浅议G345线路基边坡灾害处治施工质量控制措施

2023-04-16田社蕊

甘肃科技 2023年12期

田社蕊

（甘肃甘南新世纪路桥有限责任公司，甘肃合作 747000）

本项目位于甘肃省G345线舟曲至峰迭新区段公路，为原省道网规划的S313线，现有公路于2010年改建，路线起点位于舟曲县城东侧，接规划的渭武高速公路舟曲连接线终点，终点位于舟曲峰迭乡瓜咱坝西侧。根据《甘南公路事业发展中心G345线K2442+500～K2452+500段灾害防治工程一阶段施工图设计》确定的公路灾害路段和范围，本次施工主要对G345线K2448+720～865段舟曲县武都关段路基上边坡崩塌路段进行灾害处治。通过对G345线K2448+720～865段路基边坡灾害的防治和治理，实现了路基边坡防护工程达到预期的效果。

1 工程地质、水文、地震、气候条件

G345线K2448+720～865段位于甘肃省舟曲县城至峰迭新区段的武都关村，灾害隐患点位于路基挖方边坡，地质灾害隐患里程长约145 m，最大边坡高120 m，其中崩塌面最大高87 m，边坡坡率约为1∶0.75～1∶1，一坡到顶。由于项目区内新构造运动较为剧烈，现有的边坡岩石风化较为严重，土体较为松散。项目区地震烈度区划为Ⅷ度区，公路工程构造物应采取相应抗震设防措施。舟曲县属温暖带气候区，全年无霜期平均为223 d，年降雨量在400～800 mm，常年气温和润，四季分明，冬无严寒，夏无酷暑，特别是降雨，暴雨多，易引起山洪灾害。

2 边坡崩塌成因及机理分析

G345线K2448+720～865段线滑坡、滑塌路段沿白龙江布设，右侧临河，左侧靠山，左侧山体陡峭，自然综合坡率约1∶1.1，特别是山脚底部更加陡峭，路线内侧设置了5 m高内挡墙，挡墙顶部完全利用原S313线2 m高内护墙，挡墙之间设置了0.6～4 m宽的平台。由于2018年5月12日汶川大地震导致山体更加破碎，项目所在区域出现多次强降雨天气，原有山体表层土体较为松散，在暴雨的影响下，坡面在渗水的影响下重力增大，下覆出露风化严重的基岩崩塌，导致整个坡面失稳，整体呈扇形崩塌。滑塌后坡面局部岩层出露，岩性为志留系变质砂岩，坡面堆积大量的崩塌松散土体，有浅黄色粉砂土、黄土状亚黏土，偶杂少数砾石和碎岩块覆，局部表层有黄土层覆盖。项目区内以地壳抬升运动为主的新构造运动剧烈，地表切割显著，形成境内山高谷深的地貌特征，区域内地震活动频繁，岩体以软质岩为主，山体结构松散，加之暴雨频发，瞬时雨量较大，为泥石流和山体崩塌形成了条件。

由于该路段降雨渗水多赋存于表层松散土体与风化岩层的界面附近，坡体中地下水排泄条件较差，地下水在土岩界面的长期富集使土岩界面处土体含水量高甚至反复处于饱和状态，降低接触面段土体抗剪强度，在自重应力作用下产生坡体变形及滑动破坏。降雨时现有坡面有较严重的掉碎石、石块现象，坡面土体呈饱水状，局部表层石块松动，自崩塌坡面未发现地下水出露情况。现有坡体在降雨后，降雨大部分渗入土体中，后期山体坡面在不断降雨并继续下渗的情况下，有进一步变形崩塌的趋势，对其前缘的G345国道正常通行形成危害。崩塌下滑致灾后，只能对滑塌土体及时进行清除，不能对坡面松散土体进行清理，造成该路段车辆行车安全隐患。

3 边坡防护设计方案

路基防护以“稳定路基、美化环境、经济合理”为原则，依据地形、地貌、工程地质及水文地质条件、筑路材料供应情况确定合理的防护型式。结合原有公路前后路段设置防护设施的设计成功经验，利用了原挡渣墙，设计了主动防护网防护设施和锚杆框格防护。

3.1 主动防护网

G345线K2448+720-750段设有主动防护网，设计时结合公路既有边坡的状况，对岩质边坡采用主动防护防治边坡掉渣病害。本项目设计时采用对边坡顶部上沿锚杆长度6 m；边坡高度大于15 m时，上沿第二级锚杆长度采用4 m；边坡高度小于15 m时，上沿第二级锚杆长度采用3 m，中部及下部锚杆长度均采用3 m，锚杆采用Φ25螺纹钢筋制作，锚杆外露端头加工成环状。主动防护网采用Φ16横向支撑绳和Φ16纵向支撑绳，根据地形可采用4.5 m×4.5 m正方形模式或4.5 m×2.5 m长方形模式布置的锚杆相联结并进行预张拉，确保防护工程的整体质量。

3.2 锚杆框格

G345线K2448+750～K865段山体滑塌后坡面局部岩层出露，坡面堆积大量的滑塌松散土体，偶杂少数砾石和碎岩块覆，局部表层有黄土层覆盖，为保证边坡的稳定性及达到环保和绿化的要求，设计时对该段坡面采用锚杆框格进行坡面防护，该段坡面防护高度80 m，因现有坡面较陡难以放坡处治，框格梁按照清理后坡面形状设置，每级框格坡度不做具体要求，施工时结合清坡后坡面现状设置，框格梁锚杆共设置8级。第1级边坡底部基础利用既有的2 m高内护墙。根据边坡稳定性，设计边坡每10 m设一级锚杆框格防护，两级框格梁间结合情况设置平台，平台宽度按照时间情况确定，平台采用C25混凝土封面。框架由C25钢筋砼现浇，框架宽30 cm，厚40 cm，浇注前做好框内用于护坡绿化的预埋钢筋。钢筋骨架节点采用全黏结螺纹钢锚杆固定，锚固角θ一般为15°～25°（具体根据地质情况和边坡率而定），锚杆外露端头与钢筋骨架箍筋绑扎或焊接连接，第7级、第8级边坡防护锚杆采用Φ32的钢筋锚杆，长12 m，第1级、第2级边坡锚杆采用Φ25钢筋锚杆，长10 m，其余边坡锚杆均为12 m长的Φ25钢筋锚杆。框架每间隔15～25 m设一伸缩缝，缝宽2 cm，以沥青麻絮填塞。框架内设置10 cm高土工格室培土，再喷播植草（注：以上数据来源于《甘南公路事业发展中心G345线K2442+500～K2452+500段灾害防治工程一阶段施工图设计》）。

4 施工质量控制

G345线K2448+750～K865段山体滑塌边坡灾害处治工程是属于弱强风化边坡，遇雨易崩解塌方，工程施工质量及施工安全风险控制难度较大。由于锚索框格梁支护工程量大，施工工序复杂多样，清除滑坡体表面松散土体、土石、砾石、碎岩和孤岩石难度大，没有有效的施工作业面，全部为高空作业，安全管理难度大，特别要做好阴雨和大雨期施工的安全工作。

4.1 危岩清理施工

在实施主动防护网和锚杆框格防护之前，对坡体表层松散土体及岩石进行清理，清理厚度达到稳定土体表层，并对局部陡峭坡段进行适当消方及强分化层挖除，清理后坡面不得有较大突起和凹陷，清理后坡面应与周围坡面连接平顺，主动防护网安装时也应对安装坡面的危岩进行拆除，危岩清理施工应加强以下工作：

（1）做好安全防护工作。施工前要严格按公路养护安全作业规程在相应位置放置好安全警示标志和标牌，清除危岩时尽量采用人工配合机械设备清除的方法进行。清除前安全管理人员要做到科学指挥，制定好详细的施工方案，做到专人指挥和监理现场旁站。先确定应该清理的危岩松石，先人工清理，有工作面时机械配合人工清理。施工现场所有人员都必须佩戴好安全帽，高空临崖作业人员同时还要系好安全带，将安全带与安全绳扣好，安全绳要固定在安全桩上，工作时要将安全绳随时拉紧，防止安全绳过松或缠绕交叉造成施工人员身体前移，发生失足滑坡，并确保做到一桩一绳一人作业。清理边坡突出的块石和整修边坡时，应按照从上而下的顺序进行。在滑坡体上方施工时严禁在下方及道路上有任何机械和人工作业，道路两边设安全警示标志，由专职安全员把守。专职安全员要随时观察山体的稳定性，如发现有山体滑动、崩塌迹象时要立即责令作业人员从危险区域内撤出或者暂时停止施工，待隐患消除后再进行施工[1]。遇雨天、雾天和大风天均停止清理作业。与施工无关人员、车辆和机械设备不得进入施工区，清理期间对交通进行管制，禁止车辆通行。

（2）危岩清除结合该项目工程的特点进行施工。总体方案是从上到下逐层逐步施工，根据勘察报告和设计文件，认真对所要清除的坡面浮石、浮土、危岩石和孤石逐层清理和清除，清理好一层后应立即进行主动防护网施工，防止再次发生滑坡。施工时对于危岩体采用机械凿孔，钢契挤压的方法进行破碎作业。安装主动防护网路段，逐层清除，逐层挂网。每清除完一层危石，立即进行挂网施工。滑坡面清除松散土体以及松动的岩体时，严禁挖动松散体下部稳定的土体，松散土体以及松动的岩体的清理厚度应达稳定土体表层，并对局部陡峭坡段进行适当削方及强分化层挖除，清理后坡面不得有较大突起和凹陷，清理后坡面应与周围坡面连接平顺。对岩壁凹腔的边坡路段，采用C20喷射砼进行完全嵌补[2]。

4.2 主动防护网施工

G345线K1448+720-K1448+750段岩质边坡采用主动防护防治边坡掉渣病害，施工前先放线测量确定锚杆孔位，施工完成后由监理工程师对锚杆孔的深度和孔径认真检测，确保孔深和孔径检测合格，符合设计标准。对检测合格的锚杆孔要及时清孔，通常采用高压空气清孔。锚杆孔施工时一定要做到孔深大于锚杆长度5～10 cm，孔径不小于Φ42。插入锚杆，然后进行注浆，按设计要求制作水泥砂浆然后施工。施工时要确保浆液饱满，注浆体养生超过3 d之后检测合格方可进行下一道工序施工[3]。

在安装支撑绳时要根据实际地形地貌灵活施工，单张钢丝绳网编织用钢丝绳不应超过两根，施工时要认真检测钢丝绳的完整性，确保不发生断丝、脱丝、打结和明显扭曲等质量问题，整张钢丝绳网的形状达到平整。做到网片中每个交叉节点处用紧固件固定，紧固件和钢丝绳搭接处连接件表面完好无损。网片边长负误差不大于50 mm，正误差不应大于一个网孔边长。施工时从上向下铺挂钢丝网，钢丝网间重叠宽度不小于5 cm，做好两张钢丝网间扎结工作，根据坡度调整扎结点间距。钢绳网铺设由上向下施工，用缝合绳将每张钢绳网与四周支撑绳进行缝合，经施工单位自检和监理工程师抽检合格后及时进行预张拉，并做好缝合绳两端的绳卡与网绳的固定联结工作。施工过程中应随时观测边坡的稳定情况，发现问题应及时采取措施，确保施工安全。

4.3 锚杆框格施工

G345线K2448+750～K865段山体滑塌边坡灾害处治工程主体工程是锚杆框格施工。施工时根据病害情况先对整个滑坡体测量放样，然后从滑坡顶层测量放线，清除表层破碎岩石及松散土体，按设计要求分层清理、分层施工。本项目共分8级锚杆框格防护，两级框格梁结合处设置平台，平台采用C25混凝土封面。施工时应做好以下施工质量控制措施：

（1）在确定孔位时，要从第8级开始逐级向下施工，但一定要做到每级孔位与整体孔位相互衔接，确保施工内在质量合格，外观整洁平顺。测量放样时先整体测量，后逐层局部测量，严禁边测量放样边施工。

（2）每级边坡开挖完成，要安装脚手架操作平台，根据锚杆施工顺序依次搭设脚手架，脚手架要做到稳定牢固，每天要有专人检查，检查脚手架是否有沉降和不平衡情况发生。施工孔位测量完成后，钻机施工时要用专用三脚支架提升至施工平台，固定好钻机，准确调整机位，并在钻机施工作业区设置相应安全防护措施，防止施工过程中产生的砂土、落石造成人员伤害或其他意外安全事故。钻孔时要求干钻，并控制好钻孔速度，确保钻孔直顺。对施工过程中遇到特殊地质情况时要及时停止施工，经认真分析研判后确定施工方法和施工工艺。施工过程中要随时检查孔径和孔深，按设计标准最大偏差控制，但在实际钻孔时为确保锚杆深度，要求钻孔深度比设计深度大0.2 m以上。完成钻孔后及时用高压空气清除孔内岩粉、沉碴和水体，并对锚孔进行逐一编号。

（3）对完成的锚杆孔，经现场监理工程师检测合格、签字同意后及时进行锚杆体的注浆。

（4）锚杆体制作时一定要在厂棚中加工，防止雨淋生锈。锚杆杆体采用螺纹钢筋，锚筋尾端要做防腐处理，每完成一件锚杆都要经监理工程检验合格并签字确认后再用于施工，同时对每根锚杆体做好编号，安装时要对编号重新确认。经检验合格的锚杆一定要做好在保存、运输过程中的防护工作，不能造成污染和损坏。安装时要对锚杆体编号与锚孔编号核对，准确无误后锚杆体放入孔内，锚杆钢筋采用全长黏结式灌浆[4]，从孔底开始进行常压注浆，注浆时一定要做到一次注满，如因正常沉降缺浆时要及时补充注浆达到注满为止，施工期间现场监理工程师一定要做到全程旁站，做好检测记录。

（5）本项目框架格梁为现浇C25砼，横梁每15～20 m设一道伸缩缝，缝宽2 cm，内填沥青防水材料。施工时注意对框格中心土工格室的固定和绑扎，锚杆与砼框架的定位、绑扎或焊接。施工时根据锚杆定位，测放出框架纵梁和横梁的位置，立模前要检查钢筋骨架的施工质量，并做好记录，然后安装好模板。先施工竖梁，后施工横梁，混凝土的浇筑必须一次不间断完成，每完成一级边坡防护后再进行下一台阶的施工。

（6）喷播植草。根据舟曲县特有的气候特点，在锚杆框架内种草时要选用适宜舟曲当地生长、根系发达的黑麦草和高羊茅多年生草籽。喷播草籽前做好土工格室的铺设工作，要求做到土工格室铺设平顺，充分展开，格室内的培土要做到填土密实，回填土宜采用土、肥料及腐殖质土的混合物[5]，表层铺设一层腐殖土或人工有机腐质土，并经人工配合小型机具压实。种草时要注意喷播均匀，并在完成喷播后用透气的农膜覆盖进行养生，确保草籽在生根发芽后成活率提高，同时也能防止因气候因素造成干旱死苗或雨水冲刷，在草长到10 cm左右时应及时移除农膜，并适时洒水浇灌。