山岭路堑高边坡抗滑综合治理关键技术分析

苏芸SU Yun

（云南交投集团云岭建设有限公司，昆明 650200）

0 引言

随着国内交通事业的发展，公路建设也在朝着大、难方向进行。在对山岭重丘区进行方案对比时，隧道方案往往因为造价和工期问题无法较好的满足实际情况，因此大多数情况下都是直接对其进行开挖，但由于地质和边坡高度问题，开挖后在降雨时，极易造成土体滑坡从而损失[1]。此时，采用抗滑桩处置或修建排水系统以及对边坡进行防护的方案都不甚理想，因此有必要对其进行综合处理。

本文以某一云南山岭重丘区陡坡地形路堑高边坡为例，由于路堑开挖及修筑便道，极易引起滑坡体，进行动态设计优化后，针对此情况，采用了在边坡脚施作抗滑桩群和建立排水系统、路堑边坡采用锚杆（索）框格梁等综合治理方案，从而达到稳固高边坡的目的。最终治理结果表明，此方法不但行之有效地控制了山体滑坡的风险，而且操作简单，施工方便，不需大型机械设备，又能确保工期和质量。拟为相关类似工程提供参考[2]。

1 工程概况

云南某公司承建的高速公路K419+630～K419+720段，主要为泥质粉黏土。由于路堑开挖及修筑便道，极易引起滑坡体发生。原设计为现浇拱形格防护，共五级边坡。其中K6+790-K7+400 段在开挖过程中坡体渗水严重，地质多层明显膨胀土发育，多为粉质黏土、泥质粉砂岩。该段边坡于2018 年1 月出现第一次下滑坍塌并出现多条裂缝，2018 年4 月初裂缝出现扩展趋势。在雨季施工中受连续集中降雨的影响，右侧边坡出现裂缝发生大面积坍塌后仍出现大量裂缝并有进一步扩大的趋势。为降低施工安全风险、保证滑坡体的稳定，决定采用在边坡脚施作抗滑桩群和建立排水系统、路堑边坡采用锚杆（索）框格梁等综合治理方案，如图1、图2 所示。

图1 地质处置断面图

图2 抗滑桩布置示意图

2 复合结构施工工艺技术阐述

2.1 工艺原理

①先行开挖抗滑桩，依据实际开挖掘露的地质判定，动态调整抗滑桩桩底标高等设计参数；成桩后在桩顶设置水平位移变形监测点，必要时在抗滑受荷侧桩周，设置应力监测装置。②随后从路堑坡顶开挖至抗滑桩桩顶，边开挖边完成锚杆（索）框格边坡防护；应通过试验锚索（锚杆）进行动态调整，保证的锚杆（索）抗拔力、锚索合理锚固长度；及其合理的施工工艺参数[3]。③路堑开挖、边坡防护施工至抗滑桩桩顶后，工期允许时，应做适当的施工停顿，待坡顶原地面、碎落台等变形监测，锚杆（索）应力监测趋于稳定后，再进行桩顶至路槽区域的路堑开挖。④进行桩顶至路槽区域开挖时，边开挖边安装桩板墙的挡土板，并依据桩顶水平变形情况，采取合适频率的变形监测，必要时进行抗滑桩应力监测。⑤将抗滑桩开挖、路堑开挖掘露的地质参数，坡顶、碎落台、桩顶、桩周、坡脚、锚杆（索）变形监测、沉降观测、应力监测等数据进行整合，自行组织对结构设计、施工工艺进行动态优化。合理控制抗滑桩桩长与锚固长度、锚索总长与锚固长度、路堑坡比与路堑总高度等关键结构参数。⑥采用三维激光扫描仪，对路堑整体进行变形监测，快速进行数据处理、数据分析；与全站仪监测数据进行对比、校核，保障数据可靠性。

2.2 技术特点

依据行业绿色公路建设理念，及“双碳”国家战略要求，本工法通过动态设计、信息化施工技术管理模式，采用先行开挖上挡抗滑桩（等同“埋入式抗滑桩”工艺）、在抗滑桩顶受荷侧设置应力监测、路堑开挖至抗滑桩顶后边加板边开挖的施工设计。保障施工阶段安全生产可靠性、服役阶段结构耐久性同时，努力寻找最少路堑开挖高度、最优抗滑桩长度、最优框格梁锚固长度，尽量减少路堑对原有天然植被的破坏与扰动，合理控制工程造价[4]。该工法主要特点如下：①采用“埋入式抗滑桩”工艺，即先行施工上挡桩板墙的抗滑桩，与先开挖路堑边坡至抗滑桩桩顶，再施工抗滑桩相比，可有效规避路堑边坡崩塌等，对人工挖孔造成的安全风险；②先行施工抗滑桩后，进行坡顶至桩顶区域的路堑开挖时，抗滑桩可有效锁定坡脚，减小施工导致的工程滑坡风险，减小该区域坡面岩土变形值；也可为抗滑桩与桩周岩土间适应变形赢得时间；③进行桩顶至路槽区域路堑开挖时，由于坡顶至桩顶区域岩土与框格梁变形风险降低，使得框格梁+桩板墙锁定坡顶至桩顶区域岩土的可靠性明显提升，可有效降低桩顶至路槽区域路堑开挖的岩土与防护结构变形风险。

3 综合治理关键技术分析

本工艺适用于山岭重丘区和土质或石质滑坡体“上挡抗滑桩板墙+锚杆（索）框格护坡”陡坡地形路堑高边坡复合结构的岩土开挖、防护结构施工，可根据土层埋深，调整抗滑桩长度、桩截面和抗滑桩群布置形式。

3.1 操作关键技术分析

①挖掘程序视土层性质及桩孔布置形式而定。抗滑桩群位于浅层土体滑坡上，桩孔一字形布置时，一般采取间隔跳两桩分批开挖，避免孔间因间隔过小而造成坍塌，待混凝土灌注后达到设计强度的70%，再开挖其它桩孔[5]。

②挖掘时，不必将护壁表面修成光面，要使桩孔壁凸凹不平，以增加桩的摩擦力。

③在挖桩孔的过程中，经常检查桩孔尺寸和平面位置，桩孔的中线偏差不得大于桩长的0.5%，截面尺寸必须满足设计要求，不得有欠挖。

④挖桩孔时，有渗水应及时支护孔壁，防止水浸泡孔壁造成坍孔，渗水应予以集中排除，或用井点法降低地下水位。

⑤桩孔挖掘和支撑护壁两个工序连续作业，中途不得停顿，以防坍孔。应分节开挖，分节高度0.6～2.0m，挖一节立即护一节，围岩松散时，应适当缩短分节，但不应在土石层变化处、涌水处或滑面处分节。

⑥挖孔达到设计标高，并经测量人员测量认可后，方可进行孔底处理。孔底必须做到平整、无松碴、污泥及沉淀等，嵌入岩层深度、岩层风化程度和岩性情况应符合设计要求。

⑦灌注混凝土。1）在灌注前，应检查净空断面及孔深是否符合设计要求，钢筋笼是否位于设计标高，并凿毛混凝土护壁。2）灌注混凝土必须连续作业，严禁中途停工，并及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。3）导管提升时应保持轴线和位置居中，逐步提升，如导管法兰盘卡挂钢筋骨架，可转动导管使其脱离钢筋骨架，移至挖孔中心，当导管提升到法兰盘接头露孔口上一定高度，可拆除一节和两节导管，重新固定导管，漏斗接头重新插入井口导管内，校正好位置后，方可继续灌注[6]。4）拆除导管动作要快，时间一般不宜超过十五分钟，要防止螺柱、橡胶垫圈和工具掉入孔内，并注意安全，拆下的导管要立即清洗干净，堆码整齐。

3.2 抗滑桩关键技术分析

①挖孔时，进口围埂应高出地面20cm，开挖过程中，防止杂物从孔口掉入孔内。②当孔内有渗水时，应及时排除或用井点法降低水位。③挖掘暂停时，孔口应覆盖。④孔内爆破后，应迅速排除炮烟，并经爆破员检查无盲炮或盲炮排除后方可进入孔内作业。⑤当孔深大于12m 时，应对孔内有毒气体和CO2浓度进行测定，并通过通风后，方可进入孔内作业。⑥孔口上方搭设雨棚，防止雨水倒灌。⑦孔口的塔架应搭设牢固，并在其上设置安全防护标志。

其主要施工流程如图3 所示。

图3 抗滑桩施工工艺图

为对其进行相应的质量分析，其主要质量控制指标如表1 所示。

表1 主要质量控制指标

3.3 高边坡关键技术分析

①边坡防护作业，必须搭设牢固的脚手架，对地基和脚手所用材料、扣件或连接件，要认真检查，合格后方可使用。②人工抬运石块和搬运砂浆、混凝土等材料所用工具必须牢固可靠，如绳、筐、桶等。③格构梁施工应自下而上进行，抬运跳板应坚固，并设防滑条。④打设锚杆或勾缝应自上而下进行。严禁在施工完毕的坡面上行走，上下时设置爬梯。⑤锚杆孔施工钻机的施工平台应进行受力验算。⑥坡面防护工程施工应采取必要的安全防护措施，如挂设安全防护拦截网，施工时禁止上下层交差作业。

其主要施工流程如图4 所示。

图4 高边坡施工工艺图

图5 防护设计图

4 结论

本文以某一云南山岭重丘区陡坡地形路堑高边坡为例，在采用“埋入式抗滑桩”施工工艺，降低抗滑桩施工安全生产风险；增加部分人工挖孔工程数量，但可以提前进行地质验证，为结构动态优化提供可靠数据；也可以有效减低施工阶段发生工程滑坡的施工安全风险。同时，在采用桩顶受荷侧连续性岩土应力监测数据等，实现信息化施工、动态设计，达成结构最优、最环保、最安全、造价合理。最后，依据开挖掘露的地质记录动态数据、抗滑桩顶岩土应力动态监测数据、坡顶与碎落台岩土变形常规监测数据、锚杆（索）应力动态监测数据，与边坡、抗滑桩、锚杆（索）框格护坡的原结构设计数据比照，进行动态设计调整。实现施工安全、结构可靠、环保最优、造价最优。提出地质参数、边坡高度及坡比、锚杆（索）锚固长度、上挡抗滑桩板墙结构参数的结构设计、施工设计参考值数据，取得企业岩土设计与施工的“大数据”经验积累。