黃吉國(guó)　黃蛟

摘 要：為探索山區(qū)普通公路松散堆積體路基病害快速處治方法，通過(guò)對(duì)堆積體路基主要病害調(diào)查分析，并基于災(zāi)害治理交通保障要求，提出了用微型鋼花管樁注漿組合加固技術(shù)處治病害方案。通過(guò)在試驗(yàn)段應(yīng)用，其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、施工及保暢等方面均取得非常滿意的效果，為山區(qū)普通國(guó)省道干線公路類似地質(zhì)災(zāi)害治理提供了很好的借鑒與幫助。

關(guān)鍵詞：山區(qū)公路；松散堆積體路基；病害快速處治；鋼花管注漿組合

中圖分類號(hào)：U418.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）35-0122-03

Abstract： In order to explore the quick treatment method for the diseases of the loose accumulation roadbed of the ordinary highway in the mountainous area， through the investigation and analysis of the main diseases of the accumulation roadbed， and based on the disaster treatment， the traffic guarantee requirements are put forward. This paper puts forward a scheme to treat the disease with the grouting combined reinforcement technology of miniature steel flowered pipe pile. Through the application in the test section， its technical， economic， environmental protection， construction and smooth and other aspects have achieved very satisfactory results， for the mountain area of the common national and provincial highway similar geological disaster management provides a good reference and help.

Keywords： mountain highway； loose accumulation roadbed； disease treatment； steel tube grouting combination

1 概述

由滑坡、崩塌產(chǎn)生的破碎巖石及碎屑經(jīng)水流等自然力量或人類生產(chǎn)活動(dòng)搬運(yùn)堆積于山坡、谷地、山麓和河灘的松散堆積體在西南地區(qū)尤為普遍并大量存在[1][2]。普通國(guó)省干線公路不可避免會(huì)穿越這些堆積體，對(duì)其開(kāi)挖、加載等建設(shè)擾動(dòng)極易誘發(fā)堆積體變形失穩(wěn)，引起新的滑坡、崩塌和不均勻沉降等地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重威脅道路通暢和運(yùn)輸安全，是公路部門必須研究解決的重大工程課題。

目前，堆積體災(zāi)害的處治設(shè)計(jì)并無(wú)規(guī)范可依，象抗滑樁及錨索（桿）等加固措施雖然能很好處理滑坡（崩塌）堆積體路基病害，但高成本、長(zhǎng)工期和難施工是普通山區(qū)國(guó)省干線公路難以承受的，特別是大開(kāi)挖帶來(lái)的難以保障交通問(wèn)題更是不可接受。為此，作者單位與招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司合作，依托G210線桐梓崇溪河至蒙渡橋公路改擴(kuò)建項(xiàng)目K2023+500～K2023+560段堆積體滑坡治理典型工程，開(kāi)展了用微型鋼花管樁注漿組合加固技術(shù)處治滑坡的關(guān)鍵技術(shù)研究，并將研究成果運(yùn)用于其他類似工程，取得非常好的治理效果。

通過(guò)在試驗(yàn)段的工程應(yīng)用，表明用微型鋼花管樁注漿組合加固技術(shù)處治松散堆積體路基病害在技術(shù)上是可行的，同時(shí)具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、施工快捷和非開(kāi)挖特點(diǎn)，是山區(qū)普通國(guó)省干線公路基于交通保障需要的處治類似地質(zhì)災(zāi)害非常實(shí)用有效的一種方法。

2 松散堆積體路基主要病害與成因分析

松散堆積體是一種介于巖石和土之間的特殊土石混合體，其組成物質(zhì)變異性大、空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜、結(jié)構(gòu)松散、力學(xué)性能差異顯著，屬典型的不良地質(zhì)結(jié)構(gòu)，受車輛荷載和路基填筑及雨水浸潤(rùn)時(shí)極易產(chǎn)生滑坡、沉陷、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，給公路交通營(yíng)運(yùn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。通過(guò)對(duì)貴州山區(qū)普通國(guó)省道堆積體路基病害調(diào)查分析，其主要病害集中表現(xiàn)為滑坡、崩塌和不均勻沉降等。

2.1 滑坡病害及產(chǎn)生機(jī)理

滑坡是貴州山區(qū)堆積體路基的主要破壞型式，通常表現(xiàn)為路堤隨滑坡體向坡腳滑移和路塹上邊坡向公路滑動(dòng)。滑坡體沿滑移方向多呈牽引狀和縱長(zhǎng)型，部分滑坡可由坡腳一直牽引至邊坡頂部，嚴(yán)重時(shí)會(huì)阻斷交通，因此影響極大?；潞穸扰c大氣風(fēng)化作用層深度密切相關(guān)，大多具有淺層性，一般為1.0～3.0m，多數(shù)小于6.0m[2]。

滑坡產(chǎn)生原因一般有內(nèi)因和外因兩方面。一方面松散堆積體由土石構(gòu)成和結(jié)構(gòu)松散、不密實(shí)、大孔隙、底層細(xì)顆粒飽水等特征決定了其抗剪強(qiáng)度不高，抗滑能力不足，在外部因素影響下，極易打破平衡引起滑坡。另一方面由于大氣降水滲透至堆積體底部界面，造成地下水和細(xì)顆粒物在這些界面不斷累積或劣化原有巖土體并最終形成滑動(dòng)面，在自身重力作用下發(fā)生位移變形從而形成滑坡[1]，因而貴州山區(qū)堆積體滑坡通常發(fā)生在大雨之后，或發(fā)生在長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)下雨過(guò)程中。

2.2 崩塌病害及產(chǎn)生原因

崩塌也是貴州山區(qū)公路極易發(fā)生的一種地質(zhì)災(zāi)害，通常發(fā)生在較陡或較高邊坡，沿河因水流沖刷無(wú)防護(hù)的堆積體路堤也極易發(fā)生此類災(zāi)害。一般發(fā)生在大氣降水之后，特別是久旱之后突遭大暴雨更容易發(fā)生。其規(guī)模和影響程度均小于滑坡災(zāi)害，但具有突發(fā)性和難以預(yù)見(jiàn)特征。

崩塌一方面是因自身結(jié)構(gòu)上的缺陷引起。通常堆積體邊坡由于結(jié)構(gòu)松散、組成材料不均勻不連續(xù)、節(jié)理裂隙發(fā)育充分，巖體風(fēng)化嚴(yán)重，顆粒之間粘聚力C和內(nèi)摩擦角φ很小，一旦遇到外部環(huán)境變化就很容易發(fā)生崩塌。另一方面也由于氣候變化、大氣降雨、水流沖刷、人類施工活動(dòng)和車輛碾壓等外部因素?cái)_動(dòng)，極易誘發(fā)崩塌災(zāi)害的發(fā)生。

2.3 路基不均勻沉降及產(chǎn)生原因

路基不均勻沉降是貴州山區(qū)堆積體路段的又一主要病害，無(wú)論路堤還是路塹都可能發(fā)生。它不僅影響行車速度與舒適性，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響行車安全，是公路建設(shè)和營(yíng)運(yùn)養(yǎng)護(hù)必須要重點(diǎn)解決的技術(shù)難題。

產(chǎn)生堆積體路基不均勻沉降的原因一方面是由于堆積體本身結(jié)構(gòu)疏松，組成材料粒徑差異很大，在自然狀態(tài)下并未完全固結(jié)，即使路基施工時(shí)進(jìn)行了壓實(shí)，但壓實(shí)深度很有限（一般不超過(guò)1米），隨著時(shí)間推移和車輛荷載的反復(fù)作用，巖土體繼續(xù)固結(jié)和被壓實(shí)，從而引起路基的不均勻沉降。另一方面則是地表（下）水的滲入使堆積體顆粒間粘結(jié)力C和摩擦角φ減小，從而導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度降低，在反復(fù)荷載作用下引起路基沉陷變形。

3 山區(qū)松散堆積體路基病害處治的特點(diǎn)與要求

山區(qū)普通國(guó)省干線公路一般都承擔(dān)著一定區(qū)域的主要運(yùn)輸任務(wù)，是連接大型貨物堆場(chǎng)、車站碼頭、工礦區(qū)和旅游景區(qū)與高速公路的重要連接線，在貴州山區(qū)通常具有唯一性和不可替代的作用，因此它的改造與災(zāi)害治理既不同于一般新建公路，也不同于高速公路的建設(shè)，它有其自身特點(diǎn)與特殊要求。

3.1 保障交通要求

普通國(guó)省道由于承擔(dān)著繁重的運(yùn)輸任務(wù)，一般具有大交通量和重載交通特征，在山區(qū)具有不可替代作用，無(wú)論是干線公路改造還是養(yǎng)護(hù)工程實(shí)施都不能中斷交通，因而保障道路通暢就成為普通國(guó)省道改造和養(yǎng)護(hù)的首先要求，這與新建公路或高速公路建設(shè)可以封閉交通進(jìn)行施工形成鮮明對(duì)比，所有施工方案與技術(shù)措施都必須圍繞保障交通這一特殊要求來(lái)展開(kāi)。針對(duì)松散堆積體路基病害治理就是要研究交通影響小的非開(kāi)挖處治技術(shù)。

3.2 經(jīng)濟(jì)性要求

貴州普通干線公路改造或地質(zhì)災(zāi)害處治資金部分來(lái)源于中央車購(gòu)稅補(bǔ)貼，其缺口資金一般由各級(jí)地方政府匹配。由于地方財(cái)力不足，匹配資金往往很難足額到位，因而選擇松散堆積體路基病害非開(kāi)挖處治方案時(shí)，一般都選經(jīng)濟(jì)實(shí)用型措施。相對(duì)于資金量較充裕的高速公路來(lái)說(shuō)，普通國(guó)省道建設(shè)與養(yǎng)護(hù)更偏重于經(jīng)濟(jì)性方面的考慮。

3.3 快速施工要求

由于山區(qū)普通國(guó)省干線公路具有唯一性和不可替代作用，長(zhǎng)時(shí)間中斷交通必然會(huì)影響區(qū)域物資流通和群眾出行，給地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展造成負(fù)面影響。因此，在最短時(shí)間內(nèi)完成公路各種災(zāi)害治理就成為施工的基本要求。松散堆積體路基病害治理自然也應(yīng)該選擇能快速施工的非開(kāi)挖處治方法。

3.4 環(huán)境保護(hù)要求

山區(qū)公路通常穿越高山峽谷、地勢(shì)陡峭、生態(tài)環(huán)境脆弱、水文地質(zhì)狀況不好的山川谷地，治理堆積體路基病害就不宜大開(kāi)大挖破壞原有山體平衡，避免擾動(dòng)引起新的地質(zhì)災(zāi)害。同時(shí)大開(kāi)大挖也會(huì)造成挖方體廢料沿陡峻山坡滾落，破壞坡面原有的植被和堵塞河道，污染下游水體，造成新的生態(tài)災(zāi)難。因而，確定治理方案時(shí)，一定要選擇對(duì)環(huán)境影響較小的非開(kāi)挖處治措施。

3.5 施工方便要求

山區(qū)普通國(guó)省道公路堆積體路基病害處治現(xiàn)場(chǎng)一般比較狹窄，施工空間小，通常是邊維持通車邊施工，同時(shí)大型機(jī)具很難進(jìn)入，因此，考慮治理方案時(shí)一定要選擇施工方便快捷、不需要大型設(shè)備的處治方案。

4 堆積體路基主要病害處治方法比較

貴州山區(qū)堆積體路基滑動(dòng)變形病害通常采用擋土墻、抗滑樁和錨索（桿）等結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。微型樁組合結(jié)構(gòu)由于施工快捷且布置靈活，所需施工場(chǎng)地小并完全避免過(guò)多開(kāi)挖對(duì)環(huán)境造成的破壞，較適宜于堆積體路段病害處治和加固。將微型鋼管與注漿技術(shù)結(jié)合而成的鋼花管注漿組合加固結(jié)構(gòu)，是一種能充分發(fā)揮巖土體自身強(qiáng)度，并非常適合松散堆積體路基邊坡加固和病害處治的一種新型方法[1]。

5 示范工程與治理效果評(píng)估

課題依托G210桐梓崇溪河至蒙渡橋公路改擴(kuò)建工程K2023+500～K2023+560段松散堆積體路基實(shí)驗(yàn)路開(kāi)展應(yīng)用研究。試驗(yàn)段地貌屬構(gòu)造剝蝕淺丘地貌，道路右側(cè)為自然斜坡，道路左側(cè)路基坡腳為挖方棄土。場(chǎng)地內(nèi)最高高程473.00m，最低高程413.6m，相對(duì)高差56.40m，為典型的陡坡地形。施工單位根據(jù)原設(shè)計(jì)方案對(duì)道路進(jìn)行了拓寬回填，并在道路左側(cè)修建高度為2-3米護(hù)腳矮擋墻，于上填土。由于過(guò)往重型車輛碾壓，該段新拓寬路基發(fā)生沉降變形，左側(cè)路肩矮擋墻位移遭破壞。

施工單位于是在路肩矮擋墻左側(cè)斜坡中下部采用挖掘機(jī)開(kāi)挖探坑。根據(jù)開(kāi)挖情況，覆蓋層厚約6～8m，土層為結(jié)構(gòu)松散～稍密的崩坡積碎石土及第四系軟塑-可塑狀殘坡積粉質(zhì)粘土，下覆基巖為三疊系須家河組砂巖，坡腳有地下水滲出。現(xiàn)場(chǎng)情況見(jiàn)圖1～4。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和地質(zhì)報(bào)告分析以及處治方案對(duì)比，決定采用柔性鋼花管注漿組合加固非開(kāi)挖處治方案對(duì)示范工程進(jìn)行處治。

工程先在試驗(yàn)段設(shè)置公路橫向盲溝和地表排水管涵，用以排泄地表和地下積水，之后在道路左側(cè)路肩設(shè)置鋼花管樁并注漿，鋼花管樁頂部設(shè)置承臺(tái)，承臺(tái)上部設(shè)置道路擋墻，路基拓寬部分和墻背分層填土壓實(shí)。

試驗(yàn)段經(jīng)治理后穩(wěn)定性得到顯著提高，沒(méi)有出現(xiàn)新的變形和滑移，處治效果良好，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益，對(duì)快速處治路基地質(zhì)災(zāi)害、保障道路運(yùn)營(yíng)安全具有重要的示范帶動(dòng)意義。

6 結(jié)束語(yǔ)

（1）松散堆積體屬典型的不良地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在車輛荷載和路基填筑及雨水浸潤(rùn)時(shí)常常產(chǎn)生滑坡、沉陷和崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，給公路交通營(yíng)運(yùn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅，必須高度重視和科學(xué)治理。（2）普通國(guó)省道松散堆積體路基病害處治方法必須滿足保障交通、經(jīng)濟(jì)適用、快速施工、環(huán)境保護(hù)和施工方便等方面要求。（3）鋼花管注漿組合結(jié)構(gòu)是微型鋼管樁與地基注漿技術(shù)的結(jié)合，特別適合處治山區(qū)普通國(guó)省道松散堆積體路基病害。它屬于非開(kāi)挖處治技術(shù)，具有不中斷交通和施工方便、快捷、經(jīng)濟(jì)與環(huán)保等方面特點(diǎn)。（4）由鋼花管注漿組合結(jié)構(gòu)處治的國(guó)省道示范工程，具有處治效果好，施工便捷，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益佳等特點(diǎn)，在山區(qū)松散堆積體路基病害快速處治中具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]貴州省遵義公路管理局，招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司.普通國(guó)省干線公路堆積體路基邊坡病害非開(kāi)挖處治技術(shù)研究報(bào)告[R].2017，5.

[2]邸小勇.G42滬蓉高速重慶段松散堆積層區(qū)路基邊坡穩(wěn)定性分析及加固方法研究[D].重慶交通大學(xué)，2012.