆孔深，以此保证锚杆的锚固长度。

5)锚杆孔清理。在锚杆孔钻孔施工完成后，应立即将锚杆孔内的碎屑及水清除，防止杂物影响锚杆承载力。

6)锚杆制作及安装。采用φ28螺纹钢筋制作锚杆，使用前清除表面锈迹及杂物，在锚杆长度范围内每隔2 m设置一组钢筋托架。锚筋尾端进行防腐处理，锚杆安装前需再次认真核对锚孔编号，避免出现锚杆编号与锚杆孔编号不一致的情况，安装过程中通过测量锚杆外露长度确定锚杆插入深度。根据规范操作安装锚杆，待锚杆达到设计深度后将锚杆端头与护面上的墙钢筋焊接固定，以保证锚杆的承载力。

7)注浆。注浆应分两次，一次常压注浆作业从孔底开始，二次注浆在一次注浆浆液达到5.0 MPa强度后再进行，二次注浆施工顺序应满足规范要求。

3.2.3 护面墙混凝土浇筑

注浆完成后应尽快制作安装护面墙体钢筋，分段由下往上安装模板，模板安装好后应立即检查，随后浇筑坡面混凝土(见图6)。受坡度影响，宜采用塌落度较小的混凝土。两相邻墙体接触处留2 cm宽伸缩缝，用沥青麻絮填塞，填缝深度应满足设计要求并不少于10 cm。

图6 浇筑护面墙

4 材料与设备

1)主要材料如表1所示。

表1 主要材料表

2)主要设备机具如表2所示。

表2 主要设备机具表

5 质量控制标准

①《公路工程质量检验评定标准》(JTGF 80/1—2004)；②《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ 33—2012)；③《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T 3650—2020)；④《公路工程质量评定标准》(JTG F80/1—2017)；⑤《工程测量规范》(GB 50026—2007)；⑥《公路工程施工安全技术规范》(JTG F90—2015)；⑦《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130—2011)；⑧《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ 46—2005)；⑨《起重机械安全规程》(GB 6067.1—2010)；⑩《汽车起重机和轮胎起重机》(JB/T 9738—2000)；《钢筋焊接及验收规程》(GB 50164—2011)；《钢筋机械连接通用技术规程》(GJG 107—2010)。

6 结 语

现役高速公路路基灾毁段修复施工工程广泛采用锚杆施工。本文将护面墙与锚杆两者的优势相结合，对灾毁路基进行组合防护修复施工，确保修复施工后边坡的稳定和安全。经后期检测发现，护面墙与锚杆两种施工技术的结合，既可以保证灾毁段可以得到有效修复，又可以提高修复防冲墙的受力性能，同时根据后期检测及数据比较发现，该施工方式有良好的治理效果并产生了较大的经济效益，对现役高速公路灾毁段护岸墙修复施工的发展有着重要的意义。该路段修复完成后，后期维修费用较低，同时，采用本文阐述的施工方式施工后，坡面直顺美观，在社会上得到了广泛的应用，具有较好的社会效益，也为类似防护工程提供借鉴。

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