[摘要]如果发生公路滑坡灾害,轻则影响公路畅通,重则危害人们生命。近年来,公路滑坡问题已成为山区公路的重要病害。由于受到多方面因素的综合作用,发生公路滑坡,若不采取一定措施治理,必将带来各种负面影响。本文结合笔者多年工作经验,针对公路滑坡的实际情况,提出了"涨壳式中空注浆锚杆"技术设计方案,希望对山区公路滑坡问题的防治起到一定作用。
结合我国实际情况来看,在云、贵、川、藏等地区多发生滑坡事故,或者在一些山区、丘陵地带也时有发生。当前,我国各项经济与技术水平不断提高,对工程施工也提出了全新要求。因此,滑坡灾害的防护工作也要与时俱进,加强重视,实现技术创新,更好地保证公路畅通运行,保护人们生命与财产安全。
1公路滑坡形成的原因分析
滑坡形成的原因是各方面要素的综合作用,一般可从内部与外部两方面进行分析:
1.1公路滑坡形成的内部影响要素
1.1.1地质构成
滑坡主要是岩体、土体发生变化而产生,岩体与土体的结构较为松软、抗压能力弱化,再加上水的作用力,就容易产生滑坡。例如,岩土的层面、裂缝等,都可能扩展形成滑坡,再加上这些部位较容易产生风化,如果边坡的坡面与岩土变化的倾向相同,那就极易发生岩面滑动或顺层滑坡。
1.1.2地形地貌
“滑坡”顾名思义,只有存在一定的斜坡,才会发生;如果处于平原地形,则不易发生滑坡;而山坡地区、公路边坡等,则是滑坡的高发区域,需引起重视。
1.1.3地下水作用
滑坡的形成离不开水的作用力;由于土体中存在隔水层,因此地下水可能发生聚集并对岩层产生作用,造成岩层软化,其强度降低,提供了滑坡形成的基础条件。另外,由于地下水的存在,增加了滑坡体本身的重量并产生较大压力,就会形成下滑力,造成滑坡。
1.2公路滑坡形成的外部影响要素
除了内部因素发生作用以外,外部因素的推动作用也不容忽视,这也是预防的重点。
1.2.1日常活动
人类的日常活动,也会潜移默化中影响大自然的正常规律;例如,在建设山区公路或者高速公路过程中,必然涉及到大量的开挖、填筑等环节,对斜坡位置的岩体、土体造成破坏,一旦雨水、地下水等下渗,就会引发滑坡问题。
1.2.2强烈降雨
如果出现强烈降雨,发生滑坡的几率就会增加;当雨水渗透到地层中,就会形成地下水,同时产生应力作用。因此,当某个区域发生连续性降雨时,必须引起注意,必要时可疏散交通、阻止车辆通行,以免路面被埋对人身安全造成威胁。
1.2.3地震灾害
地震是诱发滑坡的一大要素。由于地震产生强烈的冲击力,会造成土石内部结构的变化,如果恰巧处于斜坡位置,当结构面开裂、地下水位上升后,就可能发生滑坡。
2边坡情况概述
本文以某高速公路隧道为案例,该隧道主要为双跨连拱结构,其开挖跨度达到20m以上;且所处地质构造较为复杂,进口段的偏压相对严重,堆积体坡度为直立状;在边坡表面,生长了茂盛的植被、地下水较为丰富,同时受到多年的风化影响,对围岩稳定性造成严重威胁。该洞口地段主要为土夹孤石的地质状况,呈现黄灰色,骨架颗粒的粒径约为1.5cm-3.5cm,含有大量的变砂岩。这一围岩地带的整体性和强度偏弱,一旦遭遇暴雨侵袭,可能发生失稳现象,引发落石甚至坍塌事故。
3涨壳式中空注浆锚杆技术方案的设计与应用
结合本案例中的围岩情况,可考虑实施“涨壳式中空注浆锚杆”治理措施,具体施工步骤分析如下:
首先,应用中空注浆锚杆技术,选择EX型预应力涨壳中空锚杆,其锚杆为R32,钻孔的直径与孔斜度分别为70mm、26°,将锚杆呈矩形分布。将其刺入到中空杆体中,注意将其水平距离控制在2m左右,水泥浆的水灰比为0.35-0.45之间,锚杆长度8-12cm、注浆压力为1-1.5MPa,然后通过孔腔灌注水泥;在锚孔的外端位置,设有止浆塞及托板,二者的作用就是避免浆液流出,保证锚杆应用的质量。采用压力注浆方法之后,可以保证孔壁间隙、杆体等充满浆液,并且这些浆液逐渐渗透到岩体的缝隙中,起到稳固岩体的作用;其次,锚固段的长度需在3m以上,锚杆自由度则在5m以上,设计115kN左右的预应力。利用涨壳及岩壁的作用,形成涨压力,将锚杆支护安装到位后,就会产生锚固力,可避免岩体发生变形;同时将预应力施加到锚杆上,也可控制岩体变形问题,其形成的张拉力,保证岩体稳定性;再次,应用锚杆技术的优势在于,锚杆可实现360°的随意方向安装,这种方法的应用技术简单,只需利用简单工具辅助即可完成;最后,将中空锚杆的杆体插入锚孔中,注意其深入滑动面在1m以上,抗拉力约为250kN;通过顺应力的作用,减轻锚杆注浆体的应力,避免浆体发生开裂;这样,即使长期运用,锚杆也不会发生锈蚀,增大了锚杆支护力的强度,延长其使用寿命。
4涨壳式中空注浆锚杆技术的施工注意要点
采用涨壳式中空注浆锚杆技术,并非适用于所有的滑坡治理中,应结合实际地势、地形而定,并且在施工中也要注意以下几点内容:
4.1做好清孔准备工作
在正式灌浆之前,必须做好清孔工作;尤其在施工的锚固段,应该将岩体中的岩渣清理干净,吹干内部的水分,才能确保砂浆粘结力。
4.2预应力的确定与选择
根据工程实际情况,选择的预应力值在115kN左右,需要对超过预应力的数值进行超张拉,通过现场进行实验确定最终数值,注意预应力的保留值与本方案实际情况相符。
4.3建立施工监测系统
加强对施工过程中的监测,如边坡变形情况、锚杆拉力作用等。如果监测中发现问题,则采取措施及时纠正。
本工程项目自2012年通车,经过长期运营情况来看,采用涨壳式中空注浆锚杆治理公路滑坡项目,技术合理、可靠,同时也符合环保性要求,对治理滑坡问题起到积极作用。
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