不良地質(zhì)深路塹處理施工安全工作技術總結

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 一、前言 
    近年來高等級公路建設在我省方興未艾，不良地質(zhì)深路塹的處理施工日益增多，如何保證其施工安全，已成為設計、施工、監(jiān)理三方迫切需要解決的重要問題，本文從設計角度出發(fā)，通過對我省三處較為典型的深路塹的不同設計．處理．施工，對不良地質(zhì)深路塹擋土墻、明洞、抗滑樁等處理施工安全進行了較為系統(tǒng)的總結。
    二、津市澧水大橋南端接線擋土墻綜合防護工程 
    2.1工程概況 
    津市澧水大橋南端接線工程是津市城市規(guī)劃建設的配套工程，又是湘北公路的一部分。該路段原為一座相對高差為100m左右的山丘，原山坡自然坡度一般在1:1.75～1:2.5之間,因澧水大橋南端接線穿越該山嶺中下部寬達42m。大部分地段形成20～30m的高路塹邊坡,而原設計對該路段這一特殊地質(zhì)條件估計不足,路塹邊坡定為1:1，尤其在邊坡>20m時,也未設臺階進行變坡處理,故其邊坡略顯較陡。1996年底建成通車后，1997年雨季在該路段K0+130～K0+465皇姑山地段右側路塹發(fā)生大范圍坍塌，長達215m。該處原砌有高2.2m，頂寬1.0m路塹擋土墻，邊坡面采用了厚40cm的干砌片石條型護坡及半園拱型護坡，均從K0+295～K0+340段被推跨。坍塌土方大量進入行車道，嚴重影響了湘北公路的貫通。 
    2.2 施工條件 
    皇姑山地段位于澧水下游近河口地區(qū)，冰漬特征極為典型，地面表層為第四系黑色粘土，厚度在1m以內(nèi)。下部為第三系紅色泥礫粘土巖，產(chǎn)狀不明。泥礫所含礫石大小懸殊、雜亂無章，毫無分選，混集于粘韌紅泥之中。礫石巖性單一，幾乎全部由石英砂巖組成，礫徑超逾1米的巨礫在剖面中比比皆是，經(jīng)研磨的礫面光滑平整，根據(jù)調(diào)查和鉆探表明，泥礫層厚在50～60m以上。 
    坍塌地段位于斷層影響帶內(nèi)。地表為第四系地層覆蓋，第三系紅色泥礫粘土巖呈單斜構造，受澧水大斷裂影響，地質(zhì)構造較為復雜，近期尚有活動。 
    坍塌地段表層由于遭受了較強烈的構造運動和風化作用的影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，組成了良好的透水層和儲水層。而深部的地層受風化作用甚微，透水性較弱，形成相對阻水層。山坡上居民生活廢水及雨水下滲成為土體中地下水的主要來源，北側邊坡體內(nèi)發(fā)育一條厚度達1～1.5m的富水帶,雨季地下水較豐富,邊坡滲水嚴重,局部呈細股狀滲水。 
    本地區(qū)基本地震烈度為Ⅶ度，近期地震對斷層活動有一定影響。 
    從土質(zhì)分析，該路段表層為亞粘土夾碎石，所含砂礫約50%以上，具亞膨脹性，滲水性強，下部為紅色泥礫層，冰漬特征極為典型，泥礫所含礫石大小懸殊，粒徑超逾1m的巨礫比比皆是，礫石表面附著的薄層粘泥，遇雨水浸泡，即發(fā)生松散破碎，從而導致邊坡失穩(wěn)，產(chǎn)生坍塌。 
    原擋土墻斷面尺寸在該地質(zhì)條件下，抗滑、抗傾覆均未達到規(guī)范要求。且原片石護坡采用干砌方式，未能起到防止雨水下滲、保護坡面作用，嚴重影響施工安全。 
    2.3精心設計： 
    對冰漬層地質(zhì)災害的整治，尤其對皇姑山這樣國內(nèi)罕見的特殊地段，目前還未見有效的整治記載文獻，為此，在整治處理設計中，本著安全、美觀、經(jīng)濟的原則，設計方在處理設計過程中進行了抗滑樁、壓漿固結法、預應力錨索加固法、重力式擋土墻多方案比選。 
    通過技術、經(jīng)濟分析，經(jīng)專家評審，分析認為冰漬層地基土容許承載力[σ]≥300kPa，基坑開挖淺，施工難度小，且結合當?shù)氐拇罅科?jīng)加工后可用于擋土墻，就地取材，可大大降低造價。達到穩(wěn)固、美觀、經(jīng)濟的目的，最后采用擋土墻為主體工程，通過坡面修整，放緩邊坡，坡面草皮護坡防止雨水沖刷，建立起地表排水和地下排水相結合的綜合排水系統(tǒng)達到綜合整治的目的。綜合整治方案來進行處理。 
    2.4嚴格監(jiān)理 
    鑒于本地區(qū)冰漬層的特殊性，建設單位通過招標擇優(yōu)選取施工單位，并聘請了三名現(xiàn)場監(jiān)理工程師配合省、地、市三級交通質(zhì)監(jiān)站建立了嚴格的質(zhì)量保證體系，以確保工程安全。 
    2.5施工安全措施 
    ① 擋土墻基礎開挖，分散跳槽開挖，挖成一段砌筑一段。并采取適當臨時防擋措施，盡量減少基礎開挖范圍，避免因施工開挖引起新的坍塌。 
    ② 施工在旱季進行。 
    ③ 認真及時做好截水肓溝和草皮護坡工作。 
    ④ 坡面上坍體以及裂縫、凹凸不平之處，全部平整夯填并鋪種草皮，防止表水下滲。 
    ⑤ 原有擋土墻損壞、開裂部分，一律拆除，新建擋土墻，結合修筑支撐滲溝及截水盲溝，及時將地下水排出以保證支擋效果。 
    ⑥ 擋土墻主體工程修成以后，應在墻頂面再鋪一層30cm厚的混凝土保護層封頂，以便防止地表水下滲及氣候作用和影響，使填土強度不致降低。 
    ⑦ 擋土墻的墻背應設置30cm的砂墊層，一方面引導墻后滲水沿著預定的路線排出墻體，另一方面砂墊層也可以起到緩沖的作用，削弱墻后土體的任用。 
    ⑧ 施工過程中因基礎開挖，隨時可能誘發(fā)新的坍塌，除采取跳槽開挖方法外，應以“快開挖，快支護，快砌筑”為指導思想，加強施工管理，合理計劃工序。 
    通過以上措施，確保了工程安全施工，工程得以順利竣工。 
    三、婁湘公路金家沖滑坡明洞整治工程 
    3.1工程概況 
    工程位于湘鄉(xiāng)市棋梓橋鎮(zhèn)金家沖，棋梓橋至婁底二級公路K31+150～K31+240段，滑坡前緣寬180m,最大長度為110m,前后緣高差62.55m,總土方量約40萬m3。由于興建公路深切方達18m以上，形成了傾角約40°的邊坡，坡面巖石裸露，降水大量滲入山體，形成了滑坡。目前坡面上已形成多級臺階及環(huán)形裂隙，滑坡后緣陡壁高0.6～1.6m。該滑坡地貌特征明顯，是施工期產(chǎn)生、發(fā)展和形成的滑坡，范圍較大，地質(zhì)條件復雜，處于斷層破碎帶及斷層影響帶內(nèi)，已建擋土墻大部分被破壞，嚴重影響了公路的修建與貫通。 
    3.2施工條件 
    本施工場地地質(zhì)情況復雜，殘積、坡積成因的碎石土由粘性土與碎石混雜而成，厚1.30～2.50m，斷層破碎帶巖石受擠壓破碎嚴重，節(jié)理裂隙極發(fā)育，巖石多為碎石狀，局部為泥狀，斷層泥遇水極易軟化膨脹，滑坡體下部為砂巖、泥灰粉砂巖、泥灰?guī)r、硅質(zhì)砂巖、鈣質(zhì)泥巖。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及勘探表明，工地位于普安堂南北向背斜構造的西南側，區(qū)內(nèi)巖層總的傾向為30°，傾角為38°。有條較大的斷裂從滑坡前緣處通過，與滑坡軸線交角約80°同時與路基中心線交角10°左右，斷層走向NWW傾向NNE，傾角為30°～40°，受該斷裂的影響，勘探區(qū)巖石節(jié)理發(fā)育巖石受擠壓，破碎嚴重，且多風化強烈，除此之外，在勘探區(qū)及附近，次一級的小斷裂也較發(fā)育。對明洞施工安全修建有一定影響。 
    3.3精心設計 
    明洞路線與地形等高線斜交，進、出口洞門形式均采用翼墻式，施工時應注意避免對山體穩(wěn)定性造成破壞，同時加強觀測記錄，做好防范措施。 
    襯砌結構設計采用路塹式明洞結構，拱圈采用30號鋼筋混凝土，邊墻采用20號片石混凝土，仰拱采用20號混凝土?；靥钔猎O計坡度為1：5，實際回填土坡度為1：10，兩者之差作為坡面土石零星坍的儲備。 
    對圍巖地下水的影響采用以排為主，防、排、截、堵相結合的綜合治理原則，即在明洞襯砌外設防水層，將水堵在模注襯砌之外，防水層可用復合土載布或橡膠防水板等，其性能應滿足下列要求：拉伸強度25KN/m,拉伸率大于100%，抗?jié)B水壓0.7MP；在墻腳上設有泄水孔，間隔6～10m，將滲水引入明洞內(nèi)縱向排水溝。在仰拱中央布置集水圓管，排走滲入仰拱低洼處的積水，出仰拱后視情況將水引入側溝或路塹邊溝。以達到排水通暢、防水可靠、經(jīng)濟合理、不留后患的目的。 
    對于洞口段，地表水采用以排為主，排、堵、截結合的原則，即在坡面上按常規(guī)設置截水天溝，洞門頂部及洞頂坡腳設排水溝，在邊墻背后設滲水盲溝，使洞內(nèi)外形成一個完整暢通的排水系統(tǒng)。 
    3.4施工安全措施 
    ① 明洞施工應嚴格執(zhí)行JTJ042-94《公路隧道施工技術規(guī)范》，在施工過程中應認真做好監(jiān)理管理工作。
    ② 明洞地處山嶺重丘區(qū)，須因地制宜布置好地表各項排、導、防水工程，洞門墻應盡早砌筑，各翼墻、擋土墻須及時砌筑，按施工規(guī)范作好泄水孔，水溝均需抹面以保證排水順暢。有關護坡需確保質(zhì)量。洞外須搞好環(huán)保工作，采取防排水工程措施時，注意保護自然環(huán)境。 
    ③ 為保證施工質(zhì)量及安全，尤其對隱蔽工程必須建立嚴格的監(jiān)理制度。 
    ④ 設計、施工、監(jiān)理密切配合，預想施工中可能出現(xiàn)的問題，提出預防措施。 
    ⑤ 邊墻、邊溝施工，必須分段間隔開挖，要縮短進尺，加快封閉，防止擾動。 
    ⑥ 對部分地段之軟弱巖層，開挖時還應采取擋板支撐等措施，以策安全。 
    ⑦ 對于需要開挖開挖至明洞邊墻基底以下的工程，設計、施工都應采取有力措施，防止基礎下沉、邊墻、拱圈變形。 
    通過以上措施，本明洞工程安全竣工，獲得建設方一致好評。
    四、湘耒高速公路炮石嶺滑坡抗滑樁整治工程 
    4.1工程概況 
    工程場地位于衡東縣新塘鎮(zhèn)，在建湘耒高速公路炮石嶺地段K79+500左右，為丘陵地貌，地形起伏較大，相對高差最大約150m，滑坡體位于一面向北東的“圈椅”內(nèi)，周圍山體坡面傾角約30～40°，滑坡前緣為一山間埡口，在施工過程中右側產(chǎn)生發(fā)較大的滑坡，嚴重影響了高速公路施工的順利進行。 
    4.2施工條件 
    工程場地內(nèi)地質(zhì)條件復雜，上部土體為碎石土，厚度一般從1.0～8.3m，局部夾粘土層，為泥巖風化后的產(chǎn)物，下部為泥巖，全風化，呈可塑－硬塑狀，具一定的膨脹性，此外，滑坡體南東側為灰白色．灰黑色砂巖，產(chǎn)狀為300～330°∠26～28°。其北東側有一北西向的壓扭性斷層通過，受其影響，區(qū)內(nèi)發(fā)育有二條逆斷層，滑坡體位于這兩條斷層的下盤。該路塹邊坡曾在三十年代由于連降暴雨從而滑動，至五十年代修建省道1820線時，開挖埡口也產(chǎn)生了滑動，新砌擋墻常在一天左右即被推倒，由于當時無法治理，公路被迫改道,施工安全難以保證。 
    4.3精心設計 
    設計方經(jīng)過大量方案比較與計算分析工作，認為單設擋土墻方案相對經(jīng)濟，且較容易施工，但因其結構尺寸較大，基礎開挖可能誘發(fā)新的滑坡，施工安全很難保證，而明洞方案雖能減少新塘聯(lián)絡線跨線橋工程和對面山體路塹邊坡的土石方數(shù)量，但造價仍顯偏高，考慮到該地段地質(zhì)情況復雜，滑坡發(fā)展規(guī)模較大，且新塘聯(lián)絡線于此附近上跨湘耒高速公路，整治工作顯得十分重要。本設計采取排水工程和抗滑工程相結合的綜合整治方案，排水工程為了排除地表水，設置了截水溝、排水溝、邊溝；為了攔截滑坡體上方地下水，設置了截水盲溝；抗滑工程以抗滑樁為主，采用了懸臂式抗滑樁+重力式擋土墻組合設計方案。 
    4.4施工安全措施 
    本工程所處地區(qū)，地質(zhì)情況復雜，為確保工程質(zhì)量，要求如下： 
    ① 施工時間宜在旱季進行。 
    ② 施工流程宜坡面排水工程—抗滑樁—分段開挖路基—擋土墻。 
    ③ 截水溝鋪砌時迎水面溝壁應設泄水孔（尺寸10×20cm2），以排泄土壤中水，或采用干砌片石鋪砌。在滑坡體上方標高為133～135m附近截水溝下部設一道截水盲溝，以攔截地下水，引出滑坡體外。施工時應盡量少開挖以保持該地段抗滑功能。 
    ④ 滑體內(nèi)排水應充分利用滑坡范圍內(nèi)的自然溝谷作為排除地表水的渠道，及時把水引入排水溝中。為此目的要對自然溝谷進行必要的整修、加固及鋪砌工作，達到不溢流、不滲漏的目的。 
    ⑤ 滑坡內(nèi)土質(zhì)松散，地表水易下滲，應進行平整夯實，夯填裂縫（將裂縫兩側土體挖開，挖成寬度不小于0.50m深度不小于1.0m的溝槽，然后用粘性土分層夯填）。 
    ⑥ 設計緊密配合施工，在地下水較為發(fā)育地段，事先安裝了抽水設備，加強樁基礎支護，保證施工安全。
    ⑦ 抗滑樁材料采用C20。縱向受力鋼筋焊接接長、焊接接頭的類型及質(zhì)量均應符合《鋼筋混凝土工程施工及驗收規(guī)范》的要求。 
    ⑧ 施工前應先做好坡面排水，抗滑樁應由兩側向中間靠，跳樁開挖施工。 
    ⑨ 樁后回填應待樁身混凝土強度達到設計強度70%以上時方可進行回填，回填土宜采用砂性土。 
    ⑩ 擋土墻與抗滑樁之間回填土應分層夯實，坡面采用草皮護坡，應注意做好排水工作，防止雨水下漏造成擋土墻破壞。為確保工程安全，施工中應建立嚴格的監(jiān)測制度，認真做好交接班記錄，發(fā)現(xiàn)異常情況，及時反映處理。 
    通過上述措施，使工程搶在雨季之前完成，有力保障了施工安全，深受各方好評。 
    五、結束語 
    高等級公路不良地質(zhì)深路塹處理隨地質(zhì)條件的變化而千變?nèi)f化，為確保施工安全，設計、施工、監(jiān)理三方密切配合，避雨季、快開挖，快支護，快砌筑是關鍵。