主动网结合锚杆支护在公路边坡治理中的应用

时间：2022-05-26 21:10:42 土木工程毕业论文我要投稿

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　　摘要：结合宁波白溪水库进场公路边坡治理工程实践，提出在山坡及沟谷附近进行工程建设时，应注意由于道路或场地建设开挖而引起的边坡稳定问题，并提出“主动网结合锚杆支护结构”是一种对高陡边坡进行治理的有效措施，适用于具有崩塌、浅层滑动、风化剥落、危岩落石等潜在地质灾害的岩石或土质边坡加固和防护。

主动网结合锚杆支护在公路边坡治理中的应用

　　关键词：边坡治理;锚杆;主动网

　　一、前言

　　边坡位于水利枢纽工程宁波市白溪水库大坝下方，边坡总长度约550m，自然山体最大相对高度220m，公路开挖形成人工边坡高度10～40m。公路修建于1996～1997年间，修建白溪水库时兼作为施工用道，由于修建后道路边坡坡度较陡，边坡裂隙较发育，边坡面上危岩未进行及时清除，路边山体边坡多处发生塌方。由于边坡崩塌及滑坡隐患的存在，危及行车及人员安全，道路被封，不能通行。白溪水库管理局考虑水库管理、运行的需要，拟对该段公路边坡进行处理后，作为进出白溪水库大坝及办公区的通道。

　　二、边坡概况

　　边坡区位于宁海县岔路乡白溪村西北部丘陵的东南山麓。丘陵山体呈北东向展布，最高峰高程296.1m(1985国家高程基准)。山坡自然坡度一般15～20°，山坡下部为公路边坡，坡度达60～70°，植被发育良好。

　　前第四纪地层为上侏罗统西山头组(J3x)灰、深灰色流纹质晶屑玻屑熔结凝灰岩、玻屑熔结凝灰岩，岩石具熔结凝灰结构，块状构造。第四纪地层为残坡积层(Qel-dl)，零星分布于山体表部，岩性以含角砾粉质粘土为主，土质不均，山体顶部厚度薄，山体中下部和坡麓逐渐变厚，厚度一般为0.5～2m。

　　边坡岩体内节理发育，主要发育两组：⑴24～35°∠55～71°，为勘查区内优势结构面，平直，一般闭合，延伸稳定，间距一般10～40cm，局部地段间距为5cm左右;⑵109°∠64°，平直，延伸短，一般被节理⑴所切割，闭合，间距一般30～50cm。

　　三、边坡变形破坏特征及成因分析

　　3.1边坡变形破坏特征

　　本边坡由于高度较大，坡度较陡，裂隙(特别是顺坡向裂隙)较发育，发生过多处塌方，塌方规模均很小，个别塌方规模相对较大，块体大小多为0.02～0.05m3左右，最大者为0.5m3左右，公路路边分布许多小块石，均是边坡上部裸露基岩发生崩落掉块的结果。根据现场勘查，目前在坡体上局部岩块由于受开挖时爆破、卸荷、雨水等影响，有张开松动现象，随时存在崩塌的可能。

　　3.2边坡变形破坏成因分析

　　该处出现岩质崩塌，主要有以下几个原因：

　　(1)地质构造因素：岩体中存在顺坡陡倾结构面，另外还存在陡倾的侧向结构面，使这些结构面相互切割，使岩石呈大小不等的块体，再加上边坡近于直立，从而容易引发崩塌地质灾害。

　　(2)人为因素：道路修建开挖时人为开挖出高陡边坡，且对边坡的裸露岩体未作及时处理，边坡节理裂隙发育的岩体处于临空状和突出孤立状。

　　(3)诱发因素：前期的冰冻、降雨天气对岩体产生冻缩热胀和雨水入渗湿润的作用，使岩石裂缝扩大、易于滑动和出现新的开裂现象。

　　四、边坡破坏模式及稳定性评价

　　治理区陡倾裂隙较发育，其中结构面产状为24～35°∠55～71°的顺坡向结构面对边坡的破坏起决定作用，该结构面在坡体下部多为一般呈闭合状态，在坡体上部局部有松动张开现象。其它几组陡倾结构面主要起侧向切割作用，使边坡岩体呈现为镶嵌结构。岩质边坡破坏的主要模式为沿顺坡向陡倾坡外结构面发生顺层式崩塌或滑塌破坏，由于边坡陡立，造成该组结构面多处临空，因此存在较多滑塌或崩塌隐患，边坡局部稳定性较差。破坏类型主要是沿上述结构面产生滑塌和崩塌(见图2)。

　　五、治理设计方案

　　边坡大部分区段崩塌或顺层滑塌的块体体积较小，一般小于1m3;如修建护坡墙需要占用较大地块，且安全性能也不足;如采用削坡方式，由于边坡坡度陡、高度大，削坡方量较大，而且削坡后，岩坡裸露面积加大，影响视觉和生态环境。故只能采用其他治理手段，其中处理岩体崩塌或顺层滑塌较常用的手段为以锚杆(或锚索)为主结合SNS柔性主动防护网或者锚杆挂网喷射混凝土的方案(同时辅以边坡外围截水沟进行排水)。考虑到治理区位于风景区，采用锚杆挂网喷射混凝土视觉效果差，最终决定采用锚杆结合SNS柔性主动防护网为主的护坡方式，具体方法为：系统锚杆+SNS柔性主动防护网+清危岩+随机锚杆+浆砌块石衬砌+截水沟。

　　六、主要施工要求

　　6.1 GTC-65A型柔性主动防护网

　　首先清除边坡顶部松散的残坡积层、全风化层和松动岩石。然后对岩质边坡面采用GTC-65A型柔性主动防护网进行防护，防护网伸出坡顶边界1～2m。锚杆安装时外露长度为10～15cm，杆头加工螺纹，并采用SNS柔性防护网配套的螺母及锚垫板采用M30水泥砂浆灌注，最后施加预应力不小于40kN。

　　6.2加固锚杆

　　①孔径不小于90mm，锚杆杆体采用HRB335钢筋，直径为28mm，长度8m。内侧下倾15～20°施工，有顺坡向主要结构面时，垂直于主要结构面施工。

　　②注浆采用标号为M30水泥砂浆，水灰比一般为0.45～0.5，采用42.5R普通硅酸盐水泥，选用粒径不大于3mm的中细砂，施工时应确保浆液饱满，在进行下一道工序前注浆养护不少于3天。

　　③外部采用C30压板进行封锚。封锚时需采取合理工艺做好防腐措施，确保锚杆不会产生锈蚀。

　　④局部地段采用随机锚杆进行加固，随机锚杆位置根据具体情况布置，其施工工艺同加固锚杆。

　　6.3截排水沟

　　在开挖坡顶修建一截排水沟，以拦截边坡外围的地表水，沟道采用矩形沟，底宽40cm，深40cm，采用M7.5水泥砂浆砌筑块石，块石强度不小于30MPa。

　　另外，对危岩体顶部的裂缝应用M30砂浆进行封闭，以阻止地表水进入危岩体内部。

　　6.4衬砌

　　在凹坡部位采用M7.5水泥砂浆砌筑块石衬砌，块石强度不小于30MPa。

　　七、观测方案

　　由于该治理工程规模不大，且为岩质边坡，破坏模式主要为崩塌，故对该边坡施工过程中及施工完成后的一个水文年中主要采用简易的肉眼观测为主，发现问题及时反馈有关部门。

　　八、结语

　　(1)本边坡治理工程从2007年7月初开始施工，至2007年10月底结束。施工过程中及施工后经历2008～2012年数次台风暴雨考验，观测结果证实边坡支挡效果良好，表明采用“主动网结合锚杆”方法治理本边坡是合理的，此种结构型式特别有利于在具有崩塌、浅层滑动、风化剥落、危岩落石等潜在地质灾害的岩石或土质边坡加固和防护。

　　(2)在山坡及沟谷附近进行工程建设时，应注意由于场地及道路开挖而引起的边坡失稳问题。在地质条件复杂地段治理边坡时，应重视地质勘查工作，根据地质条件分析可能的破坏模式。

　　(3)护坡结构设计应根据可能的破坏模式进行针对性设计，确保治理设计尽可能符合边坡实际条件，必要时采用多种设计方式联合支护的形式。

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