注漿錨桿和柔性防護(hù)技術(shù)在高危邊坡防護(hù)中的應(yīng)用

[關(guān)鍵字] 注漿錨桿 柔性防護(hù)網(wǎng) 高危邊坡 

　　0引言 

　　注漿錨桿支護(hù)是在巖體內(nèi)打鉆孔， 裝入錨桿， 以錨桿內(nèi)孔作為注漿孔， 向邊坡巖體內(nèi)注入漿液的一種支護(hù)方式。其實(shí)質(zhì)是在邊坡巖體松散堆積體中， 利用錨桿兼作注漿管， 外錨內(nèi)注， 實(shí)現(xiàn)錨注一體化，不但可充分發(fā)揮錨桿對邊坡巖體的錨固作用， 且可提高邊坡巖體的強(qiáng)度和完整性。注漿錨桿注漿， 對松散邊坡巖體的裂隙、節(jié)理有效地充填封閉， 使巖層轉(zhuǎn)化為承載狀態(tài)， 大大提高了邊坡巖體的強(qiáng)度及其自身承載能力。起到了巖體自身積極支護(hù)的作用。注漿錨桿的漿液在凝固之后能夠?yàn)殄^桿端頭錨固提供了著力基礎(chǔ)。 

　　1工程背景 

　　國道318線曲水～大竹卡段公路位于拉薩至日喀則地區(qū)之間，終點(diǎn)連接尼泊爾，是西藏自治區(qū)"三縱、兩橫、六通道"骨架公路網(wǎng)中重要的一橫，在西藏乃至全國公路網(wǎng)中占重要地位。本段公路沿高山河谷地形展布，線位大多數(shù)沿著峽谷斜坡坡腳開挖修筑而成，少部分位于雅魯藏布江沖積階地之上，邊坡病害較多。 

　　1.1 K4793+260～K4793+381段高危邊坡崩塌。 

　　該段邊坡為巖質(zhì)邊坡，風(fēng)化嚴(yán)重，巖體破碎，距路面以上約10～25m處部分段巖石呈碎裂狀，為最主要崩塌掉塊區(qū)；本段邊坡坡度近75°，高約40m，受水的侵蝕和凍脹以及巖體自身重力作用極易崩塌掉塊。據(jù)公路養(yǎng)護(hù)人員介紹，本段邊坡崩塌掉塊規(guī)模及頻率較大，對行車安全造成極大威脅，崩塌掉塊破壞路面，掩埋邊溝，從而增加了養(yǎng)護(hù)工作強(qiáng)度及難度。 

　　1.2 K4798+343～+535段高危邊坡崩塌。 

　　該段邊坡主要為巖質(zhì)順層邊坡，巖層面傾向公路，風(fēng)化嚴(yán)重，巖體破碎，裂隙明顯，崩塌常有發(fā)生；本段邊坡坡度近60°，高約50m。 

　　本段大里程方向（日喀則側(cè)）為崩坡積土層，邊坡頂有一較平緩堆積平臺；小里程方向（拉薩）為順層巖石邊坡，坡頂土石相接處發(fā)育兩條小型沖溝。此種地形條件造成雨季及冰雪融水直接侵蝕沖刷堆積物使其崩落，且對順層巖體有裂隙水補(bǔ)給；冬季冰雪融水滲入巖層裂隙中，凍脹力使巖體之間裂隙增大，巖體應(yīng)力降低；順層巖石坡腳被開挖部分切斷，在各種外因及重力作用下易于發(fā)生滑塌，對行車安全造成極大威脅。 

　　1.3 K4799+300～+559段上邊坡堆積物崩落 

　　本段病害區(qū)位于雅魯藏布江二級階地之上，多為磨圓度很好的卵礫石及粉細(xì)砂層，膠結(jié)差，易散。此段上邊坡坡度約25～40°。路面從沖積地層坡腳通過，坡腳已有防護(hù)擋墻，墻高10m，墻后設(shè)漿砌護(hù)坡防護(hù)，護(hù)坡頂邊坡做錨噴處理，噴錨結(jié)構(gòu)由于長時間雨水沖刷、淘蝕坡面，導(dǎo)致其與自然坡面脫落，坡面散落破壞現(xiàn)象發(fā)育，砌體護(hù)坡被碎落物部分覆蓋，掩埋下部并堆積于擋墻頂部，砂礫石沖積地層邊坡經(jīng)雨水沖刷，碎落礫石經(jīng)擋墻頂部掉落路面，對行車安全造成威脅，損害瀝青路面。 

　　2防護(hù)工程的構(gòu)成及特點(diǎn) 

　　2.1注漿錨桿 

　　巖土錨固是巖土工程領(lǐng)域的重要分支， 已在邊坡、基坑、礦井、隧道、地下工程等工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。采用錨固技術(shù)， 能充分調(diào)用和提高巖土體的自身強(qiáng)度和自穩(wěn)能力， 確保施工的安全和工程穩(wěn)定， 并能節(jié)約工程造價， 加快施工速度， 具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。按照錨桿內(nèi)部拉筋與水泥漿體間傳力方式的不同， 可將注漿錨桿分為拉力型、壓力型和剪切型 3 種[ 2]。 

　　2.1.1 中空注漿錨桿的結(jié)構(gòu) 

　　中空注漿錨桿由中空桿體、止退錨頭、定位螺母、擴(kuò)體脹殼式止?jié){塞、碗形墊板、半球形緊固螺母等組成。各部件功能是： 

　　中空桿體： 作為錨桿抗拔力的承載體， 可兼做注漿通道。止退錨頭： 防止向上安設(shè)錨桿時桿體退縮， 兼有壓力座功能。 定位螺母： 前一螺母用于固定止?jié){塞的位置， 后一螺母旋進(jìn)， 擠壓橡膠止?jié){塞使之膨脹以達(dá)到封堵錨孔止?jié){的效果。擴(kuò)體脹殼式止?jié){塞： 被前后兩定位螺母相向擠壓后， 外鼓以達(dá)到止?jié){效果。 碗形墊板： 用于擴(kuò)大端頭錨固范圍， 便于對錨桿施加一定的預(yù)壓力。緊固螺母： 用于緊固墊板。 

　　2.1.2 中空注漿錨桿的優(yōu)點(diǎn) 

　　通過高強(qiáng)錨桿和錨注加固的共同作用， 實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)錨桿和注漿錨桿的強(qiáng)初撐、急增阻、高阻力特性， 增加控制邊坡巖體變形的能力， 提高邊坡巖體的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性， 充分發(fā)揮邊坡巖體的自承能力， 有效阻止邊坡巖體變形[4]。 

　　2.2 柔性防護(hù)網(wǎng) 

　　2.1.1柔性防護(hù)網(wǎng)特點(diǎn)和治理效果 

　�。�1）柔性與整體性。柔性防護(hù)網(wǎng)充分利用柔性材料的易鋪展性和高防沖擊能力， 使柔性系統(tǒng)各構(gòu)件協(xié)調(diào)響應(yīng)， 整體承載可釋放或緩沖巨大沖擊力， 也可允許坡面巖石在有限范圍內(nèi)發(fā)生變形， 避免局部集中受力發(fā)生破壞， 同時降低了對錨桿等構(gòu)件的能力要求。 

　�。�2）輕型化開放系統(tǒng)。高強(qiáng)度輕型化綱結(jié)構(gòu)系統(tǒng)使施工方便， 簡單。由于系統(tǒng)的開放性， 地下水可以自由排泄， 避免了由于地下水壓力的升高而引起的邊坡失穩(wěn)問題。該系統(tǒng)除對穩(wěn)定邊坡有一定貢獻(xiàn)外， 同時還減少了系統(tǒng)的視覺干擾， 對坡面形態(tài)特征無特殊要求， 不破壞和改變坡面原有的地貌形態(tài)和植被生長條件， 其開放特征為隨后實(shí)施人工坡面綠化保留了必要的條件，將工程治理與環(huán)境保護(hù)和改造融為一體。 

　�。�3）耐久性。充分利用技術(shù)成熟， 性價比良好的金屬涂層防腐技術(shù)， 采用熱鍍鋅的鋼絲繩和鋼絲或鋅鋁合金涂層鋼絲來確保系統(tǒng)較長的防腐壽命， 一般可達(dá) 30～100 年， 因超載而發(fā)生破壞時， 一般僅需要更換或修復(fù)少量構(gòu)件延長使用壽命[5]。

　　3防護(hù)工程的設(shè)計 

　　3.1 分段工程設(shè)計 

　　3.1.1 K4793+260～K4793+381段高危邊坡崩塌 

　　（1）該段邊坡為巖質(zhì)邊坡，坡度近75°，在陡崖之上與小路下方自然坡面上設(shè)截水溝一道，自左至右，向下將坡面降水引排至山體右側(cè)地勢低洼處，通過坡闊處接入路基邊溝，水溝寬60cm，溝壁厚30cm； 

　�。�2）清坡，規(guī)整地形邊界，清除浮土浮石； 

　�。�3）坡面設(shè)GPS2柔性主動防護(hù)網(wǎng)，規(guī)格為：D0/08/300鋼繩網(wǎng)和S0/2.2/50格柵網(wǎng)，進(jìn)行坡面防護(hù)，并設(shè)Φ32普通砂漿錨桿4m，采用M30水泥砂漿錨固。 

　　3.1.2 K4798+343～+535段高危邊坡崩塌 

　�。�1）該段邊坡亦為巖質(zhì)邊坡，坡度近60°，在陡崖之上小路下方自然坡面上設(shè)一道截水溝自左向右，由上而下，將坡面降水引排至右側(cè)擋墻外坡腳處，位置對應(yīng)涵洞，水溝寬60cm，溝壁厚30cm； 

　　（2）順層巖石上方有一小型水石流沖溝，主要受大氣降水影響，本次防治在山間小路與順層巖石坡頂中間部位，于沖溝中設(shè)置一道攔擋鋼筋網(wǎng)，用來阻擋水石流沖擊路面，混凝土結(jié)構(gòu)埋入土中1米。 

　�。�3）清坡，規(guī)整地形邊界，清除浮土浮石； 

　　（4）坡面設(shè)GPS2柔性主動防護(hù)網(wǎng)，規(guī)格為：D0/08/300鋼繩網(wǎng)和S0/2.2/50格柵網(wǎng)，進(jìn)行坡面防護(hù)，并設(shè)Φ32普通砂漿錨桿4m，采用M30水泥砂漿錨固。 

　�。�5）主動網(wǎng)下方5m高度范圍，于順層巖石段設(shè)兩排Φ32獨(dú)立錨桿共34根進(jìn)行順層巖石防護(hù)，錨桿長度6m，錨桿安裝并注水泥砂漿完成后，將鋼筋末端彎起用環(huán)氧樹脂砂漿封閉。 

　　3.1.3 K4799+300～+523段上邊坡堆積物崩落 

　　該段位于河流二級階地之上，坡面松散堆積物主要為磨圓度較好的卵礫石。治理措施為： 

　�。�1）在坡頂之上沿平臺設(shè)一道截水溝，將坡面降水引排至左側(cè)山間沖溝，水溝寬60cm，溝壁厚30cm； 

　�。�2）清坡，規(guī)整地形邊界，清除浮土浮石，清理漿砌護(hù)坡表層堆積物，清除漿砌護(hù)坡上沿噴錨防護(hù)碎塊，不能清除時，可直接將主動網(wǎng)壓于噴漿體表面； 

　�。�3）坡面設(shè)GPS2柔性主動防護(hù)網(wǎng)，規(guī)格為：D0/08/250鋼繩網(wǎng)和S0/2.2/20格柵網(wǎng)，進(jìn)行坡面防護(hù)，并設(shè)Φ25的中空錨桿3m，采用C30水泥凈漿錨固； 

　　（4）在原有擋墻之上設(shè)高60cm的漿砌擋墻，防止碎落物直接沖擊路面； 

　�。�5）在右側(cè)沖溝防護(hù)網(wǎng)下方設(shè)一道急流槽，疏排坡面降水。 

　　3.2施工注意事項(xiàng) 

　　施工準(zhǔn)備：施工之前，必須現(xiàn)場復(fù)核圖紙中標(biāo)明的測量控制點(diǎn)或里程樁號，并與實(shí)際交通設(shè)施位置及高程，如涵洞、路面等進(jìn)行核對，核對無誤后，才能進(jìn)行放線。建筑工程位置或刷方控制點(diǎn)位經(jīng)現(xiàn)場設(shè)計代表確認(rèn)后，再進(jìn)行施工。 

　　單項(xiàng)工程注意事項(xiàng)： 

　�。�1）邊坡刷方工程施工。邊坡土石方開挖施工要求嚴(yán)格按照具體有關(guān)設(shè)計要求進(jìn)行。對于設(shè)有錨固工程的高邊坡工程開挖，要求嚴(yán)格按照從上至下的開挖施工順序逐級開挖，待上級邊坡錨固工程全部實(shí)施并產(chǎn)生加固作用后（根據(jù)實(shí)際情況可采用有效可行的臨時加固或預(yù)加固工程措施）方可進(jìn)行下級邊坡的土石方開挖作業(yè)，逐級開挖，逐級加固，直至全部防護(hù)工程結(jié)束，確保坡體穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全。 

　　（2）砌體工程施工。砌體砂漿要求滿足設(shè)計標(biāo)號，砂漿飽滿，并按有關(guān)施工規(guī)范和規(guī)定砌筑。砌塊材料要求石質(zhì)均勻，符合規(guī)定尺寸要求，采用未風(fēng)化且不易風(fēng)化之硬石砌筑。 

　�。�3）排水工程施工。地表截排水溝要求在路塹邊坡土石方開挖施工前施做，并發(fā)揮作用，減少地表水對坡面沖刷和入滲坡體的作用和影響。 

　　（4）掛網(wǎng)錨固工程施工 

　　清坡。清坡在多數(shù)情況下，清坡工作并不是必須的，但以下兩種情況是需要加以考慮. 放線。盡管定型化標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)錨桿位置等是有尺寸限制的，但也有一定的允許調(diào)整范圍，特別是對于錨桿來講，其位置的確定具有更大的靈活性。 

　　錨筋制安。錨筋下料應(yīng)整齊準(zhǔn)確，誤差不大于±50mm，預(yù)留張拉段鋼絞線長度；錨筋的制作應(yīng)搭建高于地面50cm以上與錨筋設(shè)計長度相適應(yīng)的制作臺及簡易防曬防雨棚，受地形限制，需在邊坡平臺上進(jìn)行錨筋制作的，也應(yīng)搭架制作，同時應(yīng)做好防曬防雨措施。 

　�。�5）錨孔注漿。錨桿注漿的配合比見結(jié)構(gòu)圖，其中錨固段遇土質(zhì)或砂土狀強(qiáng)風(fēng)化巖層且富水時應(yīng)采用二次高壓劈裂注漿法來提高地層錨固力。 

　　注漿材料要求嚴(yán)格按照經(jīng)試驗(yàn)合格的配比備料，注漿漿液應(yīng)嚴(yán)格按照配合比攪拌均勻，隨拌隨用。錨孔注漿必須采用孔底返漿方法（注漿壓力一般為2.0Mpa左右），直至孔口溢出新鮮漿液，嚴(yán)禁抽拔注漿管或孔口注漿；如發(fā)現(xiàn)孔口漿面回落，應(yīng)在30分鐘內(nèi)進(jìn)行孔底壓注補(bǔ)漿2～3次，確�？卓跐{體充滿。 

　�。�6）支撐繩安裝與調(diào)試。安裝縱橫向支撐繩，張拉緊后兩端各用2～4個（支撐繩長度小于15m時為2個，大于30m時為4個，其間為3個）繩卡與錨桿外露環(huán)套固定連接。 

　　從上向下鋪掛格柵網(wǎng)，格柵網(wǎng)間重疊寬度不小于5cm，兩張格柵網(wǎng)間的縫合以及格柵網(wǎng)與支撐繩間用φ1.2鐵絲按1m間距進(jìn)行扎結(jié)（有條件時本工序可在前一工序前完成即將格柵網(wǎng)置于支撐繩之下。 

　�。�7）鋼繩網(wǎng)鋪掛與縫合。從上向下鋪設(shè)鋼繩網(wǎng)并縫合，縫合繩為φ8鋼繩，每張鋼繩網(wǎng)均用一根長約31m（或27m）的縫合繩與四周支撐繩進(jìn)行縫合并預(yù)張拉，縫合繩兩端用兩個繩卡與網(wǎng)繩進(jìn)行固定聯(lián)結(jié)。 

　　（8）完善性工序。系統(tǒng)安裝完畢后，有條件時宜用土或小石塊將平鋪在地面上的格柵壓住，避免落石將格柵向上掀起。 

　　4防護(hù)工程治理效果 

　　本次病害治理效果良好，達(dá)到預(yù)期目的，三個工點(diǎn)經(jīng)治理后，未出現(xiàn)落石或坍塌現(xiàn)象，保證了段落內(nèi)的路面安全和行車安全。 

　　5小結(jié) 

　　注漿錨桿和主動柔性防護(hù)網(wǎng)結(jié)合的方法在高原地區(qū)高危邊坡有較好的防護(hù)效果；本文中設(shè)計的防護(hù)措施能夠推廣到其他工程實(shí)例中。 

　　參考文獻(xiàn) 

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