边坡防护设计中边坡防护技术的综合运用

[摘    要]针对某工程实际情况,在简单介绍其地质条件与护坡设计方案的基础上,对护坡技术综合运用进行深入分析,旨在为类似工程建设过程中的边坡防护提供技术参考,达到保证边坡稳定性与安全性的根本目的。

某水利枢纽工程属于大(I)型,以建筑布置情况为依据,工程重力坝及上坝道路应设于右岸山体之内,这样在开挖或会形成高边坡。基于此,为确保边坡稳定性,应对其进行专门的防护设计,采取有效的防护技术。

1  工程地质条件

右岸山坡顶部实际高程为147m,坡脚成20° -35°,具有上陡下缓的特征,走向和轴线基本处于正交。坡积层的厚度为2-5m ;对于强风化带,其垂直厚度为3.7-5.3m ;对于弱上风化带,其垂直厚度与顶板高程分别为11-13m、31-48m。岩层产状的走向以北东东向为主,表面趋于平缓,成15°左右倾角。此外,在岩层上有部分褶曲,其走向以北西向为主。

2  边坡防护设计方案

在右坝肩处有一高边坡,其实际高程在51.2-105.0m 范围内,在边坡上设有马道,共三级,平均宽度为2.0m,实际高程为66.0m、81.0m 与96.0m。对于边坡坡比,高程超过66m的为1::1.25,高程小于66m 的为1 :1。护坡措施为网格混凝土 + 喷播草灌,其中,网格采用 C15混凝土,条带的高度与宽度均为30cm,上端直接裸露5cm,确保草皮和条带能够保持齐平 ;在网格之间进行喷播草灌,以暖冬型为主,完成喷播后,尽早采用无纺布进行覆盖,避免边坡表面的水分快速散失。在坡面布置70mm 排水管,管材选用 PVC 管,按照2m 的间距,以梅花形进行布置。边坡表面外侧和山体直接解除的部分采用浆砌块石布置截水沟,在马道的内侧进行排水沟布置。实际高程超过66m、81m 与96m 的边坡表面采用菱形网格进行防护,实际高程在81-96m 范围内的边坡表面采用城门洞形网格进行防护 [1]。

3  边坡开挖后主要变化与护坡设计方案的整体优化

以高边坡开挖实际情况为依据,在 K0-121.43~K0+031.63标段,实际高程超过66m 的部分岩体风化较为严重,属土质边坡;在 K0+031.63~K0+117.63标段,无论是坡积层,还是强风化带、弱上风化带,其垂直厚度都比之前的描述小。

对此,需要对护坡设计方案做整体优化。考虑到 K0- 121.43~K0+031.63 标段以土质边坡为主,于51.2-81.0m 的实际高程范围内,增设马道,也就是在61m 的高程位置增加一个宽度为2m 的马道,在71m 的高程为止增加一个宽度为5m的马道,将坡比从1 :1更改成1 :1.25。此外,边坡表面采用TBS 护坡措施,其主要包含以下项目 :

其一,挂网,用铁丝对钢丝网进行连接,连接部位应有不少于10cm 的搭接、重叠。

其二,锚杆加固,对于长度为0.6m 的锚杆,其插入角度需要和边坡表面保持垂直,外露长度为10cm,和铁丝网通过绑扎固定之后,边坡表面和铁丝网之间的距离应按5-7cm 控制。锚筋横向与纵向间隔距离均为1m,于3m 的间距位置利用长度为3m 的锚杆,做好必要的防锈处理。此时,铁丝网应外露20cm,做好固定。

其三,有机基材的喷播,基材厚度在8-10cm 范围内,在铁丝网的表面,应有厚度为2-3cm 的有机基材。先喷播一层含有种子的营养泥,厚度按1-2cm 控制。然后用无纺布进行覆盖,做好定期养护。施工中使用的有机基材主要由以下部分组成:保水剂、黏合剂、稳定剂、木纤维、泥炭土、复合肥及着色剂。在正式喷播以前,需要对边坡的表面进行清理与平整,并通过测量放线找出锚杆孔钻设位置。

4  边坡失稳处理

4.1  在 K0+000的上游段,高程超过71m 的边坡,在马道上设置网格并喷播草灌予以防护,技术要求和之前相同。

4.2  高程超过96m 的边坡,在挂设钢筋网的基础上进行混凝土喷射。其主要包含以下项目:先对边坡表面进行修整,根据设计要求开挖到位,确保边坡表面保持平顺,清除碎石与浮渣,并用高压水对受喷面进行冲洗;对圆盘钢筋进行调直,根据边坡的尺寸进行下料和加工,再按照设计要求的规格进行编网,保证分布均匀和绑扎牢固,和锚杆之间的连接位置做焊接处理,防止喷射过程中钢筋网发生晃动;钻孔前先准确定位,用凿岩机进行钻孔,其孔径按50mm 控制,深度应达到4.5m,锚杆的布置间排距为2.5m,呈梅花形。通过压力泵进行注浆,孔内浆液达到饱满后,及时插入锚杆;砼喷射以前,先用清水对边坡表面进行冲洗,并润湿岩层的表面,确保能和混凝土良好黏结。喷射厚度按12cm 控制,若喷射面积较大,则要进行分片作业,按照从上到下的顺序进行,每喷完一层应立即挂设钢筋网。

4.3  在 K 新0-021.374~K0+022.489 标段,在71-96m 的高程范围内,采用混凝土框格梁预应力锚索进行护坡。在浇筑施工过程中,应先保证钢管所在位置准确无误。锚固段的钻孔直径按照130mm 控制,采用 M35水泥浆,所用锚索的设计张拉力应达到500kN,完成锁定后,其张拉力应能达到600kN。注浆方法为孔底压力反向法,在孔口位置布置止浆塞,将注浆压力控制在0.5-0.8MPa 范围内,完成一次注浆后,需要稳压5-10min,注浆中途不允许中断[2]。

5  结论

通过以上分析可得出下列结论 :

(1)边坡地质勘察至关重要,对于处理方案,应尽量做到一步到位,减少或避免修改。

(2)以开挖揭露情况为依据,对处理方案进行有针对性的调整与优化。

(3)正确应对开挖及支护时产生的失稳问题,并通过监测与钻探,明确地质条件,在确定原因后,及时制定有效的处理方案。

(4)护坡应与开挖同步进行,避免失稳,按照正确的程序进行施工。

(5)护坡是一项长期工程,所以在实际工作中应布置监测点位,动态掌握边坡实际情况。

(6)护坡技术应以现场的地质条件为依据进行综合运用,以发挥最大化效果。

参考文献

[1] 李伏元,查婷,张诏军 . 道路工程高边坡防护技术与施工分析 [J].工程技术研究,2018(04):37-38.

[2] 秦凤艳,戈海玉,葛清蕴,杨富莲 . 山区高速公路边坡防护的新型技术——植物草毯生态防护技术[J]. 宿州学院学报,2012,27(05):50-53.

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