高速公路滑坡治理工程施工工艺初探
摘要：本文结合福建省一条在建高速公路介绍了山区高速公路边坡防护与加固的几种类型，在不同地质坡体情况下使用不同的加固防护类型，并着重分析各类防护与加固方法的、适用范围、施工要点，以在建高速的滑坡体治理为例介绍锚杆、索和抗滑桩施工工艺，并结合高速公路的工程实践提出意见和建议。
1．前言
高速公路高边坡防护加固治理是山区高速公路尤为重要的一部分，随着公路等级的不断提高。边坡防护也越来越受到大家的重视。由于高速公路路基较宽、挖填较大，特别是山区高速公路，高填深挖较多，特别是在每年的五六月份降雨尤其集中，对在建及已运营的高边坡提出了更高的要求。
福建省龙岩市上杭蛟洋至城关高速是典型的山区高速公路，位于福建省西南部，玳瑁山脉之西南端，沿线山岭绵延，地层岩性复杂，包括第四系全新统更新统冲洪层；第四系残坡积层；燕山早期、晚期侵入岩及零星分布的酸性及中基性岩脉等。沿线沟谷纵横，中、低山地貌区水流多短促；丘陵及山间小盆地地段河谷一般切割较浅，多成“U”字型，水流减缓，多成被东北、北西向。
上杭蛟洋至城关高速公路A4合同段MK34+900-GK0+200段左侧位于上杭县附近东风亭，该边坡原设计最高六阶，边坡最大高度50m。
该边坡原设计第一、二阶采用预应力锚杆框架梁加固，第三、四阶采用预应力锚索框架梁加固，第一阶设置排水平孔。
2010年4月该边坡开挖至第一阶平台，在强降水的作用下，K35+010-GK0+200段开裂，开口线后约55m处形成多道圈椅形裂缝，裂缝距坡顶11万伏电塔距离仅1～3m，裂缝延伸长度约200m，宽约40cm。根据补充勘察资料，滑坡体以砂土状～碎块状强风化砂岩为主，滑动面延破碎块状强风化与中风化接触面滑动。
2011年5月边坡刷至第四阶，第6、7、8阶锚索框架梁已张拉，第五阶锚索已预拉。5月上旬上杭地区经历了长达20天左右的强降雨，边坡所在山体发生变形，牵引部分施工的高边坡发生较大变形：第五级边坡MK35+020～+080段施做的锚索框架梁发生变形破坏，部分锚索夹片破坏，未施做框架梁的锚索外留段变短，坡体解体较严重，坡体外移最大1m，坡面外鼓严重，MK35+020附近坡体变形开裂，最大裂缝30cm，MK35+067处的急流槽严重破坏；第六阶边坡锚索框架梁施工完毕，锚索崩断严重，锚垫板受压出现裂缝，框架梁发生外移及剪断现象，第六阶平台铺砌的浆砌片石严重破坏；裂缝延伸至第七阶边坡，致使MK35+030～+060段坡体及平台发生下错约1.5m。该处一片框架梁整体发生滑动；第八阶边坡未发现破坏迹象；由于第四阶边坡受表层虚土覆盖，未能辨别坡体发生变形等迹象。根据滑坡区附近的农户了解到，该山体2010年5月发生变形后，时常出现不明出水现象，和往年相比，房屋周围出水明显增多，显示滑坡的发生改变了地下水的排泄路径，滑坡对周围几户农户房屋安全性有一定威胁，滑坡体的稳定性时刻都有进一步恶化的趋势，故对滑坡的处理已到了刻不容缓的地步。
经过详细现场踏勘、地质钻孔揭露并结合深孔位移观测结果判定该滑坡属于中厚层的基岩滑坡，滑体主要为残坡积层的粘土夹碎石、全风化砂岩、强风化砂岩及部分弱风化砂岩，滑体主要延基岩中的软弱层发生滑动。当前变形滑坡体的宽度约280m、坡体长度最大约175m、滑体厚度最大约20m，滑坡体体积约70万方，属于大型的山体滑坡地质灾害。滑坡场区地质构造复杂，岩体结构破碎，风化深度较大，地层岩性主要为砂岩、石英砂岩及延断裂构造破碎带侵入的火成岩，夹杂软弱易滑动碳质岩层及全风化砂岩等，地表汇水面积较大，地下水较发育。
东风亭滑坡目前处于地质灾害滑动大变形后的调整阶段，以蠕动变形为主，从稳定性分析角度判断滑坡暂时处于基本稳定阶段，局部区域稳定性较差。在外部不利条件的影响下，滑坡体有可能从蠕动变形转至滑移变形，对滑坡的治理工程带来难度并增加投资，故对该滑坡的处理尽早开展。
对此滑坡现象治理措施有：刷房工程；锚索抗滑桩；预应力锚索框架梁；抗滑半挡墙；锚固工程；地表裂缝处理；排水工程；坡面防护。在第一级边坡布置C20片石砼孔窗式半挡墙及浆砌片石半挡墙。
一、路基刷坡施工
刷坡施工前首先施工完成截水沟，因东风亭段属于滑坡体处理，严格按照“开挖一级、防护一级”的原则安排施工；石质边坡采用控制爆破法施工，爆破方案必须保证空中缆线、地下管线和施工边界外建筑物的安全。爆破施工程序：爆破区管线调查→爆破设计、设计审批→配备专业人员→用机械或人工清除施爆区覆盖层和强风化岩石→炮位放样→钻孔→爆破器材检查与试验→炮孔（或坑道、药室）的检查与废渣清除→装药并安装引爆器材→布置安全岗和施爆区安全员→炮孔堵塞→撤离施爆区和飞石、强地震波影响区域的人、畜、车辆等→起爆前技术、安全检查→起爆→瞎炮处理→解除警戒→爆破效果评定。
施工注意事项： (1)采用深孔松动爆破方式,严格控制炸药用量；施工初始阶段进行爆破试验，根据试爆效果确定实施方案。
（2）施工前对施工人员进行技术交底、爆破训练和安全教育。 二、排水工程
对于大耍方工程应做到“开挖一级、防护一级”；排水工程施工应注意与自然水系衔接，确保排水畅通，并且保证施工过程中的排水措施，尤其是抗滑桩施工工程中孔顶的排水。 三、锚索框架防护工程 1、锚孔钻造
锚孔测放：根据具体工点锚固工程施工设计图要求，将锚孔位置准确测放在坡面上。
钻机就位：先搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架，根据坡面测放孔位准确安装固定钻机，并严格认真进行机位调整，确保孔位纵横误差不得超过±50mm，标高误差不得超过±100mm，钻孔倾角和方向
应符合设计要求（20°），倾角允许误差±1°，方位允许误差±2°。
钻进方式：锚孔钻进应采用无水干钻，禁止开水钻进，以确保锚固工程施工不致于恶化边坡岩土工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。钻头直径不得小于孔径，实际成孔直径略大于设计、孔深大于设计值0.2m。
锚孔清理：锚孔钻进达到设计深度之后，不能立即停钻，要求稳钻1～2分钟，防止孔底尖灭，达不到设计孔径。
锚孔检验：锚孔成孔结束后，须经现场监理检验合格后，方可进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径钻头和标准钻杆在现场监理旁钻的条件下验孔，要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，钻具验送长度满足设计锚孔深度，退钻要求顺畅，用高压风吹验不存明显飞溅尘碴及水体现象。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位，全部锚孔施工分项工作合格后，即可认为锚孔钻孔检验合格。
3、锚索制安
预应力锚索选用纲绞线，采用钢绞线作锚筋体时，锚索编束前，要确保每根钢绞线丝顺直，不扭不叉，排列均匀，严格按照设计尺寸下料，每股长度误差不大于±50mm。钢绞线要求采用机械切割，严禁采用电弧切割，锚索编束（包括注浆管）应捆扎牢固，捆扎材料不宜用镀锌材料。
4、锚孔注浆
注浆采用水灰比0.4~0.5纯水泥浆，其中锚固段遇土质或砂壮强风化岩层且富水时采用二次高压劈裂注浆法施工。
注浆材料严格按照经试验合格的配比备料，注浆浆液应严格按照配比搅拌均匀，随搅随用，浆体强度不低于40Mpa。锚孔注浆采用孔底返浆法（注浆压力控制在2.0Mpa左右），直至孔口溢出浆液。如发现孔口浆面回落，应在30分钟内压注补浆。注浆作业过程应做好注浆记录，同时，每批次注浆都应进行浆体强度试验，浆液试件不得小于两组，确保浆体强度满足设计要求（40Mpa）。
当采用二次高压劈裂注浆法施工时，以浆体强度控制开始劈注时间（一次注浆体强度为5Mpa），需在二次注浆钢管的锚固段内设花孔和封塞。二次注浆材料中须掺入1.8~2.0 kg聚丙烯腈纤维。
5、钢筋砼
钢筋砼工程是指边坡锚固工程抑制构件。边坡锚固工程之钢筋砼工程应符合交通部一般砼结构工程施工及验收规范和相应工程建设项目的有关规定及要求。
锚索框架应分片施工，每片由两至三根立柱及其横梁、顶梁组成。两相邻框架接触处（横梁、顶梁）留2cm宽伸缩缝，用浸沥青木板填塞。
6、张拉锁定封锚
锚筋的张拉：张拉采用已标定过穿心式千斤顶进行，锚索锁定工作应采用技术要求的机具。锚索张拉程序应严格按照设计要求作业，边坡锚固工程之锚索张拉宜采用超张拉，超张拉力为设计张拉力的1.1~1.2
倍；锚筋张拉力值宜分两次张拉作业施加，第一次张拉作业力值为设计张拉力值的一半，第二次张拉作业直至超张拉力值。每次张拉分5~6级进行，除第一次张拉稳定30分钟外，其余持荷稳定5分钟。
锚索锁定：锚索张拉至设定最大张拉荷载值后，应持荷稳定10~15分钟，然后卸荷进行锁定作业。锁定使用锚具和夹片应符合技术标准与质量要求。若发现有明显预应力损失，应及时进行补偿张拉。
锚孔封锚：锚索锁定后，须用机械切割余露锚筋，严禁电弧烧割，并应留长5~10cm外露锚筋，以防拽滑。最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，并按设计要求封锚处理，宜用不低于20Mpa的砼封闭，防止锈蚀和兼顾美观。 四、挡土墙
施工程序如下：
1、先进行原材料、砂浆、砼配合比试验，所用片石、块石应满足要求。 2、施工准备及放样：
挡土墙施工前应做好地表排水和安全生产的准备工作，施工前先将墙后地表的虚土全部清除，并将原地面开挖成台阶状，同时必须对设挡土墙的段落重新放样，若发现实地墙趾地面线与设计横断面有较大出入，应及时反馈设计部门。 3、基坑开挖
基坑开挖前应做好场地临时排水措施，雨天坑内积水应随时排干。基础的各部分尺寸、形状及埋置
深度均应按照设计要求进行施工。基坑不得连通开挖，应采用跳槽开挖，每段开挖长度不超过10m，跳槽长度不小于20m，施工顺序为先两端后中间，防止基坑崩塌。
挡墙施工开挖的墙后临时边坡面采用锚杆喷射混凝土支护。基坑开挖应在非雨季施工，同时应准备
应急预案措施，在降雨后抽排基坑内的汇水，避免雨水浸泡基础，导致承载力降低。 4、基础施工及注意事项
1）、基坑完成后进程基底放样，确认平面位置和标高正确无误后开始进行基础施工。 2）、砌筑前应将基地表面风化松散土清除。
3）、砌筑基础的第一层砌块时，如基地为岩层或混凝土基础，应将基地表面清晰、湿润，再坐浆砌
筑。
4）、对于土质基坑或风化软岩基坑，在雨季施工时，应于基坑挖至设计高程，立即满铺砌筑一层。 5）、采用台阶式基础时，台阶转折处不得砌成竖向通缝，砌体与台阶壁间的裂缝应塞浆注满。 6）、基础完成后，墙趾外侧基坑段用原土回填，夯实紧密。并将回填面做成不小于4%的向外流水坡
度，以免积水和软化基础。
挡墙基础埋深及地表水平距离控制表 5、墙身施工
墙身为片石砼的立模浇筑；墙身须按设计设置泄水孔；砌体墙身砌缝顺直、完整、表面平整、美观，
片石砼墙身外观应满足规范要求。 6、养生及回填。 五、边坡绿化
边坡工程植被技术主要为客土喷播、镀锌网植草灌 1、边坡绿化工程 1）喷播草籽：
施工工艺：边坡处理 回填土 喷播草籽 覆盖无纺布 养护管理。 （1）
边坡处理并回填土 施工前应对路基施工队移交的边坡进行全面检查，并进行平整清理，尽可能
清除不利草籽生长的石块和建筑垃圾等杂物，对较坚硬的土质边坡还要适当将表层刨松(深度5cm左右)，对路基施工未填到位的框格(含未填表土的框格石边坡)边坡应向监理报告，请路基队填补完整或由绿化队填补，为喷播作业做好准备。
（2）
喷播草籽
根据地区的气候，宜选用种籽纯度高，发芽率高的商品种籽。将草灌种、肥料、土壤改良剂、土壤固着剂、种籽粘结剂、保湿剂、纤维覆盖材料等与水通过机械充分搅拌混合均匀后，用高压离心泵和高压喷枪喷射到坪床表面，附着于地表之上，与土壤粒子形成一个有机整体。
1、工艺流程：清理平整坡面 规划放样 钻锚杆孔 安装锚杆 挂网 潮润坡面
喷射基材混合物 植被种植 覆盖无纺布 养护管理 六、抗滑桩工程
本工程设计抗滑桩30根，尺寸分别为2400mm*3000mm和2000mm*2500mm的方形桩，桩长从20m～40m不等。因抗滑桩设计处于滑坡体，对施工安全控制要求很高。
1、施工顺序：严格按照设计要求先开挖桩顶以上土方形成工作面，然后开挖基坑，灌注桩身，待桩身混凝土强度达到设计要求的70%再开挖桩前土石方。严禁超前开挖土石方后施工桩。并严格按照跳桩开挖的顺序，先两边后中间。
2、施工方法 （1）施工放样：
施工前对桩位进行详细的测设，确定桩位，误差控制在规范允许的范围内。
（2）施工前对准入厂家的钢筋、水泥等原材料进行了详细考察试验，严格依照试验数据确定料源。钢筋场地内钢筋存放要求全部离地并覆盖，保证不锈蚀。
（3）工地储备足够数量的并经检验合格的各种原材料，符合要求的挖孔灌注桩施工设备；施工场地要进行平整压实,在施工准备期间整理挖孔施工平台，其他需要硬化以及与挖孔灌注桩施工有关的一切准备工作。
（4）搭好孔口雨棚，孔口四周挖排水沟，及时排除地表水，布置好出渣道路，合理堆放材料和机具，不增加孔壁压力，不影响施工。井口四周20-30cm范围进行维护，防止土、石、杂物及地表水进入孔内。制作护壁模板并设置吊环。
2.挖孔施工
（1）挖土作业由人工从上到下逐节开挖，锁口以1.5m为一节，桩身均以1.0m为一节。同一段内挖土次序为：先中间后四周。弃土装入吊桶，人工用卷扬机提升至地面后运至弃土场。挖孔过程中要经常检查孔的直径和平面位置。孔的中轴线偏斜不得大于孔深的0.5%，截面尺寸必须满足设计要求，确保钢筋笼顺利放下。挖孔过程中做好地质记录，核对地质资料，发现实际情况与设计地质资料不符时，及时报告监理工程师并与设计单位联系。
（2）第一节桩孔开挖完毕后，按照设计要求绑扎护壁钢筋，上、下两节带弯钩的纵向钢筋要搭接绑扎。钢筋绑扎完毕后，经监理工程师检验认可。
（3）支护壁模板
护壁模板使用定型钢模板并具有一定刚度，以保证护壁浇筑时不变形。模板之间采用卡具、扣件连接牢固。第一节护壁高出地面300mm，便于挡土、挡水。模板支立过程中要经常检查桩位、垂直度及孔径，并随时调整以满足设计要求。报请监理工程师验收，合格后，进行下到工序施工。
（4）浇筑护壁混凝土
护壁模板支立完成并经监理工程师验收合格后，立即浇筑护壁混凝土。混凝土采用人工浇筑，人工捣实，保证其密实性。根据设计要求护壁材料采用用桩身同标号混凝土。混凝土护壁浇筑24小时后，即可拆模继续施工。护壁厚度不小于设计值。
（5）检查桩位（中心）轴线及标高
每节桩孔混凝土护壁做好以后，将桩位十字轴线和标高测设在护壁的上口，然后用十字线对中，吊线坠向井底投设，以半径尺杆检查孔壁的垂直平整度，井深以基准点为依据，逐根进行引测。保证桩孔轴线位置、标高、截面尺寸满足设计要求。
（6）孔内如渗水量不大，可以采用人工排水，当挖到桩底时，可在桩位的一角挖一个集水坑，用潜水泵抽水，渗水较大应边施工边采用抽水坑抽水。
（7）重复上述步骤直到孔底标高。 （8）孔底处理
挖孔达到设计深度后，将孔底的松渣、淤泥、沉淀物、扰动过的土层等全部清理干净；并检测基底承载力是否满足设计要求，经检查合格后进行下道工序施工，否则及时上报监理工程师、设计单位进行处理。
（9）挖孔注意事项：
1) 锚固桩施工应尽量安排在旱季，跳桩开挖基坑，护壁及时跟
进。桩身混凝土应及时连续浇筑，避免形成相对软弱截面。滑坡地段开挖桩群应从两端向滑坡主轴间隔开挖。
2)
以上采用
30cm后的护壁，以下采用20cm厚的护壁。护壁节长1m，土石分界和滑动面处不分节。
3)
口和护壁
混凝土强度不宜低于C20。
4)
施工时，
宜采用速凝或早强混凝土，桩身强度达到设计强度后，再间隔或分层开挖桩前土体。
5)
在挖孔桩过程中，发现地形、地质条件与设计资料不吻合时， 桩身混凝土地强度等级不低于C25，有滑动面迹象或需快速 抗滑桩井口应设置锁口，锁口高出地面0.2m，厚0.3m。锁 基坑护壁采用C20钢筋混凝土浇筑，滑面标高减去3m位置
应及时通知设计单位，以便变更设计。
6)
开挖桩孔如遇地下水，不能持续强抽水，应及时会同设计等
有关单位研究处理，以免塌孔。
7)
桩身混凝土强度达到设计要求后，应按设计有关规程、规范
要求做桩身无破损试验，如无破损检测有疑问，可通过桩身取芯验证。
3.吊放钢筋笼
（1）钢筋笼制作与安装
钢筋集中在加工场采用钢筋弯曲机、钢筋切断机等机械进行加工，用箍筋成形法制作。制做好的钢筋材料按不同规格分别存放，并搭设防雨棚。钢筋笼严格按设计和规范要求制作，严格按照图纸设计安装和固定声测管。钢筋笼每隔2m左右设十字撑骨架。使用吊车将钢筋笼整体吊入桩孔。钢筋笼吊放要顺直，要对准孔位，直吊扶稳、缓慢下沉，避免碰撞孔壁。钢筋笼放到设计位置时，要立即对中固定。
（2）主筋连接方式
钢筋笼主筋接头采用直螺纹套筒连接方式。 4．混凝土的拌和与运输
（2）保证混凝土的运输能力适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需要，使浇筑工作不间断并使混凝土运到浇筑地点时，仍保持均匀性和规定的坍落度。
（3）用搅拌运输车运输已拌成的混凝土时，途中以2～4r/min的慢速进行搅动，混凝土的装载量控制
为搅拌筒几何容量的2/3。
（4）砼到场后对每车进行坍落度及和易性进行检测，坍落度符合配合比设计要求，不符合要求不得使用。每批次砼在监理工程师的旁站下，取样做标准试件。
5．灌注桩身混凝土
当自孔底及孔壁渗入的地下水上升速度较小（≤6mm/min）时，可采用简易导管法灌注混凝土桩。 在桩基挖孔工作平台上，用钢管搭设简易工作架，按灌注水下混凝土的方法，安好导管和漏斗（能容0.2m3混凝土的小型漏斗，不放球）。将导管上部用导链悬挂在简易工作架上。
用潜水泵进行孔内抽水，当抽到孔内水深不超过5cm时，提出潜水泵，立即向漏斗和导管内输送混凝土。导管应对准孔中心，混凝土在导管中自由坠落。灌注速度应尽可能加快，使混凝土对孔壁的侧压力尽快大于渗水压力，以防水渗入孔内。设计桩顶2m以下的混凝土利用其自由坠落捣实，在此线以上的混凝土必须用振捣棒振捣密实。
（2）水中灌注混凝土
灌注混凝土之前，若孔内水位达不到正常地下水位，向孔内注水以使孔内水位至少与孔外地下水位同高；若孔壁土质易坍塌，则使孔内水位高于地下水位1m～1.5m。
水下灌注混凝土坍落度控制在180～220mm之间，具有良好的和易性,混凝土在拌合站集中拌合，砼罐车运输。为延缓混凝土初凝时间，提高混凝土和易性，混凝土掺加监理工程师认可的缓凝减水剂。
灌注首批混凝土时，导管下口距孔底距离保持在20～25cm，导管埋入混凝土中深度大于1m。首批灌注混凝土的数量应能满足导管初次埋置深度≥1.0m和填充导管的需要。
混凝土灌注过程中，随时控测混凝土顶面高程，出料口应伸入先前灌注的混凝土内至少2m，且不得大于6m。混凝土连续灌注，并防止导管内形成空气囊。
在最后灌注时，要核对混凝土的灌注量，使混凝土产生较大的冲击力，以增加混凝土的压力，提高混凝土密实性。为了保证桩头混凝土质量，最后灌注时导管在1～2米范围内上下移动，桩顶超灌0.5～1.0m的混凝土。
导管在安装前必须进行水密试验；导管安装时导管下口与孔底留出30～50cm的距离，初灌时料斗内的混凝土必须满足初灌量，初灌量由计算得出。测量混凝土面上升高度，确定拆管节数，严禁将导管拔出混凝土面。灌注混凝土时溢出的水或泥浆引流至适当地点集中处理，以防止污染或堵塞河道和交通。
6．桩基检测
在监理工程师在场的情况下，委托监理工程师批准的具有专项公路试验检测资质的检测单位对成品桩采用无破损检测法进行检测。
七、裂缝处理
该滑坡体主要由两块滑坡体组成，对裂缝进行开挖，开挖宽度0.5m，深度同裂缝深度一致。开挖完成后先回填粘土夯实30cm，夯实找平后，铺设EVA复合防水板，再回填粘土夯实至距原地表高40cm处再铺设一层EVA复合防水板，回填粘土进行夯实。
六、结语
本文通过一在建高速滑坡治理工程介绍了刷房工程、锚索抗滑桩、预应力锚索框架梁、抗滑半挡墙、锚固工程、地表裂缝处理、排水工程、坡面防护等工程的施工工艺。
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