崔 敏

（甘肅省交通工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

黃土作為第四紀(jì)松散沉積物的一種，自身構(gòu)成與性質(zhì)的特殊性決定了其在工程建設(shè)領(lǐng)域中的特殊地位。和同期其他沉積物相比，黃土在地理分布上也存在著一定的規(guī)律，我國(guó)黃土面積約64 萬(wàn)km2，在國(guó)土總面積中占比6.6%左右[1]。因?yàn)辄S土物理構(gòu)成、結(jié)構(gòu)以及自身所處地貌及構(gòu)造環(huán)境的特殊性，如果在切割強(qiáng)烈、地形起伏偏大的黃土溝壑與梁峁區(qū)修筑公路項(xiàng)目，在現(xiàn)有技術(shù)及客觀條件等因素的限制下，勢(shì)必會(huì)進(jìn)行大范圍開挖施工，形成高陡的黃土邊坡。高邊坡的穩(wěn)定與支護(hù)效果直接影響著公路運(yùn)行安全性、基礎(chǔ)建設(shè)投資效益和養(yǎng)護(hù)成本，故應(yīng)加大對(duì)相關(guān)施工技術(shù)的研究力度，最大限度的提升高邊坡的建設(shè)水平。

1 工程概況

B 公路工程處于黃土地區(qū)，工程路線起終點(diǎn)K15+145.791～K20+094.561，路線全長(zhǎng)4.950 km，工程公路等級(jí)達(dá)到二級(jí)，設(shè)計(jì)車速60 km/h，雙向兩車道、路基、車道寬度分別是12 m、3.5m。在本工程中新建2 座橋梁，1 座隧道，工程造價(jià)10488.5 萬(wàn)元。本標(biāo)段共計(jì)有5 段屬于高邊坡防護(hù)工程，分別是：①K15+400～K15+525 段；②K16+640K16+740 段；③K17+501～K17+540 段；④K17+700～K17+779 段；⑤K19+221～K19+260 段。

公路黃土高邊坡的形成和沿線的地形地貌之間存在密切關(guān)系，本公路工程線型主要沿溝谷布置，并靠近自然斜坡坡腳位置，修建道路過程中對(duì)路段采用的是半填半挖及全挖工法，這是黃土高邊坡形成的重要基礎(chǔ)。本標(biāo)段中形成的高邊坡基本是由新、老黃土構(gòu)成，局部深切溝谷路段形成了由老黃土和第三系紅粘土與基巖構(gòu)成的邊坡。圖1 是K15+400～K15+525 高邊坡的剖面圖[2]。

圖1 K15+400～K15+525 段高邊坡的剖面圖

2 高邊坡支護(hù)施工現(xiàn)狀及存在的問題

2.1 防護(hù)力度明顯不足

既往有人員對(duì)陜西、甘肅、河南等7 個(gè)省區(qū)黃土地區(qū)已建成的高邊坡進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，在被調(diào)查的6000 km的線路中，發(fā)現(xiàn)黃土區(qū)域公路高邊坡數(shù)高于250 處，90%以上的高邊坡分布在省內(nèi)新建高速公路、一級(jí)公路及國(guó)道二級(jí)公路改造區(qū)段，前兩者均進(jìn)行了一定支護(hù)防護(hù)設(shè)計(jì)，二級(jí)公路上僅有局部進(jìn)行了支護(hù)設(shè)計(jì)，三級(jí)之下的公路黃土邊坡基本沒有進(jìn)行防護(hù)，邊坡出現(xiàn)的各種病害直接影響公路營(yíng)運(yùn)安全性。

2.2 支護(hù)防護(hù)型式較單一

因?yàn)樾褪絾我?，?huì)造成大范圍護(hù)面墻施工對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，還可能因護(hù)面墻設(shè)計(jì)高度不精準(zhǔn)對(duì)坡面完整性造成不同程度的損害。在布設(shè)護(hù)面墻時(shí)，設(shè)計(jì)方有可能未深入了解整個(gè)坡面的土質(zhì)狀況，對(duì)本地降雨特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不全面等，造成對(duì)坡面進(jìn)行防護(hù)的設(shè)計(jì)欠缺完整性，采用傳統(tǒng)低等級(jí)公路的設(shè)計(jì)理念與方法，僅將一定高度漿砌片石護(hù)面墻布置在坡腳局部，沒有重視強(qiáng)化護(hù)面墻上部邊坡的坡面穩(wěn)定性[3]。

3 邊坡施工技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

3.1 攔渣墻或擋土墻

攔渣墻工法主要適用于高邊坡開口之外還存有較高自然邊坡，公路工程里程相對(duì)較長(zhǎng)，沿線道路狀況較復(fù)雜的工況中，用于高山、峽谷等地區(qū)公路建設(shè)中有相對(duì)較高陡的自然邊坡，且邊坡上存在著不能控制的危巖體，為規(guī)避巖石崩塌掉落而損壞公路工程，建議在和公路工程邊坡開口線之外一定范圍中布置長(zhǎng)度適宜的攔渣墻，其對(duì)高邊坡上巖石滾落過程能起到較好的攔截作用，進(jìn)而使公路工程的安全性得到更大保障。擋土墻工法主要被用在邊坡開口線之外有一定面積的覆蓋層前緣，在高邊坡具體施工階段，若不能徹底清理掉覆蓋層，則施工方可以嘗試將一道擋土墻布置在覆蓋層的前緣，并配合使用“植草+框格梁”的固化方法。

3.2 錨索框架梁施工

本工程施工中，因?yàn)橛龅搅诉B續(xù)強(qiáng)降雨天氣，K19+221～K19+260 段邊坡在K19+76 部位坡頂上兩處泉眼在極短時(shí)間中朝向外部冒水，并且還有斷層生成的破碎帶，雨水持續(xù)滲流到本段邊坡坡體中，造成局部坡面發(fā)生溜塌情況。為應(yīng)對(duì)上述問題，采用8m×8m 預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁對(duì)區(qū)段進(jìn)行防護(hù)。預(yù)應(yīng)力錨索框架有施工難度大、工序繁瑣、工期漫長(zhǎng)等特征，本區(qū)段整個(gè)邊坡長(zhǎng)32m，配合應(yīng)用4 束鋼絞線錨索，錨索長(zhǎng)度共3034m，錨固段長(zhǎng)8～12 m，單孔拉力設(shè)計(jì)350kN，呈方形排布，設(shè)定間距4.0 m×5.5m，截面規(guī)格0.5m×0.6 m。錨索施工流程可以做出如下表述：錨索設(shè)計(jì)與加工→修筑坡面及測(cè)孔→鉆孔→安裝錨索→輸注漿液→封孔→框架梁、錨斜托→張拉、鎖定以及局部補(bǔ)漿→C30 砼封錨處理[4]。

框架梁、自由段、錨固段組合制作預(yù)應(yīng)力錨索，配合應(yīng)用4 束鋼絞線錨索，沿著錨索體軸線方向在鋼筋每間隔2m 布置一道架線環(huán)，錨索體保護(hù)層厚度≥2 cm；用HDPE 管作為自由端套管，封堵自由端時(shí)應(yīng)用防水膠布多層綁扎處理。手工安裝錨索體過程中，配合使用高壓風(fēng)吹孔，緩緩將錨索安置進(jìn)孔中，利用鋼尺度量孔外露的預(yù)應(yīng)力筋長(zhǎng)度，據(jù)此測(cè)算出孔內(nèi)錨索長(zhǎng)，確保錨固長(zhǎng)度的有效性。本工程中選用普通硅酸鹽水泥注漿，水泥砂漿配比1:1，水灰比控制在0.4～0.5，強(qiáng)度≥40 MPa。注漿壓力0.5～0.8 MPa，具體操作時(shí)觀察到孔口連續(xù)溢漿5 min 以后暫停注漿，砂漿凝固以后發(fā)現(xiàn)其體積收縮時(shí)，要盡早進(jìn)行補(bǔ)漿，直到整體注滿。鋼筋砼框架梁施工階段，控制框架梁坡度1：1，利用C30 砼實(shí)現(xiàn)整體澆筑，豎梁澆筑在前，橫梁澆筑隨后，人工捆綁鋼筋，立模板，鋼筋錨固模板以后澆筑砼，確保以上操作的連貫性，拆模后持續(xù)養(yǎng)護(hù)7d。本工程中，錨索設(shè)計(jì)拉力350 kN，張拉分級(jí)穩(wěn)壓3 min，最末級(jí)穩(wěn)壓5 min；封錨時(shí)采用的砼等應(yīng)高出框架梁砼一級(jí)。

3.3 坡體排水

地下水是導(dǎo)致高邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)變形問題的主要因素之一，應(yīng)用地下排水措施時(shí)是采用減少滑坡土體內(nèi)含水量的方法，提升其抗剪能力，進(jìn)而改善抗滑性能。滲溝、隧洞、滲井、仰斜排水孔等均是當(dāng)下可供選擇的地下排水工法，其對(duì)高邊坡能起到較好的加固作用[5]。

3.3.1 坡體內(nèi)部排水

采用仰斜式排水孔能較好的排出坡體內(nèi)部的地下水，且經(jīng)濟(jì)性較高。采用該種工法前，要全面掌握地下水的水量大小、補(bǔ)給始源、運(yùn)動(dòng)遷移規(guī)律及巖土賦水性。通常將仰斜排水孔的深度控制在30～50m。過長(zhǎng)時(shí)不僅會(huì)增加鉆孔方向的控制難度，也易造成孔中出現(xiàn)塌孔或堵塞情況，降低應(yīng)用效果。仰斜排水孔的間距控制在5～10m 內(nèi)，孔上仰角度5～10°，孔徑70～150mm，用直徑60～100mm 塑料或金屬管插進(jìn)孔中組作為濾水管。管底局部是流水槽，上部 3/4 范圍中均勻預(yù)鉆Φ5～12mm 孔眼以促進(jìn)集水過程。管壁外部包裹1～2 層鍍鋅鐵絲網(wǎng)或土工布，其對(duì)淤塞形成能起到一定防控作用。

本工程中滑面處于開挖面之下12～15m，結(jié)合監(jiān)測(cè)資料發(fā)現(xiàn)整個(gè)滑坡均處于穩(wěn)定狀態(tài)。且路塹設(shè)計(jì)標(biāo)高位處于地下水位之下3～8m，綜合分析后認(rèn)定地下水位偏高是造成坡體變形的一項(xiàng)敏感性因素，確定了如下的綜合整治方案：

順沿路塹坡腳布置仰斜排水孔，孔深 32.5m，仰角 5°，孔口標(biāo)高按照路基設(shè)計(jì)高出1.2m，共計(jì)24 根；

邊溝下方布置縱向排水盲溝，總長(zhǎng)350m；

對(duì)坡頂進(jìn)行清方減載處理，削方平臺(tái)上布置截水溝；

坡腳處布置高度達(dá)5m 的抗滑擋土墻，坡面均采用窗口式骨架護(hù)坡。

3.3.2 坡體淺層排水

主要用于排除擋土墻、護(hù)面墻后方的地下水，既往利用將泄水孔布設(shè)在以上構(gòu)造上的方法，可能會(huì)因設(shè)計(jì)精確度不足、施工不規(guī)范等，導(dǎo)致泄水孔失效，還會(huì)在水流作用下導(dǎo)致墻體或坡體坍塌。鑒于以上情況，本公路工程建設(shè)階段，決定應(yīng)用PVC 半花管將傳統(tǒng)泄水孔取代，取得了較好的排水效果。PVC 管材經(jīng)濟(jì)性較高，半花管加工操作簡(jiǎn)單，施工快捷，能取得較好的排水效果。

3.4 植物防護(hù)

植物護(hù)坡技術(shù)主要是應(yīng)用坡面植被的地下根系及地上莖葉的作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)坡面的有效保護(hù)，將沖刷、侵蝕的危害程度降到最低。近些年，公路建設(shè)者在黃土地區(qū)不同道路建設(shè)中采用了多種植物防護(hù)方法，常用的有如下幾種：

3.4.1 栽藤護(hù)坡

即將攀緣性藤蔓類植物栽種在護(hù)面墻、抗滑樁擋土墻等之上，用其遮擋和環(huán)境協(xié)調(diào)性較差的人造景觀，對(duì)環(huán)境能起到較好的美化作用。藤蔓類植物自身有較強(qiáng)的覆蓋性。在防控降水對(duì)坡面的擊濺作用方面也表現(xiàn)出良好效能。在公路工程建設(shè)實(shí)踐中，如果發(fā)現(xiàn)巖質(zhì)或土石質(zhì)等不適合栽種草樹的低矮邊坡上，可以嘗試采用栽藤的方法，進(jìn)而減輕降水對(duì)邊坡造成的破壞。

3.4.2 三維網(wǎng)植草護(hù)坡

該項(xiàng)護(hù)坡技術(shù)主要是應(yīng)用三維塑料網(wǎng)自身具備的固土能力，將單層適合植物生長(zhǎng)的耕植土堆填在剛挖出的坡面上，而后將一些植物栽種在填土之上。具體施工過程可以做出如下闡述：坡面清理→開挖固定槽→鋪筑三維網(wǎng)→填土撒種→管理養(yǎng)護(hù)。

3.4.3 厚層基材噴播

采用特定額度機(jī)械設(shè)備把植被種粒、肥料、土壤、保水料等混合物添水后，通過高壓噴射至巖質(zhì)坡面。在確定噴射層粘結(jié)硬化以后，便會(huì)在巖面上形成具備較強(qiáng)抗沖刷能力的硬化層，這種硬化層內(nèi)具有連續(xù)空隙構(gòu)造，為植被根系生長(zhǎng)創(chuàng)造良好空間。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，邊坡是公路工程的重要構(gòu)成部分之一，為確保邊坡施工過程的安全性、穩(wěn)定性，在邊坡施工中應(yīng)合理應(yīng)用適宜的支護(hù)技術(shù)方法進(jìn)行防護(hù)，前期應(yīng)做好公路工程現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘測(cè)工作，在此基礎(chǔ)上選擇適宜的支護(hù)施工方法，并加強(qiáng)各項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用過程管控，確保公路工程應(yīng)用過程的安全性、可靠性，為我國(guó)公路事業(yè)健康發(fā)展保駕護(hù)航。