关于岩土工程基坑边坡失稳加固技术的探讨<br/>——以日照岚山疏港铁路工程对应项目为例

关于岩土工程基坑边坡失稳加固技术的探讨
——以日照岚山疏港铁路工程对应项目为例

2024-02-25刘海超LIUHaichao

价值工程 2024年3期

刘海超LIU Hai-chao

（济南清河岩土工程有限公司，济南 250022）

0 引言

岩土工程基坑边坡失稳是岩土工程中的重要问题之一。在建筑和土木工程中，为了进行基础设施建设，经常需要进行地下挖掘或基坑开挖。然而，这些挖掘活动会导致周围土壤和岩石的变形和失稳，从而引发基坑边坡失稳的问题。日照岚山疏港铁路工程是一个重要的基础设施项目，该项目所处的地理环境复杂，地质条件恶劣，岩土工程基坑边坡的失稳问题十分突出，给项目进度和工程质量带来了严重的影响。因此，对于岩土工程基坑边坡失稳的加固技术进行探讨，具有非常重要的现实意义，可以提高工程施工的安全性和可靠性，保护人员和财产的安全。

我国针对基坑边坡失稳加固技术进行的研究主要集中在实践应用方面，以解决具体工程项目中的问题为主。国内一些研究通过理论分析、试验和数值模拟等手段，探索了不同类型的基坑边坡失稳机制和加固方法，如支护结构、地下连续墙、喷射混凝土等。个别研究还对新型材料和新技术在基坑边坡加固中的应用进行了尝试，如纤维增强土工材料、微生物固化技术等。但是，目前在这方面的研究仍存在一些问题有待完善，即缺乏系统化的理论研究、缺乏适用于不同地质条件的通用性解决方案、长期监测与评估不足。未来的研究应加强理论研究、寻找通用性解决方案，并注重长期监测与评估，以进一步提升基坑边坡失稳加固技术的可靠性和可持续性。

1 项目概况

日照岚山疏港铁路是日照市规划主导报批建设的第一条货运铁路，是日照港岚山港区集疏港体系建设的重要一环，是山东钢铁日照精品基地的生命线工程。线路全长36.67 公里，北接瓦日铁路，南至岚山港区，设高兴岭线路所、怀古站、山钢站、岚山港站，途经2 区、4 镇、62 个村庄，联通山钢、日钢、岚桥港和岚山港，全线电气化设计标准，时速80 公里，运力3500 万吨，工程总投资25.99 亿元。日照岚山疏港铁路建设标准为电力牵引、单线、货运铁路，计划工期24 个月。该线路全长44 公里，新建正线31.57 公里，有七座特大桥。涵盖跨铁路转体桥、跨高速公路悬灌梁、预制梁等多项施工内容，多处下穿上跨重载铁路、高速铁路、市政道路，技术难度高。本文主要是解决该项目中岩土工程基坑边坡失稳问题，并提供相应的加固技术。通过对日照岚山疏港铁路工程中的实际情况进行分析和研究。

该项目是日照岚山疏港铁路工程的对应项目（如图1），旨在解决岩土工程基坑边坡失稳问题，并提供相应的加固技术。日照岚山疏港铁路工程是一项重要的交通基础设施建设项目，为了确保项目安全顺利完成，基坑边坡的稳定性成为关键问题。该项目的主要目标是通过研究和探讨，提供一种有效的岩土工程基坑边坡失稳加固技术，以确保基坑边坡的稳定性和安全性。通过对日照岚山疏港铁路工程中的实际情况进行分析和研究，找出基坑边坡失稳的原因，并提出相应的加固方案，为类似的岩土工程项目提供参考和借鉴。

图1 日照岚山疏港铁路工程项目实地剖面图

2 项目内容和预期成果

2.1 项目内容

岩土工程基坑边坡失稳的原因分析：通过对日照岚山疏港铁路工程中基坑边坡失稳现象的调查和分析，找出失稳的主要原因，如土质条件、地下水位等。

加固技术的研究：基于对岩土工程基坑边坡失稳原因的分析，研究并提出相应的加固技术方案，包括但不限于土体加固、排水措施、支护结构等。

加固效果评估：通过对日照岚山疏港铁路工程中采用的加固技术进行监测和评估，并总结经验教训，验证加固技术的有效性和可行性。

经济性和可持续性分析：在加固技术选择时，考虑经济性和可持续性因素，提出经济合理且可持续发展的加固方案。

2.2 预期项目成果

基坑边坡失稳原因的分析报告：分析日照岚山疏港铁路工程中基坑边坡失稳原因的报告，为类似项目提供参考。

加固技术方案报告：提出针对基坑边坡失稳问题的加固技术方案，包括详细的实施步骤和注意事项。

加固效果评估报告：对日照岚山疏港铁路工程中采用的加固技术进行监测和评估，总结经验教训，并验证加固技术的有效性和可行性。

经济性和可持续性分析报告：考虑经济性和可持续性因素，提出经济合理且可持续发展的加固方案的报告。

3 实地观测

日照岚山疏港铁路工程项目位于中国山东省日照市，是一项重要的交通基础设施建设项目。该项目涉及大规模的岩土工程基坑开挖和边坡处理，图2 是日照岚山疏港铁路工程项目岩土工程基坑支护工程土方开挖示意图。通过实地观测，对工程地质和水文地质进行分析。

图2 日照岚山疏港铁路工程项目岩土工程基坑支护工程土方开挖示意图

3.1 工程地质分析

筹建场所勘测深层内岩土体名字以及地质年代为1层湿陷性黄土（Q4ml）、①—1 层污泥质粉质黏土（Q41），向下分别为②—1 层粉质黏土（Q4al）、②—2 层粉质黏土（Q3pl d1）、②—3 层粉质黏土（Q2e1d1）、②—4 层粉质黏土（Qlel）、③层圆砾；下伏岩层为第三系岩层（E），按照其类型和风化层情况不同（如图3），在勘测深层范围之内可以分为全风化泥质泥灰岩、强风化岩泥质泥灰岩、中风化泥质泥灰岩、全风化石灰岩、强风化岩石灰岩、中风化石灰岩。

图3 边坡治理基坑支护设备房段工程地质剖面图

图4 边坡结构安全智能结构检测系统

3.2 水文地质条件

地表水的种类主要分上层滞水、第四系孔隙度深潜和岩层承压水，关键受降水危害。上层滞水勘测期内测出平稳地下水埋深为0.86～5.90m，设计标高为15.20～23.50m，上层滞水关键成藏于上端第四系覆盖中，水流量比较小，主要是由大气降水和周边湖体补充，粉质黏土的裂隙水储水、吸水性差；岩层承压水关键成藏于岩层裂缝或软岩中，因为裂隙发育情况不同，赋存条件略有不同，其富水性也具不均匀性。本层地下水补给由来大多为上端裂隙水的竖直渗入补充不同区域地表水的侧面补充，以泥沙运动名义向低水压处代谢。岩溶地貌承压水则成藏于石灰岩裂缝及熔洞中，勘探揭开熔洞都有添充，岩溶水的连接性及透水性较弱，水流量比较小。

由于复杂的地质条件和工程规模，基坑与边坡失稳问题成为该项目面临的主要挑战。一方面，日照岚山疏港铁路工程中的基坑开挖涉及大面积土方开挖和周围土体的变形与调整，这可能引发基坑边坡的失稳问题，基坑边坡失稳可能导致边坡滑坡、坍塌或沉降等不良后果，对工程安全和工期进度产生严重影响。

另一方面，日照岚山疏港铁路工程项目所处区域地质条件复杂，存在多种边坡类型，如天然边坡、填方边坡等。地质构造活动、水文条件和土壤力学特性的变化等因素可能导致边坡的失稳问题，增加了工程施工过程中的风险，还可能导致工程安全事故和财产损失，给施工人员和周围环境带来潜在威胁。因此，需要采取合适的加固措施来确保工程的安全性和可靠性。

4 加固方案

本次日照岚山疏港铁路工程中主要采用了地下注浆和岩土锚固两个方式进行边坡加固，以下是具体方法的实施策略：

4.1 地下注浆

日照岚山疏港铁路工程采用的岩土加固技术是地下注浆技术。这种技术通过将特定类型的浆液或水泥浆料注入地下，以填充空隙、增强土壤或岩石的强度，并提高地基的稳定性。除了适用于加固地下隧道、桥梁基础和堤坝等结构外，它还可以用于其他土石方工程和隧道施工。在日照岚山疏港铁路工程中，地下注浆技术得到了广泛应用。图5 所示的就是一种动压注浆法，这是一种将超声波技术运用到注浆技术之中，通过与新科技的融合，精准控制高压与浆液的注射。

图5 动压注浆法

通过合理的注浆设计和施工控制，有效地改善了地基条件，确保了工程的安全性和可持续性。具体而言，地下注浆技术在土石方工程中被用来填充土壤中的空隙，增加土壤的密实度和强度。对于隧道施工而言，注浆技术可以填补岩石裂缝和洞穴，巩固地下岩体，确保隧道的稳定性和安全性。

通过选择适当的注浆材料和施工方法，地下注浆技术能够在不同地质条件下发挥出最佳效果。例如，在软弱土壤中，可以使用高压注浆法来提高土壤的强度和稳定性；而在岩石地层中，可以采用钻孔注浆法来填补岩石裂缝并增强地质体的整体强度。总的来说，日照岚山疏港铁路工程成功应用了地下注浆技术，充分发挥了这一技术在岩土加固中的优势。通过注浆技术的运用，工程得到了有效地加固和改良，确保了工程的安全可靠性，并为后续运营提供了可持续的基础。

4.2 岩土锚固

本次日照岚山疏港铁路工程还采用了岩土锚固的技术，这种技术通常用于支护和稳定坡地、挡土墙、地下结构等。它涉及将钢索或钢筋锚固到岩石或土壤中，以提供额外的抗拉强度和稳定性。在日照岚山疏港铁路工程中，岩土锚固技术被广泛用于山区路段的稳定，特别是在高边坡区域。这种技术的优势在于可以快速实施，降低工程成本，并有效防止坡地滑坡和土石流等自然灾害。