某橋臺邊坡危石處理施工技術(shù)

姚紅偉

“十一五”期間，國家對高速鐵路建設(shè)不斷加大投資，鐵路現(xiàn)代化建設(shè)加快推進，各條高鐵相繼投入使用，按照《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，在“十二五”期間，我國鐵路建設(shè)將維持大規(guī)模投入，投資額將保持在每年7 000億元左右，共計約3.5萬億元，目前大量鐵路工程正在建設(shè)之中，且在建或待開工山區(qū)鐵路項目將越來越多。受各種條件的限制，橋梁、隧道高邊坡以及大填、大挖方路段頻繁出現(xiàn)，相伴而來出現(xiàn)了較多的路堤邊坡失穩(wěn)、邊坡及路塹邊坡坍塌等地質(zhì)災難現(xiàn)象，給工程建設(shè)、運營帶來巨大的經(jīng)濟損失。

因此，如何治理滑坡，確保穩(wěn)定，對保證線路運營安全至關(guān)重要，這也是擺在工程技術(shù)人員面前的難題之一。本文重點介紹了某特大橋橋臺坡面危石滑坡體處理施工過程中的相關(guān)技術(shù)，對邊坡危石防治措施進行研究，為工程技術(shù)人員在今后類似實際工程防治措施中提供參考。

圖1 邊坡典型工程地質(zhì)剖面圖

1 工程概況

某大型鋼構(gòu)橋梁為新建鐵路重慶至利川線第Ⅳ標段內(nèi)控制性工程之一，地處重慶市石柱縣南賓鎮(zhèn)華豐社區(qū)內(nèi)，D1K195+245～D1K195+701，橋長456 m。該橋重慶端與三秋田隧道出口相連，利川端接路基，橫跨瑞通公路。由于該橋坡腳處有多棟民房，特別是在線路右側(cè)有四棟居民樓，恰好位于要處理的危石滾落范圍內(nèi)，安全防護難度較大。利川端邊坡典型工程地質(zhì)剖面圖如圖1所示。需處理危巖范圍長100 m，主要發(fā)育三組結(jié)構(gòu)面:1)巖體后部順坡向的節(jié)理，產(chǎn)狀N67°W/SW∠62°～80°，起伏粗糙，延伸長度1 m～7 m，寬約0.5 cm～10 cm，半充填巖屑，局部有植物根系伸入，該節(jié)理面可發(fā)展成為后緣切割面。2)與坡面近垂直的縱向節(jié)理，產(chǎn)狀N55°E/直立，起伏粗糙，基本貫通，無充填或半充填巖屑，寬0.5 cm～1.5 cm，局部有植物根系伸入，由于該節(jié)理面的切割，使巖體與母巖分離，或者形成了兩側(cè)臨空的貼壁式危巖體。3)層面，產(chǎn)狀N30°E/NW∠8°。這三組結(jié)構(gòu)面的存在，以及坡底下伏泥巖風化形成的凹腔，使得邊坡穩(wěn)定性較差。

2 施工技術(shù)順序及方法

該橋橋臺直臨邊坡坡腳的瑞通公路及線路右側(cè)四棟民房，危巖崩塌，將危及華豐大橋9號，10號墩及附近民房和橋下瑞通公路的安全。因此，有必要對該部分危巖進行處理。經(jīng)過方案比選，本工程選擇方案為:先進行邊坡安全防護，然后用水磨鉆切割劈裂，再用塔吊分塊吊裝拆除法。具體方法及順序如下:1)地表排水:施工先期在邊坡坡頂5 m開外位置設(shè)置一道排水溝，將滑坡體以外的地表水，予以攔截引離;對滑坡體上的地表水要注重防滲，并盡快匯集引出，對滑坡體地下水，本處采用施工方便、工期較短、節(jié)省材料、經(jīng)濟有效的平孔措施排除。2)確定影響范圍:對影響范圍內(nèi)的居民樓內(nèi)的住戶進行臨時過渡安置，同時修建瓦泥榜隧道進口至11號臺尾施工便道，便道寬為4.5 m，設(shè)置2個錯車道，錯車道出路面寬6 m，路面采用泥結(jié)碎石鋪設(shè)，作為大型機械進場、機料具進場、出碴及混凝土運輸?shù)耐ǖ馈?)在攔石墻與山體之間，約平行于攔石墻挖掘緩沖溝渠，緩沖溝深1.5 m，頂面寬2 m，底寬1 m，以減緩削減危石滾落時的速度，確保瑞通公路及行人的安全，另外在瑞通公路及攔石墻之間設(shè)置被動防護網(wǎng)，防護網(wǎng)的高度為6 m，以防止飛石越過攔石墻危及路人及車輛安全。4)為確保施工機械能夠到達施工處理區(qū)域，在9號墩斜上方(高程約為565 m處)安設(shè)一臺塔吊，用來運送施工機具，同時向下運送處理后的危石。5)在該處的居民安置完成后，在居民樓與山體之間(高程位置約為580 m處)設(shè)置一道型鋼攔石墻，同時在攔石墻的外側(cè)設(shè)置一道高為7 m的柔性被動防護網(wǎng)(見圖2)，攔石網(wǎng)與該攔石墻走向一致。攔石墻施工順序:征地→挖掘攔石墻基礎(chǔ)→基底鋪混凝土找平、定位安裝20b型鋼、焊φ22雙側(cè)鋼筋網(wǎng)@15 cm×15 cm→搭設(shè)施工腳手架、安裝模板、加固→混凝土澆筑施工→拆除模板→混凝土養(yǎng)護。在攔石墻施工過程中要求混凝土澆筑質(zhì)量可控，分2次～3次裝模澆筑，并保證模板的加固穩(wěn)定，防止爆模，加強混凝土振搗。為了便于處理完成后的危石沿該橋向9號墩放心滾落，在該攔石墻與山體之間(即墻的靠山側(cè))鋪設(shè)砂袋，作為危石向9號墩方向滾落的滑道(見圖3)。6)危石處理(卸載減重):在滑坡體清除一定數(shù)量的危石使滑坡減重、卸載，保證穩(wěn)定，處理區(qū)域標劃放線，標出設(shè)計圖示上網(wǎng)格邊界，按設(shè)計坡率及現(xiàn)場危石情況對其進行清除，根據(jù)不同區(qū)域裂隙發(fā)育及巖面情況采用不同的處理方案。a.對于浮在坡面或石風化程度較大的危石，主要采用風鎬對巖面進行刷坡、卸載，為了避免清理后的坡面再有小塊的危石脫落，采用C25噴混凝土封閉。b.對于風化不大，且無法采用風鎬進行破除的危石(主要為W1～W6危石)采用水磨鉆及膨脹炸藥對其進行破除。7)坡面防護工程:在對山區(qū)滑坡危石采取措施處理之后，仍有可能有松散的巖體進入線路，因此還有必要采取防護措施加以保護，此處擬采用錨噴護坡。在坡面上按一定間距、行距和一定的角度、深度，設(shè)置一定數(shù)量的錨桿，而后布上鋼筋網(wǎng)，噴射混凝土，形成錨桿與薄壁鋼筋混凝土聯(lián) 合作用的護坡體系，達到安全、實用、經(jīng)濟、美觀的效果。

圖2 樓房北側(cè)攔石墻斷面及型鋼與鋼筋布置連接圖

圖3 防護措施設(shè)置側(cè)面圖

3 監(jiān)控量測

3.1 地質(zhì)觀測

在滑坡體的巖體邊坡埋設(shè)儀器，觀測工程施工過程中應力和位移的變化。1)應力觀測:在邊坡地應力作用的范圍內(nèi)，埋設(shè)應力計，監(jiān)測各部位應力的變化;土體中還可視需要埋設(shè)孔隙水壓測點，監(jiān)測孔隙水壓力的變化速度和幅度。2)位移觀測:埋設(shè)測斜儀和應變計，以較準確測定滑移界面的滑移量或巖土體內(nèi)某部位任意方向的位移。

3.2 地表沉降

地表沉降測點埋設(shè):用沖擊鉆在地表鉆孔，然后放入長200 mm～300 mm，直徑20 mm～30 mm的圓頭鋼筋，四周用水泥砂漿填實。

地表沉降計算:在條件許可的情況下，盡可能布設(shè)導線網(wǎng)，以便進行平差處理，提高觀測精度。施工前，由基點通過水準測點監(jiān)測出地表沉降觀測點的初始高程H0，在施工過程中測出的高程為Hn。則高差ΔH=Hn－H0即為地表沉降值。

地表沉降分析:包括地表沉降歷時規(guī)律、地表沉降歷程規(guī)律、縱向地表沉降規(guī)律、橫向地表沉降規(guī)律等。分析施工對周邊環(huán)境的影響程度及影響范圍，及與時間和開挖面之間的關(guān)系，預測最終地表沉降。

3.3 數(shù)據(jù)應用

1)根據(jù)現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)及時繪制位移變形曲線，然后進行數(shù)據(jù)處理或回歸分析，以推算最終邊坡變化規(guī)律。當曲線出現(xiàn)反彎點時，表明邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，必須停止施工，對危險地段加強支護，密切監(jiān)視現(xiàn)場動態(tài)，確保安全。

2)通過量測數(shù)據(jù)的分析處理，提供判別邊坡系統(tǒng)基本穩(wěn)定的依據(jù)，掌握危石穩(wěn)定性變化規(guī)律，提出修改設(shè)計參數(shù)和施工方法，確保邊坡穩(wěn)定及確定攔石墻的施作時間。

4 結(jié)語

在選擇滑坡防治措施前，在現(xiàn)場調(diào)查地形、地質(zhì)和水文條件，認真研究和確定危石滑坡體的類型及其發(fā)展階段，分析形成滑坡的主次要因素及彼此的聯(lián)系，結(jié)合設(shè)計圖紙、施工條件、防治費用及其他各種情況綜合考慮、比選，制定具體防治措施。因此處屬于滑動緩慢的大型滑坡，窄長而陡峭，故設(shè)計為旱橋通過，施工時宜全面規(guī)劃，分期整治，仔細觀察每期工程的效果，在進行全面綜合比較后隨時調(diào)整方案，采取相應的治理措施，但以求整治簡單、工程量小、施工方便、經(jīng)濟合理。在整治之前，應先做好臨時排水系統(tǒng)，以減緩滑坡的發(fā)展，然后針對引起滑坡滑動的主要因素，采取相應的措施，進行下一步施工。

準確的地質(zhì)資料、施工中的監(jiān)控量測工作和合理的設(shè)計施工措施，將最大限度地防止施工安全事故的發(fā)生，使施工風險降到最低，保證施工安全和質(zhì)量。

[1]楊 濤，周德培.柔性防護邊坡的穩(wěn)定性分析[J］.巖石力學與工程學報，2006，25(2):36-37.

[2]陳 江，夏 雄.金溫鐵路危石治理中柔性防護技術(shù)應用研究[J］.巖石力學與工程學報，2006，25(2):42-43.

[3]交通部科技教育司.公路邊坡及其環(huán)境工程技術(shù)交流會論文集[C］.北京:人民交通出版社，2005.

[4]客運專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收暫行標準[S］.

[5]鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收標準[S］.

[6]客貨共線鐵路路基工程施工技術(shù)指南[M］.北京:中國鐵道出版社，2008.

[7]鐵路工程施工技術(shù)指南[M］.北京:中國鐵道出版社，2009.