汶川地震后公路边坡治理加固方案
2011-11-22 来源：中国百科网
1、前言
“5.12”汶川大地震，地震震级为里氏8.0级，且属浅源地震，破坏性极大，震区建筑物及及各种设施损毁严重。特别是公路，大部分公路均沿河道而行，且河流从水文地质年代来判定，均属青壮年期，河床V型切割运动明显，形成一条条深沟断谷，河流则位于谷底，而开凿修建的公路则往往位于谷腰“V”型的一侧的中点处，形成了路的两侧一侧为陡崖，直通河谷，一侧则为高边坡，直达山顶。该区地质构造活动一直较为频繁，横穿该区的龙山断裂带更是著名的“活动断层”，故该区岩石经长期挤压、张拉等动力变质作用，节理、劈理等极为发育，且伴随风化变质作用，使得该区岩石变得极其松散、破碎，即使在震前，公路边坡处，松散、凸出的危石处处可见。强震后，高边坡垮塌，形成的碎石土堆积体，象一座座小山，堆积于路面，或直通河谷，对公路和河流造成极大破坏。公路交通中断，河流则形成一个个堰塞湖，对下游区域造成极大的安全威胁和隐患。对于堰塞湖及公路疏通，本文则不再作述，主要阐述公路疏通后，其松散堆积体边坡的处理问题。
2、公路边坡治理、加固
对于公路疏通后形成的边坡，处理难度相当大，简单的岩土施工难以完成，须综合运用多种岩土设计方案，结合现代高科技施工方法，才能取得较为满意的效果。
2.1初喷砼
采用高压喷砼射技术，对松散堆积体边坡沿坡面自上而下进行喷射，形成一暂时稳定的砼边坡面。喷射砼施工时安全工作相当重要，必要的时候，可沿山顶悬吊一层土工网至坡底，紧贴坡面，以保障施工人员安全，对于危石等也有必要去专门清除。
喷射前先将工作面上的杂草、浮石、松土等清理干净,充分做好准备工作,再对坡面岩石薄薄喷一层水,使岩石表面湿润后再送料喷射砼。砼配合比要准确,喷射砼时喷枪口与受喷面之间距离不宜过大或过小,一般保持在1.0m—1.5m为佳,避免因距离过大而影响受喷面混凝土的密实度,距离过小而造成过多的混合料反弹损失;喷射轴线与边坡壁面的夹角应保持在45°—135°之间;喷射气压在0.3MPa—0.7MPa之间。当气温低于5℃或雨天时,不能喷射。对施工缝处理,先喷层要喷成楔形,后喷层在喷前先用水湿润后再喷,以保证施工缝结合良好。喷射后要进行抹面,并加强养护,养护不少于7d,防止开裂,提高强度和表面光洁度。并检查外观质量,主要是喷层厚度要均匀,无漏喷、露筋、干裂、龟裂、脱离等现象。
2.2挂网喷砼
初喷砼完成后，将形成一相对稳定的素砼边坡，沿坡面挂设钢筋网片，再用高压砼喷射一道砼，形成刚度及结构较为稳定可靠的钢筋砼边坡。
1.2挂网喷射混凝土的工作特性
概括地说，喷射混凝土支护主要的工作特性有及时性、粘结性、柔性和密封性。
（l）及时性。及时性指喷射混凝土支护可在边坡开挖后几小时内施作。初喷即开挖后立即喷一层3一5。m厚的混凝土，用以保护坡面。在实际施工中这一工序往往不被重视，特别是全程开挖时，由于喷浆工艺难以紧跟开挖作业，往往延误初喷，使开挖面因雨水浸蚀或风化而坍塌。初喷混凝土还可使坡面光滑平整，根据坡面混凝土的裂纹还可判断坡体是否发生失稳。在钻孔、下锚、注浆的工序中，目前一般都是整个坡面钻孔完成后再下锚，然后再注浆。这对于一般软质边坡是可以的。但是对于高陡边坡，钻孔、下锚、注浆的工序应分段进行。即将整个坡面按长度分段，一段内的上述三道工序完成后，再进行下一段的三道工序。这样，能做到及时封闭开挖坡面，及时加固坡体，确保开挖坡体的稳定性。
（2）粘结性。喷射混凝土同边坡岩体能紧密粘结，一般与岩石的粘结力在1MPa以上。粘结效应使在喷射混凝土与岩石结合面上传递剪应力、拉应力和压应力。喷射混凝土充填边坡岩体的节理裂隙，使被裂隙分割的岩块联结起来，保持岩块间的咬合镶嵌作用。它还能使不稳定危岩的荷载得到转移。一定厚度的喷层与边坡岩体紧密贴合，形成“喷射混凝土一岩石”复合体系，能提高边坡的稳定性。
（3）柔性。如果支护太“刚”，则支护结构要承受相当大的变形压力，不能充分利用地层抗力。反之，如果支护太“柔”，则会导致岩体松散，形成松散压力，使支护趋于破坏。与边坡岩体密贴的喷射混凝土则可以设计成既有一定支承抗力、又有良好柔性的支护结构。
（4）密封性。与普通浇注混凝土相比，喷射混凝土具有高水泥含量、低水灰比和大量封闭的毛细孔，使得它有高度的密封性，喷射棍凝土支护良好的不透水性，阻止或限制了水流从表层中流进，大大降低了潮湿空气或水对岩体的侵蚀和由此伴生的潮解、膨胀与矿物变质，有利于保持岩体的固有强度，也提高了岩体的抗冻性。阻止了节理间充填物和断层泥的流失，保持岩块间的摩擦力，有助于岩层的稳定喷射混疑土支护良好的气密性，也能阻止化学腐蚀气体的流动，实际上它起了保护壳的作用。
2.3静压注浆
注浆加固机理
静压注浆就是要让水泥浆液在周围土体中通过渗透、充填、压密扩展形成浆脉。由于地层中土体的不均匀性,通过钻孔向土中加压注入一定水灰比的浆液,一方面注浆孔向外扩张形成园柱状浆体,钻孔周围土体被挤压充填,紧靠浆体的土体遭受破坏和剪切,形成塑性变形区,离浆体较远的土则发生弹性变形,钻孔周围土体的整个密度发生变化。另一方面随着注浆的进行,土体裂缝的发展和浆液的渗透,浆液在地层中形成方向各异、厚薄不一的片状、条状、团块状注浆体,纵横交错的浆脉随着其凝结硬化,造成桩土之间紧密而粗糙的接触,沿注浆管形成一不规则的,直径粗细相间的桩柱体。注浆管的不起拔可起到锚固作用。它不只是被动承担围岩转移的部分应力,同时还能限制围岩的变形,从而提高了带锚岩体的总体破坏强度,改善了围岩的整体力学性能。这样与压密的地基土形成复合地基共同作用起到控制沉降,提高承载力的作用。
在边坡坡顶布设注浆钻孔，要求自坡顶钻至公路路面下3～5米标高，如坡顶无法摆设钻机，则必须沿坡顶至坡底布设水平或斜注浆孔，注浆孔完成后，则可对其进行注浆，浆液采用纯水泥浆液，不可用砂浆，因砂浆流动性及渗透性差，施工可成孔即进行注浆，也可完成钻孔后再进行注浆。如不出现塌孔时，可不下袖筏浆管，让浆液彻底渗透、流动，胶结松散石块、岩石裂隙，如出现塌孔，建议下袖筏管进行灌注。
2.4锚杆（索）
注浆工作完成后，沿坡面布设水平或斜拉预应力锚杆（索），可采用扩大头锚固端技术，因该区均为石土堆积体，普通锚杆锚固段抗拨力较低，恐难以满足要求。扩大头锚杆（索）技术让锚杆的锚固段口径加粗，而自由张拉段维持原口径，可大大提高单锚（索）抗拨力。具体施工可通过对锚固端进行高压旋喷而达到扩大锚径的要求，应用高压射流切割岩土体，使锚固端扩大而自由张拉段保持原孔径不变。
2.5井字梁
由于处理后的高边坡无法分台、分级，虽经注浆及锚杆加固，但其结构稳定性尚不能满足要求，须沿坡面纵横设置井字梁，各锚杆（索）锚台则固定在井字梁上。
3、结束语
边坡经喷砼、注浆、锚杆及进字梁等一系列施工后，形成一相对稳固完整的岩土结构体系，共结构稳定性比岩石边坡稳定，比之震前的公路边坡更是有了质的飞跃。各工序施工均应按相应规范进行设计及施工，排水及抗震设防工作也应按相应规范进行。
