8.3 崩塌治理工程案例
崩塌治理工程常见的施工措施:清理危岩,锚杆锚固,主动网,被动网等。
(1)清理危岩:主要是将危险的岩石进行排危清理,方法主要有以下两种:
①危岩—人工清危:针对该边坡危岩分布情况,对危岩采取人工清危的办法进行处理,人工清危采取搭设脚手架后人工打眼,利用风钻将试块解小清理。
②危岩—机械清危:如果对周边安全及环境不产生影响(或者做好防护工作)可以采取定向爆破、机械等暴力手段。
(2)危岩—锚固:设置锚杆间距2.0 m×2.0 m,锚杆长5.5 m,锚固段长3.0 m,倾角20°,锚杆孔径60 mm,杆体为一根HRB400φ20钢筋,用M30砂浆注浆;考虑工程耐久性要求,锚杆按年0.03 mm考虑其锈蚀厚度,按工程结构设计基准期五十年计算其锈蚀厚度为1.5 mm,选用的锚杆及锚索在计算值的基础上半径增加不小于1.5 mm,并按此值选择标准型材。
①钻孔:将坡面钻孔位置标注出来(最大锚杆间距a,b)。根据实地情况允许锚杆间距出现+/-10%的位置偏移(凹坑,卡钻岩石处等等);根据不同的覆盖层特性选用不同的钻进设备和钻进方法。如果条件允许,可部分选用手持风钻钻孔,但多数情况下仍建议采用大型固定式钻孔设备进行干钻,钻孔施工工作建议从边坡顶部向底部进行;在坚硬地层进行钻孔作业时可不带套管,但在钻进过程中应保证可随时转换成跟管钻进(主要针对那些松散地层),成孔后应立即将花管或稳定套管插入钻孔(防止垮孔),如果条件允许,还可采用自进式锚杆。
②注浆:在系统锚杆和钢绞线锚杆的安装过程中应该使用对中器以保证锚杆处于钻孔的中心位置。如果预计会出现漏浆现象,可以考虑用一个特制的麻袋将锚杆套在其中。水泥砂浆应该进行相关的力学实验,以保证其达到设计要求的强度。为了保证无空隙注浆,必须使注浆管顺着锚杆一直插到钻孔的底部,而在灌浆过程中,注浆管应一点一点地向上拉,这样才能保证浆液从下到上地填满钻孔。
(3)危岩带—支撑:支撑墙墙体兼并支撑及防风化两种作用,所以在施工中支撑结构均为沿坡面的满布墙体结构,而非常用的间隔支撑墙及支撑柱,按照C20混凝土结构强度大于粉砂岩结构,且崁入下部基岩,可以将支撑体与危岩与下部岩体看作一个整体,上部危岩重力将被支撑体承担,完全能达到治理危岩的目的。
①对危岩带采取支撑墙支撑的方案进行处置;支撑墙材料为C20混凝土,外侧坡比1∶0.3;支撑墙高2.4 m,顶宽0.8 m,内侧以现有坡面为主;墙体施工前对凹腔进行清理,清理表层浮土及松散层,对上部残留的页岩层进行清理,下部基础和要完全和基岩接触;支撑墙顶部0.3 m,采用膨胀性混凝土,保证墙体与岩体的紧密接触。
②对危岩体底部发育的岩腔,应采用间歇跳槽施工方法,间距根据现场危岩体裂隙发育情况确定,一般不超过4 m,严禁全段大开挖,长时间不支护。施工前应按照跳槽施工法清除腔体内松动岩块、表层残积土及强风化岩体,清理后的腔顶和腔底应力求粗糙,逆坡应内倾5°,使岩体与混凝土接触面内倾,有利于危岩体及支撑体的稳定。顺墙方向的地面坡度大于5%时,基础应作成高宽比不大于1∶2的台阶,基槽开挖应尽量减少对崖脚岩体损伤,开挖后应及时封闭施工撑填。支撑体采用C20现浇混凝土,浇筑前,应按设计的配合比,做混凝土试块,并做抗压强度试验,其强度设计值满足规范要求后,方可按设计的配合比拌制混凝土进行浇筑。在支撑体顶部与危岩体底部接触位置高度为300 mm内混凝土应掺入少量微膨胀剂,使墙顶应与危岩体底部充填密实。
③支撑体长度较大或支撑体后部裂隙较发育的区段设置泄水孔,间距2.0 m,外斜5%,孔眼尺寸φ100 mm,上下左右交错布置,最下排泄水孔口应高出地面(或排水沟顶面)300 mm,泄水孔材料采用PVC管。支撑体及支撑墙基础应置入中等风化岩石。支撑墙身持力层变化处应设置沉降缝,缝宽30 mm。支撑体长度大于15 m时应设置伸缩缝,缝宽30 mm,缝中填浸透沥青的木板或沥青麻筋,填塞深度150 mm。
(4)挂网喷浆:挂网喷浆:在平整坡面后对危岩带进行挂网喷浆,防治裸露基岩再进一步的风化形成危岩体,产生崩落。
坡面采用一网一筋喷射混凝土护面,钢筋网采用φ8@100×100,混凝土护面厚150 mm,喷射混凝土强度C25,坡面每15.0~30.00 m设置变形缝一道,宽40 mm,采用沥青麻绳塞填饱满,挂网喷浆面积193 m2。坡面布置泄水孔,矩形状布置在锚杆之间,间距3.00 m×1.50 m,泄水孔用φ50 mm PVC管,伸出坡面长5 cm,外倾斜率5%,φ50 mm PVC管尽量采用预埋。
(5)危岩带—被动防护网:被动网的选型依据为危岩带边坡的冲击动能及弹跳计算结果,根据拟设支挡部位的冲击动能和弹跳高度,选择被动防护网型号及网高。
①被动防护网选型:根据计算,危岩带边坡拟设支挡部位岩块的弹跳高度为1.25 m,冲击动能为368.4 kJ。被动网设置高度考虑安全超高,综合取值网高2.0 m。故本次设计对该段防护网选型为RXI050型被动防护网,网高2.0 m。防护段长55.81 m。
②被动防护网基础采用C20混凝土浇筑,基础持力层为泥岩,被动防护网主要施工参数如下。
③钢柱:16b工字钢,纵向间距10 m,每根长2 m。钢绳网:R12/3/300环形钢绳网。支撑钢绳:φ22上下双支撑钢绳。上拉锚绳:φ18“人”字形上拉锚绳。侧拉锚绳:φ18双绳。减压环:GS-8001型,吸收能量能力>50 KJ。上拉锚杆:2φ16钢绳锚杆,锚固长度2m。
(6)危岩带—主动防护网主动防护网:对该危岩带进行主动防护网施工加固坡体。
①采用SPIDER系统坡面主动防护系统:网型采用S250型SPIDER绞索网。锚杆布置按梅花形布置,为B×H=3.00 m×3.00 m,锚杆长度2~5 m。锚杆钻孔直径D为110 mm,锚杆入射倾角15°。锚杆采用A型锚杆,即2φ25HRB440钢筋点焊拼排。锚杆采用全粘结型,锚固水泥砂浆强度M30;注浆采用孔底注浆法,注浆压力不应小于0.3 MPa,注浆必须饱满密实,第一次注浆完毕,浆液凝固收缩后,孔口应进行补浆。
②坡面布置泄水孔,矩形状布置在锚杆之间,间距3.00 m×1.50 m,泄水孔用φ50 mm PVC管,伸出坡面长5 cm,外倾斜率5%,φ50 mm PVC管尽量采用预埋。