皮博輝

（1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)勘查勘查院, 河南鄭州 450000；2.河南省金屬礦產(chǎn)深孔鉆探工程技術(shù)研究中心, 河南鄭州 450000）

根據(jù)具體項目壺關(guān)縣橋下鄉(xiāng)大河村不穩(wěn)定邊坡（崩塌）地質(zhì)災(zāi)害治理項目設(shè)計為例, 該項目位于山西省壺關(guān)縣橋下鄉(xiāng)大河村。通過勘查設(shè)計方案顯示大河村不穩(wěn)定邊坡（崩塌）具有以下幾個顯著特點：首先是邊坡上部居住人口密度較高, 建筑物分布較密集, 邊坡下部為太行山大峽谷青龍峽漂流景區(qū), 對地質(zhì)災(zāi)害的敏感度高, 人口及財產(chǎn)數(shù)量較大, 不穩(wěn)定邊坡危害程度大；其次以往發(fā)生的小規(guī)模崩塌事件集中在雨季發(fā)生, 說明降水入滲坡體對邊坡的穩(wěn)定性影響較大；再次邊坡坡體及頂部人類工程活動較多, 坡項建筑物及古道距離邊坡很近, 三段邊坡削坡空間較小。該不穩(wěn)定邊坡（崩塌）的特點, 從項目區(qū)的施工條件來看, 三段不穩(wěn)定邊坡（崩塌）采用局部削坡、清理坡腳堆積物, 利用自然邊坡修護(hù)面墻護(hù)坡的方法來消除崩塌地質(zhì)災(zāi)害隱患, 而且該方法具有施工技術(shù)成熟、工藝簡單等特點, 做護(hù)坡具有較高的可行性。結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害防治目標(biāo)與原則, 確定本次地質(zhì)災(zāi)害治理方案為：削坡、清理坡腳+支擋及漿砌石擋土墻防護(hù)+C30混凝土構(gòu)造層。

1 工程概況

項目區(qū)位于壺關(guān)縣橋上鄉(xiāng)大河村郊溝河北岸及其支流怪龍溝東側(cè), 省道蔭（城）—林（州）公路從村北山坡環(huán)行通過, 向西距壺關(guān)縣城直距42.5km, 公路里程約70km, 向東距林州市合澗鎮(zhèn)直線距離約11.5km, 公路里程約15km, 交通較為便利。大河村不穩(wěn)定邊坡（崩塌）為天然形成的高陡砂卵石邊坡, 其表層的砂卵礫石在重力作用下常常突懸出來, 在長期重力、降水等外力作用下, 當(dāng)巖土體由于自重產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過其抗剪強(qiáng)度時, 巖土體就會掉塊, 因此大河村不穩(wěn)定邊坡（崩塌）的破壞形式主要為剝落、掉塊。三段高邊坡總長約248m, 其中A段坡長37m, 高7.25～16m, 坡腳標(biāo)高571.00～575.43m, 坡頂標(biāo)高583.07～587.10m, 坡向195°～240°, 坡角為68°～77.5°左右。B段坡長99m, 高16～18.63m, 坡腳標(biāo)高565m左右, 坡頂標(biāo)高581～583.5m, 坡向154°～173°, 大部分坡段的坡角為70°～85°, 垃圾通道東部段坡角為50°。C段坡長112m, 高13～19.3m, 坡腳標(biāo)高573～577.65m, 坡頂標(biāo)高585～591.43m, 坡向121°, 坡角為60°～80°。邊坡坡體以第四系上更新統(tǒng)砂卵石為主, 底部局部夾粉土透鏡體。

2 主要施工內(nèi)容及關(guān)鍵部位施工方法

本項目主要施工內(nèi)容為：①削坡及清理坡腳堆積物工程；②支擋防護(hù)工程。

2.1 削坡及清理坡腳堆積物

根據(jù)大河村不穩(wěn)定邊坡（崩塌）各坡段分布位置及邊坡基本特征, 治理區(qū)分為A、B、C三個區(qū)段。A邊坡長37m, 對邊坡進(jìn)行削坡減載, 為使擋墻主動土壓力較小, 削方量較少, 削坡坡率為1∶0.25, 坡腳堆積物高1～3.4m, 坡頂標(biāo)高控制在583.07～587.10m, 坡腳線標(biāo)高控制在571.00～572.00m。削方量及清理土方量為2300m3。坡面凹陷處用漿砌片石嵌補(bǔ), 嵌補(bǔ)砌石方量為52m3。B邊坡長99m, 對邊坡進(jìn)行削坡減載, 對坡腳堆積物進(jìn)行清理, 邊坡凹陷處用漿砌石嵌補(bǔ)。邊坡坡腳線標(biāo)高控制在565～566m。邊坡削坡坡率為1∶0.25, 坡腳崩塌堆積物高3～7m, 削方量及清理土方量為2512m3, 坡面凹陷處嵌補(bǔ)砌石方量382m3。C邊坡長112m, 位于大河關(guān)附近, 大河關(guān)長5.1m, 對邊坡進(jìn)行削坡減載, 對坡腳堆積物進(jìn)行清理, 邊坡凹陷處用漿砌石嵌補(bǔ)。關(guān)西坡腳線標(biāo)高控制在574.8～577.6m, 關(guān)東坡腳線標(biāo)高控制在573.8～574.8m。邊坡削坡坡率為1∶0.25, 坡腳崩塌堆積物高1～4m, 削方量及清理土方量為5025m3, 坡面凹陷處嵌補(bǔ)砌石方量95m3。

2.2 支擋防護(hù)工程

不穩(wěn)定邊坡在設(shè)計工況下, 將可能發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害, 因此在坡腳處設(shè)置高8.25～22.63m的護(hù)面墻進(jìn)行支擋防護(hù), 護(hù)面墻分3級, A邊坡東部較低, 為1級護(hù)墻。每級護(hù)面墻頂部設(shè)置0.5m厚的鋼筋混凝土構(gòu)造層, 并以錨桿與坡體錨固。

2.2.1 護(hù)面墻施工

（1）護(hù)面墻。A邊坡：護(hù)面墻斷面采用仰斜式, 護(hù)面墻高H=8.25～16m(包括基礎(chǔ)), 頂寬b=0.8m, 面坡傾斜坡度為1∶0.3, 背坡傾斜坡度為1∶0.25, 基底傾斜坡率為0.2∶1, 基底寬度B=1.18～2.53m, 墻身截面積8.23～27.90m2。護(hù)墻基礎(chǔ)埋深0.8～1.0m, 頂面線標(biāo)高583.06～587.17m。B邊坡：護(hù)面墻斷面采用仰斜式, 護(hù)面墻高H=16.89m～22.63m, 頂寬b=0.8m, 面坡傾斜坡度為1∶0.3, 背坡傾斜坡度為1∶0.25, 基底傾斜坡率為0.1∶1, 基 底 寬 度B=2.92m, 墻 身 截 面 積31.54～43.92m2。護(hù)墻基礎(chǔ)根據(jù)基巖埋深確定, 并且設(shè)計為臺階式, 埋深0.5m、2.6m、3.0m、4.0m, 頂面 線 標(biāo)高582.26～583.89m。C邊坡：位于大河關(guān)附近。護(hù)面墻斷面采用仰斜式, 護(hù)面墻高H=14.01～20.30m(包括基礎(chǔ)), 頂寬b=0.8m, 面坡傾斜坡度為1∶0.3, 背坡傾斜坡度為1∶0.25, 基底傾斜坡率為0.1∶1, 基底寬度B=2.80m, 墻身截面積26.26～33.12m2。護(hù)墻基礎(chǔ)埋深1.0m, 頂面線標(biāo)高587.23～594.15m。大河關(guān)為歷史古跡, 為了傳承歷史, 需對大河關(guān)進(jìn)行保護(hù), 且突出大河關(guān)的重要位置, 所以一級護(hù)面墻高設(shè)計為4m（包括基礎(chǔ)1m）。大河關(guān)頂護(hù)面墻高14.92m, 設(shè)計兩級護(hù)面墻, 三級構(gòu)造層。地面以上每隔5m設(shè)置厚0.5m的鋼筋混凝土構(gòu)造層, 共設(shè)置2～3層, 其中第一構(gòu)造層位于第一級護(hù)面墻頂面, 第二構(gòu)造層位于第二級護(hù)面墻頂面。A邊坡第一構(gòu)造層層底標(biāo)高576.98m, 第二構(gòu)造層層底標(biāo)高582.48m；B邊坡第一構(gòu)造層層底標(biāo)高570.30m, 第二構(gòu)造層層底標(biāo)高575.80m, 第三構(gòu)造層層底標(biāo)高581.3m；C邊坡第一構(gòu)造層層底標(biāo)高577.29～579.28m, 第二構(gòu)造層層底標(biāo)高582.79～584.78m, 第三構(gòu)造層層底標(biāo)高588.29～590.28m；大河關(guān)頂?shù)谝粯?gòu)造層層底標(biāo)高578.56m, 第二構(gòu)造層層底標(biāo)高584.06m, 第三構(gòu)造層層底標(biāo)高589.56m。護(hù)墻采用MU40塊石砌筑, 砌筑砂漿強(qiáng)度等級為M10。砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計值為690kPa, 抗剪強(qiáng)度設(shè)計值為190kPa。

（2）混凝土構(gòu)造層。單級護(hù)面墻高度不超過10m, 設(shè)計護(hù)面墻分2～3級, 地面以上每隔5m設(shè)置一層0.5m厚的鋼筋混凝土構(gòu)造層, 共設(shè)置2～3層。構(gòu)造層內(nèi)鋼筋按構(gòu)造要求進(jìn)行配筋。構(gòu)造層采用C30混凝土, 軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值：fcm=14.3N/mm2；軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計：ft=1.43N/mm2；鋼筋采用牌號HRB400鋼筋, 抗拉強(qiáng)度設(shè)計值：fy=360N/mm2；混凝土保護(hù)層厚度取100mm。即混凝土構(gòu)造層采用直徑16mm鋼筋, 鋼筋間距220mm。

（3）護(hù)面墻其它技術(shù)規(guī)格。墻身在地面以上0.3m處設(shè)置泄水孔, 以上每隔2m上、下、左、右交錯設(shè)置泄水孔, 泄水孔尺寸為直徑0.1m的圓孔。護(hù)面墻墻背與坡面密貼無空隙。邊坡局部凹陷處, 用漿砌片石嵌補(bǔ)。墻身每隔10～20m設(shè)置寬0.02m的伸縮縫或沉降縫一道, 且必須在基巖基礎(chǔ)與砂卵石基礎(chǔ)連接處設(shè)置沉降縫, 縫內(nèi)沿墻頂、內(nèi)、外三邊填塞深度不小于0.2m的瀝青麻筋。塊石砌體采用的當(dāng)?shù)靥烊皇蠟椴灰罪L(fēng)化的紅砂巖石塊, 其規(guī)格尺寸：外形大致方正, 高度不小于200mm, 疊砌面凹入深度不應(yīng)大于25mm。其抗壓強(qiáng)度不得小于30MPa, 砌筑堅實。

2.2.2 錨桿工程

錨桿設(shè)置于邊坡坡體與鋼筋混凝土構(gòu)造層之間。錨桿的長度設(shè)計為5m, 其中自由段2m, 錨固段3m, 錨桿孔徑150mm, 傾角15°, 錨桿鋼筋采用?25mm的螺紋鋼, 彎頭長度不小于45cm, 且與鋼筋混凝土構(gòu)造層中的鋼筋相連。錨桿水平間距設(shè)計為3m。錨固漿液采用水灰比為0.55∶0.60的純水泥漿。

3 主要工序施工技術(shù)

3.1 削坡、坡腳清理工程

將邊坡局部削方減載, 坡腳崩塌的堆積物清理掉, 清理時注意邊坡的穩(wěn)定性, 并將坡面整平。

3.2 護(hù)坡工程

漿砌石的砌筑在基坑開挖后并完成清理施工, 按相關(guān)規(guī)定驗收通過開始施工。石料的選擇需符合水利水電部《漿砌石壩施工技術(shù)規(guī)定》（SD120-84）的規(guī)定, 須選用質(zhì)地堅硬、新鮮、不易風(fēng)化的石料, 不得有剝落層或裂紋, 抗水性、抗壓強(qiáng)度、幾何尺寸等均應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范和設(shè)計要求。膠結(jié)材料強(qiáng)度應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計配置, 配制時應(yīng)按設(shè)計強(qiáng)度等級提高15%, 配合比應(yīng)通過試驗確定, 并應(yīng)具有適宜的和易性, 混合材（摻和料）和外加劑應(yīng)通過試驗確定, 混合材優(yōu)先選用粉煤灰。砂漿和混凝土隨拌隨用, 常溫拌成后3～4h內(nèi)須使用完畢, 氣溫超過30℃則應(yīng)在2h內(nèi)使用完畢。漿砌石采用鋪漿法分層砌筑, 各層砌筑均應(yīng)均勻坐漿, 隨鋪漿隨砌筑, 塊石表面須沖洗干凈。每層砌筑依次砌角石、面石, 然后砌腹石, 砌石時, 基礎(chǔ)鋪設(shè)60～80mm砂漿墊層, 第一層宜選用較大塊石, 分層砌筑每層厚200～300mm, 坐漿牢實, 鋪漿砌筑灰縫須飽滿, 無露封并插搗密實, 灰縫一般為25～35mm, 鋪漿厚度約40～65mm, 較大空隙應(yīng)用石塊嵌于砂漿中, 塊石砌筑選較平整的大塊石修鑿后用作面石, 上下兩層石塊騎縫, 內(nèi)外塊石交錯搭接, 采用交錯組砌法砌筑, 按石料形狀掛雙線分皮臥砌, 并使用水準(zhǔn)儀校核。第一層石塊大面向下, 平整的一面朝下, 上下石塊相互錯縫, 內(nèi)外搭接, 擺鋪穩(wěn)定, 分皮疊砌。勾縫的砌石面, 砂漿初凝后, 將灰縫摳深30～50mm, 清凈濕潤, 然后填紅鐵粉攪拌細(xì)漿勾陰縫。采用石料填腹, 水平灰縫寬度應(yīng)大于3cm, 豎向灰縫應(yīng)不大于4cm, 填腹石的灰縫相互錯開。砌體表面的勾縫, 在砌筑時留出2cm深的空縫, 待砌體砂漿凝固后, 將空縫沖洗干凈用紅鐵粉攪拌細(xì)漿水泥砂漿將縫勾完。砌體表面勾縫采用平縫, 勾縫所用砂漿標(biāo)號高于砌筑砂漿標(biāo)號, 宜用中細(xì)砂料拌制, 灰砂比宜為1∶2, 砂漿分次向縫內(nèi)填實密實, 勾縫完畢須灑水保濕, 做好養(yǎng)護(hù)。砌體宜均衡砌筑, 無施工縫, 相鄰段砌筑高差和每日砌筑高度不超過1.5m。

3.3 鋼筋混凝土構(gòu)造層工程

在澆注混凝土之前, 應(yīng)對模板工程進(jìn)行驗收。鋼筋應(yīng)平直、無損傷、表面不得有裂紋、油污、顆粒狀或片狀老銹。鋼筋與錨桿鋼筋連接時不允許焊接, 須做彎鉤連接?；炷翝沧r必須搗實。澆注時必須在下層混凝土初凝或重塑之前澆注完上層混凝土, 混凝土澆注完畢后, 進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。護(hù)面墻與鋼筋混凝土構(gòu)造層的接觸面力求粗糙, 增大摩擦力。

3.4 錨桿工程

正常成孔采用潛孔鉆成孔。鉆機(jī)及配套機(jī)具：QJD-100Q潛孔鉆機(jī), 每臺鉆機(jī)配備?50mm外平鉆桿一套, 長度不少于30m。QCW100潛孔錘兩套。注漿設(shè)備：BW200注漿泵2臺。NJ-600型泥漿攪拌機(jī)2臺。

錨桿施工工藝流程見圖1。

圖1 錨桿施工工藝流程圖

（1）邊坡清理。在錨桿邊坡支護(hù)施工前, 人工（佩戴好安全帽、安全繩、安全帶）把整個坡面的浮渣、危石排除并清理完畢。

（2）搭設(shè)施工平臺。在施工工作面內(nèi)用?50mm腳手管架搭設(shè)施工平臺。由于工作面邊坡較陡, 平臺搭設(shè)自工作面頂部向下施工

（3）錨桿孔定位。根據(jù)錨桿布置圖中的坐標(biāo)和高程及樁號, 用全站儀測出設(shè)計孔位, 并做好標(biāo)記, 標(biāo)明孔號, 孔口坐標(biāo)誤差±8cm。

（4）鉆機(jī)就位。為保證錨桿成孔質(zhì)量, 必須保證鉆機(jī)就位的準(zhǔn)確性、穩(wěn)固性。調(diào)整鉆機(jī)立軸軸線方位角與錨孔設(shè)計方位角一致。使用地質(zhì)羅盤測量, 調(diào)整鉆機(jī)立軸軸線傾角與錨孔設(shè)計傾角一致, 保持下傾15°。用卡固扣件卡牢鉆機(jī), 使鉆機(jī)牢固固定在工作平臺上。試運轉(zhuǎn)鉆機(jī), 再次測校開孔鉆具軸線和傾角, 使其與錨孔軸線和傾角一致, 須擰緊緊固螺桿。施工過程中, 一直保證卡固扣件緊固狀態(tài), 并定期進(jìn)行檢查。

（5）鉆孔?？讖剑哄^桿設(shè)計孔徑為?160mm用?130mm沖擊器掃孔鉆進(jìn)方法鉆進(jìn)開孔時, 使釬頭緊貼巖面低壓沖擊, 平穩(wěn)緩緩?fù)七M(jìn)即可；正常鉆進(jìn)時Pf=2～5kN。在基巖內(nèi)進(jìn)行常規(guī)鉆進(jìn)時, 每鉆進(jìn)1m, 須緩慢倒桿1m, 往返不得少于2次, 直至孔口無巖粉返出。

（6）清孔。鉆孔完畢, 用壓縮風(fēng)沖洗鉆孔, 直至孔口返出之風(fēng), 手感無塵屑, 延續(xù)5～10min, 孔內(nèi)沉渣不大于25cm。

（7）錨桿制作。下料：使用砂輪切割機(jī)下料, 鋼筋長度等于設(shè)計長度。加工：?25HRB335鋼筋桿體需要焊接時采用雙面搭接焊接, 搭接長度不少于6d, 焊縫飽滿, 清除夾渣、砂眼, 焊條型號符合規(guī)范設(shè)計要求。

組裝：將連接、加工好的鋼筋順直排列在加工平臺上。桿體每隔2.0m設(shè)置對中支架, 對中支架采用注塑成型的塑料支架或采用?6mm點焊方式固定, 注漿管與桿體綁扎在一起, 管端部應(yīng)進(jìn)行簡易堵塞防止異物進(jìn)入, 注漿管綁扎眼保持順直, 注漿管底端距鋼筋平齊, 自由段鋼筋, 涂防腐油脂后套?32mm塑料管封裹嚴(yán)密。對組裝好的桿體按照對應(yīng)的錨孔進(jìn)行編號, 并妥善放置備用。

桿體體質(zhì)量檢查：桿體所用材料, 均具有材質(zhì)證明書, 征得監(jiān)理工程師認(rèn)可。桿體的結(jié)構(gòu)尺寸和加工質(zhì)量, 均得到監(jiān)理工程師驗收合格。每根錨桿桿體按錨桿孔號對應(yīng)掛牌。

（8）下錨。下錨方式：人工下錨時, 操作人員要協(xié)調(diào)一致, 用力均勻, 只能往里推, 不能往外拉, 保證錨桿體在孔內(nèi)順直不扭曲。

（9）注漿。注漿方式：注漿強(qiáng)度為M30純水泥錨固砂漿, 采用泵送水泥漿, 水灰比0.55～0.6。采用多次調(diào)壓注漿, 注漿壓力不小于0.8MPa。制漿設(shè)備：采用NJ-600攪拌機(jī), BW200三缸往復(fù)式泥漿泵。

水泥：采用普通硅酸鹽水泥, 水泥強(qiáng)度等級為P.O32.5, 并采用早強(qiáng)型水泥。水：符合拌制水工混凝土用水。漿液W/C=0.55～0.6攪拌時間：t≥3min。灌注, 采用孔口封閉、排氣法注漿, 即注漿管隨桿體一同送至孔的最底端, 待孔口有濃漿流出時, 關(guān)閉排氣管, 純壓灌漿至結(jié)束。灌注前通風(fēng)檢查管道暢通情況, 并在孔口放置一個隔離架, 以保證桿體鋼筋在注漿后能居于鉆孔中心。注漿設(shè)備的清洗, 攪漿結(jié)束后, 立即清洗干凈攪拌機(jī)、送漿管路等, 以免漿液沉積堵塞。注漿結(jié)束后, 立即清洗干凈注漿設(shè)備、管路等。

（10）錨固端防護(hù)。封錨前應(yīng)對外留錨桿仔細(xì)涂刷防銹劑及保護(hù)劑。最后用C30混凝土將外露鋼筋錨桿封死, 封錨混凝土最小厚度, 不得小于25mm。處露鋼筋長度不小于50cm, 并與混凝土構(gòu)造層中的鋼筋連接為一體。

（11）質(zhì)量的控制。錨桿鉆孔應(yīng)采用風(fēng)動干鉆施工方法, 不得采用旋轉(zhuǎn)切削方式成孔, 應(yīng)采用風(fēng)動沖擊, 以利孔壁粗糙。錨桿孔徑要求150mm, 在孔底留存渣段小于0.5m。錨桿孔應(yīng)用鉆頭風(fēng)動洗孔, 保持孔內(nèi)清潔, 孔壁無泥漿及污染物, 以確保水泥漿與巖體的粘結(jié)強(qiáng)度。鉆孔內(nèi)的鋼筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于25mm。

4 結(jié)束語

本文通過在該項目設(shè)計中實際施工應(yīng)用的技術(shù)進(jìn)行探討。主要分析了地質(zhì)災(zāi)害治理中高邊坡漿砌石擋土墻的施工技術(shù)要點及施工中存在的問題進(jìn)行了簡單的探討。對漿砌石工程施工過程中, 在塊石的選取、砂漿的配置、砌筑和混凝土構(gòu)造層及穩(wěn)定性監(jiān)測等方面進(jìn)行簡要的總結(jié)及探討, 從中為類似的工程提供參考與借鑒。