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前言:分析高边坡滑坡现象产生的原因可以从地貌特征、地层结构以及坡体覆盖物程度三个方面入手。其中,滑坡特征是造成边坡变形与滑坡现象的地质基础,脆弱的地质背景和破碎的岩体、风化的岩石都是潜在的滑坡安全威胁,坡体表面覆盖的残积物质虽然很多是由于自然因素形成的碎石,但是在雨水的渗入作用中却起到了优化作用,从而成为高边滑坡的诱发因素。
1.治理不稳定路堑高边坡与滑坡动态设计的意义
1.1动态设计综合概述
公路施工工程浩大,在施工之前基本就已经根据资金预算确定了施工路线和施工方案,作为一项特殊的工程,公路施工期间需要不间断的进行地势考察与环境研究,针对不同的施工路段需要设计不同的施工方案。不稳定路堑的高边坡与滑坡很难单单依靠外在观察发现潜在危机,由于高速公路的施工地形基本稳定,且施工环境普遍难以控制,因此要判断不稳定路堑的地形外观与地质结构只有从坡面进行挖掘,将地表层面破开后再分析地层内部构造与土质,将分析的结构与原设计所参考的资料进行认真对比,对关键性的差异及时向设计方进行汇报,切忌为追赶公路建设进度而忽视对地势考察,导致不可挽回的错误发生。对于原设计方案的不合理之处要及时进行信息反馈,取消稳定地底的防护措施或者加强不稳定地段的防护治理,不应该受到施工图纸的限制而在实际功路建设中畏手畏脚[1]。
1.2设计方案的经济意义
动态设计的实现不仅需要工作人员具有高度的敬业精神,还需要借助现代信息技术的支持,对施工人员反馈的信息进行验证,从而对施工路段的地质、设计参数进行最后的评断,以此作为确认或者更改设计方案的依据。在增加高速公路施工质量之外,动态设计的另一个重要意义就是经济意义。通过动态设计可以不断改善公路设计方案,准确判定出不稳定的施工路段,从而保证施工资金的充分利用,此外,从根源处对不稳定高边坡与滑坡地段进行防护还可以有效延长公路的使用期限,曾强公路后期的稳定下,从而节省出相关的高速公路防护资金与重建资金。
2.不稳定路堑高边坡施工要点
2.1施工具体方案
开挖和防护是在不稳定高边坡施工段中的基本方针,其目的是为了保证每一个环节的紧密相连与工程最终的高质量。这样的公路施工方针,也是在不稳定地段的常用手段。在施工之前,首先要做好相关的准备工作,主要包括设置截水沟、测量高边坡适合的挖线位置以及监控点的布局设计。三者之间的共同点就是都需要以施工路段的地形面貌与地层结构作为设置前提,截水沟的设置主要由坡面覆盖层的厚度决定,其目的是将坡顶的水资源截留,防止水流入坡面后破坏边坡稳定性。挖线位置的测量需要借助全站仪设备,在坡面的断面处进行放样。为保证第二次机械作业的正常运作,在首次挖掘坡面时应该再次运用全站仪检测坡脚位置,根据测定结果设置过坡平台,按照这样的步骤进行重复操作,可以将挖线控制在较为精确的范围中,从而实现测量的目的。一般而言,监控点会设置三个,位置分布在边坡左右两侧和中央位置。值得一提的是,监控点的设置情况比较灵活,可以根据坡长与高速公路施工情况适当增加或者减少监控点的设置。在进行施工时,不稳定路堑高边坡的工序应该与路堑的挖方情况进行统协设计。在坡段较长时可以采用分段式挖掘,注意要按级操作,确定一级工程的防护工作完成后才能够开始下一级边坡的挖掘工作。对于岩体不稳定的路堑高边坡可以采取爆破式施工,在这期间,要严格控制药物用量,防止爆破工作对后期的工程造成影响[2]。
2.2不稳定路堑高边坡防护施工
对于不稳定路堑高边坡的防护方式有多种选择,如预应力锚索法、锚杆框格防护等。在防护施工中,钻孔是决定工程质量的关键因素之一。以锚杆框格防护法为例,在工程开始之前首先需要通过测量计算确定孔位与钻孔设备,然后进行钻孔施工,钻孔施工合格后将锚杆按照相关的设计方案进行制作与安装,锚杆的安装位置注意要在钻孔中心处,确定锚杆安装就绪后进行注浆处理,注浆所选的材料一般为水泥砂浆,一般而言,实际所用的注浆量要略高于理论研究所确定的数量,将钢筋等材质全部设置完成后,最后还要进行一定的修理整合,确保设计外在形象的美观[3]。
3.滑坡治理相关研究
3.1排水设计
滑坡现象的发生往往和水有着密切的联系,也可以说,正是水资源在地表下的不断渗透从而导致了滑坡事件的发生。造成不稳定路堑滑坡的水主要来自雨水,因此,要防治滑坡现象首先要慈宁宫排水设计入手。截水沟的设置区域一般在滑坡范围之内,其目的是为了将坡面的雨水排放到滑坡区之外的地方,因此,在不稳定路堑的截水沟也可以称之为地表截水[4]。
3.2防滑设计
防滑设计的目的主要是为了增强坡体自身的抗滑能力,这一设计需要较强的技术支持,原理是通过改善边坡岩土体的力学强度来实现增强坡体稳定性的设计要求。经过分析,相比削坡减载而言,人工加固的方式往往更具有经济性和可行性。通过人工方式进行防滑设计最为常见的是修筑挡土墙和防护墙来支撑不稳定的岩体,此外搭建抗滑桩、灌浆加固或者修补沟缝也可以增强边坡岩体育土体的强度[5]。
结语:路堑高边坡通常是由于高速公路施工而产生的,高边坡即被挖出来的上边坡,一般这个称呼是相对于下边坡而言的。滑坡的形成则是由于岩体本身具有一定的倾斜性,在经受外界压力的冲击作用时,其重心会逐渐向软弱带发生偏移,从而造成地势分散甚至向下滑动的情况发生。不稳定路堑高边坡与滑坡治理都是当前高速公路建设中亟待解决的重要问题。
参考文献:
[1]王弟勇. 不稳定路堑高边坡、滑坡治理施工技术[J]. 西南公路,2006,04:17-20.
[2]谢东辉. 不稳定路堑高边坡和滑坡治理施工技术[J]. 攀枝花科技与信息,2005,04:12-17.
[3]李红杰. 高速铁路复杂边坡监测信息管理与边坡稳定性评价初步研究[D].中南大学,2012.
[关键词]山体边坡 施工方案 联合喷锚 技术控制
中图分类号:P694 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)34-0019-01
1、治理区概况
工程治理区位于东港市孤山镇,该治理区域长81.7m,高31.20m,治理区面积为3913.6,实际治理面积约为4000,治理区地形坡度变化较大,最陡处坡角平均在70°-75°,局部近于直立;而最缓处坡角平均在30°左右。
该边坡岩土体经过长时间的风化崩解且受连年雨水冲刷,结构已较为松散,植被覆盖率较低,一旦遇到暴雨等诱发因素,极易引发崩塌、滑坡及泥石流等地质灾害,另外靠近边坡上下边缘均是密集的居民区,地质灾害的发生会严重威胁居民的人身和财产安全。
2、工程地质条件
根据现场踏勘结果,场区内地层分布规律极差,各岩土体厚度变化较大,地层岩土体依次为碎石质粉土和强、中风化石英岩,而其中碎石质粉土的结构较为松散,其厚度从几十厘米至几米不等,而局部为基岩区,且偶含块石成分,块石最大粒径可达50cm。该山体边坡属于土质及岩质边坡。
3、设计依据
①《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2012)
②《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)
③《锚杆(索)技术规范》(CECS22:2005)
③《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
⑤《砌体结构设计规范》(GB50003―2001)
⑥《建筑抗震结构设计规范》(GB50011―2011)
⑦《公路排水设计规范》(JTGT D33-2012)
⑧《岩土工程勘察规范》(GB50021―2001)(2009修改版)
⑨《水利水电工程喷锚支护技术规范》(SL377-2007)
4、设计原则
1、经济安全原则:选择安全可靠、经济合理、技术先进,便于施工的工艺,确保边坡不发生破坏。
2、动态设计原则:根据坡面修整情况和不同地段岩土体埋深及风化程度变化情况及时调整治理细节、优化设计。
3、表面美化原则:由于边坡为永久性边坡,而工程治理区紧临孤山风景区,因此选择治理方案时需考虑边坡美观、绿化。
5、施工方案
5.1、施工段划分
根据该治理工程边坡角度及基岩埋深和边坡危险程度划分为三个区段。
第一区段位于边坡南部沟谷两侧,该区段基岩埋深较深,是未来大气降水的主要排泄通路,通过走访调查知,该处水量排泄集中,加之上覆碎石类土厚度较大,极易在丰水期形成泥石流,从而摧毁坡下房屋,该区段可定为灾害发生的危险区。
第二区段位于边坡中部,该区段基岩埋深较浅,但坡角较第一区段大,现可见在该区段已形成小的泥石流遗迹,在丰水期也可形成地质灾害,根据碎石类土厚度、泥石流遗迹、坡度角及区段坡体上下建筑物等综合判定,该区段为地质灾害发生的较危险区域。
第三区段为治理区的最北部,该处坡角很大,局部近于直立,虽然基岩埋深浅,但岩石破碎,且坡上即为一栋公寓,而坡下为居民住所,一但发生地质灾害,坡上下的居民均难以躲避,根据多种因素综合分析判定,该区段为地质灾害发生的最危险区段。
5.2、治理方式
该治理可采用两种方式,一是采用重力式毛石挡土墙,二是采用喷锚联合方式进行治理,由于工程场地狭窄,坡面高陡,若采用重力式毛石挡土墙方式进行治理,建筑材料许多都需人力搬运,搬运人员的安全难以保障,且当今人工费用很高,从经济方面考虑,其成本费用极高,不经济;若采用喷锚联合方式进行治理,虽也有许多不便,但比采用重力式毛石挡土墙治理方式要经济许多,因此,本设计仅考虑喷锚联合方式进行治理。
5.3、施工要求
根据不同区段的工程地质条件及坡体上下建筑物情况及可能发生的地质灾害危害程度,不同区段采用不同的治理方式,现分述如下:
5.3.1、第一、第二区段采用土钉喷锚方式进行治理,由于施工前需进行坡面清理,清理厚度有少量差异,加之基岩埋深的差异,因此两个区段的土钉长度有所差异,要求土钉若完全在土层内,其长度不小于1.8m,若土钉在1.8m之内遇基岩,要求入岩深度保证大于0.5m即可,但土钉最小长度不得小于1.0m,因此第一区段土钉平均长度按1.8m考虑,而第二区段土钉长度按1.5m考虑,而第三区段采用锚杆、土钉喷射混凝土联合方式进行治理,而土钉长度可按1.0m考虑。
5.3.2、施工前应先进行坡面修整,并把修整下来的岩土体外运至允许排土的场区倾倒,上述工作完成后可进行到下一工序,即喷锚联合支护施工工序。
5.3.3、在喷锚联合支护施工时,应先施工土钉和锚杆,土钉为Φ16的螺纹钢,锚杆中的锚索为Φ15.2的钢绞线或总抗拉强度不小于Φ15.2的多根钢绞线,要求把土钉安置好后,把土钉孔内用强度为C20的混凝土进行封实,而锚杆成孔孔径不小于Φ150,当钢绞线安置好后,用强度为C20的膨胀水泥砂浆进行注浆,且保证注浆饱满,以防锚孔与钢绞线未紧密接触而造成支护结构破坏。
5.3.4、当土钉与锚杆均施工完毕后,进行预制网编制施工,预制网采用Φ6.5的盘圆,定位器亦采用Φ6.5的盘圆,并与土钉焊牢,定位器钢筋纵横间距均为2.0m,要求土钉在表面外露50mm,便于和预制网挂焊,而预制网纵横间距均为200mm;当遇突出岩石处,网间距不得大于30mm,该位置不得为施工方便,而把预制网钢筋断开,在特别凹陷处应增加土钉及定位固定,保证网面平整平顺;纵向预制网钢筋上部挂在地梁上,地梁为400×400mm,沿山坡顶部布设,地梁上皮距地表200mm,强度为C20。
5.3.5、钢筋网在岩土面喷射一层混凝土后铺设,钢筋与壁面的间隙为30mm,预制网在喷射混凝土时不得晃动,在干燥时喷射混凝土前应对岩面喷水湿润,以免浆层成壳脱落,施工时应及时自下而上施工,喷射混凝土下部应埋入坡下土体150mm。为把锚杆固定和增强锚杆区域的整体性,所有锚杆最后均与20A槽钢相联。
5.3.6、泄水孔采用Φ50PVC管,按间距(纵、横)4.0m布设在土钉围成的区域正中,要求泄水管在喷射混凝土内长出50mm,端部用渗水土工布包裹,内端布设砂卵石反滤层,反滤层厚100mm,面积为200mm×200mm,而泄水管外部长出喷射混凝外150mm,外端部用编织袋包裹,避免在喷射混凝土时把泄水管孔堵塞,喷射混凝土完成后,把编织袋去掉,若发生泄水管堵塞,应清净堵塞物。
5.3.7、喷射混凝土的材料配比催凝剂参量、气压、水量、每次喷厚、层次等由现场试验确定。喷射的水泥为不含氯盐的水泥,砂石料的最大粒径为15mm,一般水泥和砂石的重量比为1:4-1:5,砂率为50%-60%,水灰比为1:0.4-1:0.5,速凝剂的添加量应按产品的说明书添加,一般为水泥重量的3%左右。
5.3.8、施工时严格按照《水利水电工程锚喷支护施工规范》的要求进行施工。
5.4、边坡截排水设施
在边坡上部及坡面两侧设置一道截洪沟,截洪沟采用C20混凝土,亦可采用喷射混凝土浇筑、截洪沟与坡下部的排水沟相连,最终所有的集水均由排水口统一排出。
5.5、边坡绿化
考虑工程场区紧临孤山风景区,为求环境美化,可在坡上种植葛藤,间距1.0m左右,坡下种植爬山虎,间距0.8m。
5.6、坡上安全围挡
为防止人畜发生滚落摔伤,可在坡上设一道铁丝网围挡。
关键词:公路施工;滑坡原因;施工方案;防治措施
前言
滑坡是山区高速公路建设中最常见也是危害最大的地质灾害,因滑坡的产生条件、影响因素、破坏机理的复杂性和多变性,一直是世界各国研究的主要地质和工程问题之一。边坡如果失稳,就形成滑坡、崩塌等地质灾害,轻则增加投资、延长工期,重则导致建筑物倒塌、甚至造成人员伤亡。目前,滑坡仍然是危害人们生命财产安全的主要灾害之一。
1、滑坡概述
斜坡上的部分岩体和土体在自然或人为因素的影响下沿某个滑动面发生剪切破坏向下运动的现象称为滑坡。滑动面可以是受剪应力最大的贯通性剪切破坏面或带,也可以是岩体中已有的软弱结构面。规模大的滑坡一般是缓慢的、长期的往下滑动,有些滑坡滑动速度也很快,其过程分为蠕动变形和滑动破坏阶段,但也有一些滑坡表现为急剧的滑动,下滑速度从每秒几米到几十米不等。滑坡多发生在山地的山坡、丘陵地区的斜坡、岸边、路堤或基坑等地带。滑坡对工程建设的危害很大,轻则影响施工,重则破坏建筑;由于滑坡,常使交通中断,影响公路的正常运输;大规模的滑坡,可以堵塞河道,摧毁公路,破坏厂矿,掩埋村庄,对山区建设和交通设施危害很大。
2、公路产生滑坡的原因分析
2.1在地质构造上,坡体表层为全、强风化岩层,岩性较软弱,岩石破碎,节理裂隙发育;
2.2路堑边坡开挖后,造成坡体岩层层面临空,使坡体上的岩土体失去平衡;
2.3路堑的开挖和削坡,破坏了坡体原有的平衡,同时坡体的卸荷,造成坡体节理裂隙张开,为坡体上水的入渗提供了通道,而灌溉水沟的存在又为坡体滑动提供了水源;
2.4下渗的水软化强风化板岩和其中的泥质,为滑坡的最终形成提供了有利条件。
3、应对公路滑坡的施工方案
3.1 普通地质情况桩身开挖:①抗滑桩施工前应先将桩位附近边坡或表层易滑塌部分清除,并做好桩位附近地表水的拦截工作。
②抗滑桩跳桩分节开挖,做好锁口盘和每节护壁。每节开挖深度不超过1m,开挖一节,做好该节护壁,当护壁砼具有一定强度后方可开挖下一节,护壁各节纵向钢筋必须焊接,禁止简单绑扎。
③浇筑护壁砼时,必须保证护壁不侵入桩截面净空以内。桩坑开挖过程中应随时校准其垂直度和净空尺寸。
3.2 特殊地质抗滑桩护壁施工处治方案:①已完成的护壁,由于变形、开裂严重,用φ108*6钢管做横撑做临时支撑,控制护壁变形。
②在已完成的护壁上开孔,由孔口处向护壁后空洞部分填充C25砼,直至护壁后空洞完全密实为止。护壁开孔由上往下,尺寸为30×30cm方孔,按2m间距梅花型布设,并在开孔处适当加设φ25Ⅱ级钢筋,使护壁、填充砼、桩周土体形成一体。
③护壁砼厚度由原设计的20cm调整至40cm,护壁钢筋由原单层钢筋网调整为双层钢筋网。抗滑桩每节护壁长度控制60cm。
④为保证抗滑桩顺利施工,在滑动面地段布置超前小导管,超前小导采用L=2mφ42*4花管,间距为50×50cm梅花型布置,外插角30度,小导管超前有效长度为1.73m,可以分二个至三个循环进行开挖。小导管采用双液注浆机注双液浆,双液浆配合比为C:S=1:0.5水灰比为0.7:0.9,注浆压力为2.5MPa。小导管不仅固结已开挖段护壁四周背后松散体,还起到超前支护的作用。
⑤护壁开挖严重无法进行,下步开挖时,回填透水性材料碎石土至开裂处进行二次开挖。 3.3 抗滑桩锚索施工:①锚索孔位测放应准确,偏差不得超过±3口,倾角允许误差小于锚索长度的3%;考虑沉碴的影响,为确保锚索深度,实际钻孔深度再大于设计深度1.0m.
②锚索钻孔时禁止开水钻进,以确保锚索深度施工不致于恶化滑坡工程地质条件。2#滑坡锚索施工时,锚索孔眼时常发生塌孔,不能正常施工。处治方法为注双液浆固结松散体,钻机二次钻孔。
③锚索张拉分五级进行,每级荷载分别设计拉力的0.25、0.5、0.75、1.0、1.1倍,最后一级需要稳定10~20分钟外,其余每级需要稳定5分钟,分别记录每一级钢绞线的伸长量。在每一级稳定时间内必须测读锚头位移三次。锚索张拉除考虑预张拉外还要交替分级张拉,交替张拉可保证各孔锚索受力均匀,张拉后若有明显的预应力损失,及时进行补张拉。
④张拉到最后一级荷载且变形稳定后,卸荷至锁定锚索。锚索锁定后,按要求切除多余钢绞线,锚头及锚孔在桩身的锚孔部位补浆完成后,用C25砼及时封闭锚头。
4、公路滑坡的具体防治措施
滑坡是在重力作用下,物质由高处向低处的一种运动形式。因此,“滑动”的速度受地形坡度的制约,即地形坡度较缓时,滑坡速度较慢;地形坡度较陡时,滑坡速度较快。滑坡的速度快时,人们猝不及防,定会造成巨大生命、财产的损失。在山区,滑坡现象虽然不可避免;但通过采取积极防御措施是可以把危害降到最低点的。
4.1 增设排水口,增加地表排水量。由于本区滑坡现象主要因暴雨所致。在雨季临时封闭高速公路易滑坡的一幅路段;临时在坡体增设排水孔,排出的地表水尽量减少渗到地下的可能,增设坡体排水沟,同时要和地下排水措施紧密配合,在滑坡后部修建截水盲洞,以降低桩后地下水。
4.2 植树种草,控制水土流失。植物主要是通过以下几个方面来实现对边坡土体的防护功能:①植物以自己的繁密枝叶来消弱雨滴动能达到对边坡土体的保护,枝叶吸附了降落到其上的降水,通过物理蒸发形式返回到大气中,这样消弱了边坡表面的径流量。②植物腐烂在边坡表面形成大量的腐殖质,一方面提高了边坡土体的渗透性能,改善了土壤的结构。另一方面是边坡表面变得粗糙,减缓径流动能。③植物根系起到了对土体“加筋”作用,有效提高土体抗剪切的能力,有效的防止水土流失。
4.3 用粘土夯实或者水泥桨封堵地表裂缝等应急措施,填堵法是一种最常见的治理方法。一般用于裂缝较浅地方的处理。当裂缝内有基岩出露时,首先把块石、碎石填入做成反滤层,或采用地下岩石爆破回填,然后上覆粘土夯实。
4.4 发挥抗滑桩的作用。加固边坡抗滑桩具有适应性强,对滑坡稳定性和地质环境干扰小,可多桩同时施工,工期短,见效快的优点。目前抗滑桩在只要求不发生大滑动的情况,还是较好的加固措施。抗滑桩放样定位应严格按设计文件所提供坐标要求,准确定位。施工前应先清除桩位附近表层易滑塌部分,同时做好桩位附近地表水拦截工作。然后开挖抗滑桩基坑,用钢筋混凝土浇筑抗滑桩;待浇筑好的抗滑桩达到设计强度后才可进行相邻隔桩基坑的开挖。在开挖桩孔过程中,地质人员需详细记录地层岩性、含水量、接触面等情况,若发现与设计情况不符时,要及时与有关部门沟通,以便及时作出设计变更。
4.5 改善边坡岩土体的力学强度。通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程等;有裂隙或软弱结构面的岩质边坡适用预应力锚杆或锚索加固。
5、结束语总之,由于各种原因导致边坡失稳,引起各种规模的滑坡时有发生,给人们的生产生活带了巨大的灾难。因此,作为公路工程技术人员,有责任和义务去研究和治理滑坡,从而减少滑坡的发生和降低因滑坡造成的损失。相信通过我们研究的不断深入,滑坡现象将在一定程度上得到控制,路建设也会更加安全。参考文献:
[1]施凤彬.浅谈滑坡群抗滑桩施工技术.
[2]肖庆丰,孙连军,王火明.浅谈滑坡成因及防治措施[J].中国水运(学术版),2006,9.
关键词:锚索滑坡治理预应力锚锭板 抗滑桩内力分析
中图分类号:P642.22文献标识码: A
1 前言
从上世纪九十年代开始,随着我国国民经济持续快速发展,公路建设事业突飞猛进,尤其是1998年中国实施积极的财政政策以来,中国公路建设投资数量之大、开工项目之多举世瞩目。到2008年底,中国公路通车总里程达181万公里,居世界第三位,其中44%是最近14年内修通的。目前已突破5万公里,高速公路总里程位居世界第二。众所周知,福建地区属低山、丘陵地带,自然地理、工程地质环境十分复杂,为公路建设产生多种地质病害的先决条件。公路是一项大型带状工程,长达几十到几百公里,有的穿越多种地形地貌类型和多个工程地质单元,甚至不同的气候区,特别是高速公路,技术标准高,路基宽度大,对山体破坏严重,将加剧各种自然和人为地质灾害的发生,从已建成的多条丘陵、山区高速公路实践证明,各类地质灾害,尤其是滑坡灾害是十分严重的。因此,在公路建设中加强地质勘测,并采取必要的工程对策,将有十分重要的意义。
2 滑坡整治工程对策
众所周知,滑坡整治是一项复杂的系统工程。其中,它的工作基本上可以概括为三部分,分别是滑坡勘察、监测和整治工程措施。勘察和监测是滑坡整治措施的基础。滑坡整冶工程措施是在勘察、监测资料的基础上,针对滑坡发生的主要原因,研究确定滑坡治理的施工方案。通常滑坡治理有以下几种措施,清方减载、挡墙、抗滑桩、预应力锚索或几种结合使用。下面结合具体工程实例详细介绍预应力锚索在山体滑坡治理上的应用。
3 山体滑坡工程实例介绍
3.1 工程概况
该滑坡位于泉三高速公路三明段,里程为K142+390~K142+630,沿线长140m,线路以路堑形式从丘陵山区中部通过。边坡高度达42m。边坡开挖后,于2006年3月11日严重滑动,坡体上裂缝遍布,牵引裂缝不断向堑顶后部的农田发展,最远距路线中心96m,其后缘出现NW40b方向,宽3~5m的张拉裂缝,该张拉带深4~5m并逐渐向后部延伸构成弧状索引缝带;坡体变形导致局部房屋开裂,已形成路堑边坡坍塌,严重影响施工的顺利进行。
3.2 滑坡治理方案
采用刷方减载结合预应力锚索施工方案,边坡共分五级,最底部为挡墙,挡墙上设四级边坡为1B115,坡高为10m,每级边坡间设310m平台,对各级边坡均采用锚索加固,锚梁间距为4m,用C25砼浇筑。锚索用8Uj15124高强度、低松弛标准强度不低于1860MPa钢绞线组成设计荷载880kN,锁定荷载800,钻孔直径130mm,布置3排,每排垂直间距310m锚索倾角25b,锚固段长度均为10m,锚索自由段的钢绞线采用聚乙烯防护,部分作防腐处理,锚孔采用30号水泥砂浆灌注,注浆压力014~016MPa。
3.3 施工工艺
3.3.1 施工作业流程(图1)
3.3.2施工顺序及施工方法
3.3.2.1 施工顺序(如图二)
(1)施工路堑顶截、排水沟,填筑滑坡后缘地表裂缝;
(2)开挖第四级边坡,施工锚索梁;
(3)开挖第三级边坡,施工锚索梁;
(4)开挖第二级边坡,施工锚索梁;
(5)开挖第一级边坡,施工锚索梁;
(6)施工路堑挡土墙。
3.3.2.2施工方法
(1)钻孔
采用5台XY-2PC钻机,4台12m3柳州空压机施工,对表层风化严重层及破碎岩层,则分别采用偏心钻头跟管钻进和中心钻头跟管钻进工艺成孔,对锚固段岩层,则采用潜孔锤钻进成孔。开孔应准确确定孔位及钻孔倾角,达到设计要求。钻孔完成后,应用强气流洗孔,若孔内有少量地下水,则采用气水联合洗孔方法,确保锚孔孔壁干净。确定孔深无误后,钻孔完成。钻孔一律打干钻,土层钻孔加套管。
(2)锚索制作安装
钢绞线长度=锚索长度+2m锚固段用U8钢筋与U60钢管焊接做成架线环,紧箍环用16号铅丝缠扎,不少于2圈,二者交错布置,间距110m,形成枣核形。为便于下锚,前端用U60钢管做成导向帽。自由段进行防锈防腐处理:
用钢丝刷除去钢绞线上的浮锈;
先涂防锈防腐底漆,表面干后涂防腐防锈面漆;
涂专用防腐油脂,然后穿上聚乙烯塑料管;
自由段与锚固段连结处,先用沥青麻丝缠绕,再套上聚乙烯管,并用铁丝扎紧;
每隔3m设置一道架线环以保证钢绞线顺直;
⑥锚索的安放应在清洗孔后立即进行,锚索必须竖直。
(3)全孔灌浆
用强制式搅拌机制浆,制浆严格按照配合比进行,灌浆用UBJ310型挤压式灰浆泵,为避免大块材料堵塞压浆泵,砂浆需经过滤网倒入压浆泵,灌浆用1根U30mm左右的钢管作导管,一端与压浆泵连接,一端随锚索同时送入钻孔底部,距孔底预留110m左右的空隙,自孔底向外灌注,随着砂浆的灌入,逐步将灌浆管向外拔出直至孔口,但在拔管过程中应保证管口始终埋在砂浆内,注浆压力014~016MPa。浆体回缩后,从孔口进行补浆。灌浆完成后,灌浆管、压浆管、搅拌机等用清水冲洗干净。
(4)绑扎钢筋,浇筑锚梁砼
钢筋绑扎严格按照设计图纸施工,预留好保护层,并且钢筋接头需错开,同一截面钢筋接头数量不得超过钢筋总数的1/4。报监理工程师检验合格后,按照施工配合比,用强制式搅拌机拌制砼,用插入式振捣器振捣密实,确保内实外光,浇筑完毕后,加强养护。为缩短工期,在砂浆及砼中加早强剂,保证7d强度达到设计的80%,以利提前张拉。
(5)张拉
对每一束锚索拟采用二次三级(或二级)张拉方式,机具为ZB4/50型油泵,YDC-1500千斤顶。具体张拉过程见下表。
第一次张拉注浆7d后进行,第二次张拉注浆14d后进行,第一次张拉时,锚固段注浆体、锚梁强度应达到设计强度的80%,张拉是由上而下分级进行。
(6)封锚
经监理工程师验收合格后,切除多余的钢绞线,同时清除支承垫板、锚具及端面砼上的污垢,并将端面混凝土凿毛,浇筑封锚砼时,认真插捣密实,浇筑后,静置1~2h,带模浇水养护。
3.3.2.3注意事项
(1)锚索设计荷载880kN,锁定荷载800kN,锚索张拉分五级进行,分别为设计荷载的0125、015、0175、110、112倍。
(2)为缩短工期,可给锚梁砼及水泥砂浆加一定比例的早强减水剂,等锚梁砼达到设计强度的80%时应急时张拉锁固。
(3)无论是边坡开挖还是锚索加固都是自上而下分级进行,严禁无序开挖,或一次开挖到路面设计标高。
(4)锚索孔位测放力求准确,偏差不得超过?10cm,钻孔倾角允许误差?2b;考虑沉碴的影响,为确保锚索深度,实际钻孔深度要大于设计深度110m。
(5)锚索造孔禁止开水钻进,以确保锚索施工不致于恶化边坡岩体工程地质条件。钻进过程中应对每孔地层变化(岩粉情况)、进尺速度(钻速、钻压等)、地下水情况以及一些特殊情况作现场记录。若遇坍孔,应立即停钻,进行固壁灌浆处理,注浆36h后重新钻进。
(6)锚索孔径130mm,成孔后的孔径不得小于该值。钻孔完成之后必须使用高压空气(风压012~014MPa)将孔中岩粉或地下水全部清除至孔外,以免降低水泥砂浆与孔壁岩体的粘结强度。
(7)锚索孔内灌注水泥砂浆,水灰比014~0145,灰砂比1B1,砂浆体强度不低于30MPa。采用从孔底口返浆式注浆,注浆压力不低于0125MPa。
4结论
在预应力锚索在山体滑坡治理中的应用的应用中,我们一定要做到以下三点:(1)合理确定锚索中预应力的大小; (2)探讨锚锭板应用的范围 (3)保证预应力锚索抗滑结构的有效性和其显著优点得以真正落实。
参考文献:
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[3]DL/T5083-04,水电水利工程5预应力锚索施工规范6[S].
[4]田贵平等.预应力锚索钻孔抗滑桩初步研究[J].重庆交通学院学报,1998,(4).
[5 ]曾德荣等.预应力锚索抗滑桩室内试验研究[J].工程力学,1999,(增刊).
关键词:组织管理;优化方案;组合钢架梁;流砂层
一、工程概况:
转龙湾矿井位于内蒙古鄂尔多斯伊市金霍洛旗境内,地处毛乌素沙漠边缘,常年风沙不断。隶属兖矿集团鄂尔多斯能化公司,该矿设计生产能力5.0Mt/a,工业场地布置有主、副斜井和回风立井,矿井采用混合开拓方式。其中主、副斜井及井下二期工程由中煤矿建二十九工程处承建,副斜井明槽长度为408m,坡度为-5.5°,断面为直墙半圆拱形,净高4.8m,净宽6.0m,支护方式采用双层钢筋混凝土支护,厚度500mm,混凝土强度等级C30,井筒明槽段所处地层均为第四系的深厚风积砂,厚度达13~31m,风积砂下面为侏罗系的直罗组岩层,主要为泥岩;明槽开挖最深处垂深达31m,上面全部为风积砂覆盖,当明槽开挖至326m时底板出现直罗组岩层,为灰绿色风化基岩,且含水,为地表水,水量约为10m?/h。
二、施工中遇到的难题
1、含水层静水位处于风积砂与风化基岩结合处,继续向前开挖后,后面已形成流砂,两边坡滑坡严重,形成了极大地安全隐患。
2、明槽段310m-407m段两边坡开挖垂深达到24-31m,滑坡严重,且雨季即将来临,必须快速通过该含水层,紧接着进行明槽砌碹工作。
3、北边边坡开挖已接近主斜井口(主副井平行距离为40m),无法进一步放坡,造成北面边坡陡峭,边坡角度达到60°。
三、施工方案
1、结合实际、查找不足
该段原设计底板为先铺设级配砂,碾压密实,然后浇注200mm的钢筋混凝土底板,碹体为双层钢筋混凝土支护,壁厚500mm;该设计没有考虑到明槽开挖会遇到流砂层,如按照原设计及正常工序施工将很难穿过该流砂层,且安全隐患大。
2、优化设计、制定方案
针对实际施工情况,经项目部研究决定,形成如下方案,并上报甲方、监理及设计院同意后实施。流砂段(326~408m)一次支护采用组合钢架梁(带底梁)+网喷射混凝土支护,钢架采用12.6#工字钢,间距1000mm,钢架间采用7根22mm螺纹钢焊接连接,组合梁采用螺栓连接;二次支护由原设计的双层钢筋混凝土优化为单层钢筋混凝土砌碹支护,壁厚不变(500mm)。
3、精心组织、细化工序
方案制定后,项目部积极准备材料、组织人员,将各道工序逐步细化,将施工中有可能存在的各种问题超前考虑,做到走一步,看三步。
①材料准备:一次支护所需材料:
带底梁的12.6#工字钢钢架80架,(钢架尺寸大出碹体外径50mm)
连接底梁的横梁12.6#工字钢160m。
普通网片1300,废旧风筒布若干。
②人员组织
③施工工序
该段一次支护要以小循环作业,先用挖机在设计尺寸外两帮挖出沟槽,在沟槽内设置一道滤水墙、一道挡水墙,滤水墙采用碎石袋堆积(网袋里面装满2-4cm碎石)作为滤水层,挡水墙采用细砂袋堆积作为挡水层,然后在两墙中间预埋两根钻有滤水孔的4寸钢管作为导水管,以上措施作为超前护砂治水措施,确保砂子挡在墙外,通过滤水层的清水能够通过导水管导出去。超前护砂治水措施完成后,挖机开始挖底板,当底板按设计坡度和宽度开挖出3-5m后,底板铺设级配砂,并碾压密实,接着铺设底板组合梁,组装墙部钢架,底板组合梁及墙部钢架操平找正后浇注混凝土垫层,厚度200mm,强度C30,将底梁打入混凝土垫层里,待混凝土凝固后开始架设拱部钢架。钢架架设完成后,在钢架外侧铺设双层钢筋网,双层钢筋网之间采用50mm后的水泥板隔开,然后再在钢筋网外层铺设一层废旧风筒布,最后在组合钢架内喷射一层100mm厚的C20混凝土。组合钢架施工完成后两帮要及时均匀回填,以防滑坡将组合钢架挤偏移。(附施工过程图)
四、取得的效果
事实证明,经过项目部精心组织,合理施工,采用组合钢架梁施工法,仅用9天时间就安全、高效穿过该流砂层。由于方案合理,施工中高标准,严要求,最终各项技术指标均达到了预期效果。
五、技术与经济效益
1、保证工程质量:采用组合钢架梁施工法,首先形成了一个封闭式的空间,将流砂挡在外面,这样可以确保二次钢筋混凝土砌碹支护时在一个良好的环境中,保证混凝土质量。
2、缩短工期:事实证明,虽然组合钢架梁施工占用了9天时间,但是在二次钢筋混凝土砌碹支护时节省了绑扎外层钢筋和组装外层模板的时间,同时由于施工条件的改变,消除了清砂、治水等工作的影响;如按原设计每砌碹一模(9m)至少需要60个小时,而优化后的方案每模仅用20个小时,加上组合钢架梁施工占用的9天时间,总工期缩短了(60-20)×10(模)÷24-9(天)=8天。
3、降低成本:取消了原设计的外层钢筋,增加了一次组合钢架梁支护。原设计外层钢筋总共需要29.1t,组合钢架梁使用钢材27.3t,而且还节省了砌碹时外层模板的费用。
4、加强支护:取消了外层钢筋,增加了120mm厚的组合钢架梁+网喷混凝土支护,加强了支护。
5、社会效益:方案成功实施后,得到了甲方、监理和设计单位的高度赞誉,更是取得了兖矿集团、济南设计研究院及中煤矿建集团多位专家的认可,赚取了良好的社会效益,为市场承揽工程提高了信誉度。