某桥台边坡危石处理施工技术

姚红伟

“十一五”期间，国家对高速铁路建设不断加大投资，铁路现代化建设加快推进，各条高铁相继投入使用，按照《中长期铁路网规划》，在“十二五”期间，我国铁路建设将维持大规模投入，投资额将保持在每年7 000亿元左右，共计约3.5万亿元，目前大量铁路工程正在建设之中，且在建或待开工山区铁路项目将越来越多。受各种条件的限制，桥梁、隧道高边坡以及大填、大挖方路段频繁出现，相伴而来出现了较多的路堤边坡失稳、边坡及路堑边坡坍塌等地质灾难现象，给工程建设、运营带来巨大的经济损失。

因此，如何治理滑坡，确保稳定，对保证线路运营安全至关重要，这也是摆在工程技术人员面前的难题之一。本文重点介绍了某特大桥桥台坡面危石滑坡体处理施工过程中的相关技术，对边坡危石防治措施进行研究，为工程技术人员在今后类似实际工程防治措施中提供参考。

图1 边坡典型工程地质剖面图

1 工程概况

某大型钢构桥梁为新建铁路重庆至利川线第Ⅳ标段内控制性工程之一，地处重庆市石柱县南宾镇华丰社区内，D1K195+245～D1K195+701，桥长456 m。该桥重庆端与三秋田隧道出口相连，利川端接路基，横跨瑞通公路。由于该桥坡脚处有多栋民房，特别是在线路右侧有四栋居民楼，恰好位于要处理的危石滚落范围内，安全防护难度较大。利川端边坡典型工程地质剖面图如图1所示。需处理危岩范围长100 m，主要发育三组结构面:1)岩体后部顺坡向的节理，产状N67°W/SW∠62°～80°，起伏粗糙，延伸长度1 m～7 m，宽约0.5 cm～10 cm，半充填岩屑，局部有植物根系伸入，该节理面可发展成为后缘切割面。2)与坡面近垂直的纵向节理，产状N55°E/直立，起伏粗糙，基本贯通，无充填或半充填岩屑，宽0.5 cm～1.5 cm，局部有植物根系伸入，由于该节理面的切割，使岩体与母岩分离，或者形成了两侧临空的贴壁式危岩体。3)层面，产状N30°E/NW∠8°。这三组结构面的存在，以及坡底下伏泥岩风化形成的凹腔，使得边坡稳定性较差。

2 施工技术顺序及方法

该桥桥台直临边坡坡脚的瑞通公路及线路右侧四栋民房，危岩崩塌，将危及华丰大桥9号，10号墩及附近民房和桥下瑞通公路的安全。因此，有必要对该部分危岩进行处理。经过方案比选，本工程选择方案为:先进行边坡安全防护，然后用水磨钻切割劈裂，再用塔吊分块吊装拆除法。具体方法及顺序如下:1)地表排水:施工先期在边坡坡顶5 m开外位置设置一道排水沟，将滑坡体以外的地表水，予以拦截引离;对滑坡体上的地表水要注重防渗，并尽快汇集引出，对滑坡体地下水，本处采用施工方便、工期较短、节省材料、经济有效的平孔措施排除。2)确定影响范围:对影响范围内的居民楼内的住户进行临时过渡安置，同时修建瓦泥榜隧道进口至11号台尾施工便道，便道宽为4.5 m，设置2个错车道，错车道出路面宽6 m，路面采用泥结碎石铺设，作为大型机械进场、机料具进场、出碴及混凝土运输的通道。3)在拦石墙与山体之间，约平行于拦石墙挖掘缓冲沟渠，缓冲沟深1.5 m，顶面宽2 m，底宽1 m，以减缓削减危石滚落时的速度，确保瑞通公路及行人的安全，另外在瑞通公路及拦石墙之间设置被动防护网，防护网的高度为6 m，以防止飞石越过拦石墙危及路人及车辆安全。4)为确保施工机械能够到达施工处理区域，在9号墩斜上方(高程约为565 m处)安设一台塔吊，用来运送施工机具，同时向下运送处理后的危石。5)在该处的居民安置完成后，在居民楼与山体之间(高程位置约为580 m处)设置一道型钢拦石墙，同时在拦石墙的外侧设置一道高为7 m的柔性被动防护网(见图2)，拦石网与该拦石墙走向一致。拦石墙施工顺序:征地→挖掘拦石墙基础→基底铺混凝土找平、定位安装20b型钢、焊φ22双侧钢筋网@15 cm×15 cm→搭设施工脚手架、安装模板、加固→混凝土浇筑施工→拆除模板→混凝土养护。在拦石墙施工过程中要求混凝土浇筑质量可控，分2次～3次装模浇筑，并保证模板的加固稳定，防止爆模，加强混凝土振捣。为了便于处理完成后的危石沿该桥向9号墩放心滚落，在该拦石墙与山体之间(即墙的靠山侧)铺设砂袋，作为危石向9号墩方向滚落的滑道(见图3)。6)危石处理(卸载减重):在滑坡体清除一定数量的危石使滑坡减重、卸载，保证稳定，处理区域标划放线，标出设计图示上网格边界，按设计坡率及现场危石情况对其进行清除，根据不同区域裂隙发育及岩面情况采用不同的处理方案。a.对于浮在坡面或石风化程度较大的危石，主要采用风镐对岩面进行刷坡、卸载，为了避免清理后的坡面再有小块的危石脱落，采用C25喷混凝土封闭。b.对于风化不大，且无法采用风镐进行破除的危石(主要为W1～W6危石)采用水磨钻及膨胀炸药对其进行破除。7)坡面防护工程:在对山区滑坡危石采取措施处理之后，仍有可能有松散的岩体进入线路，因此还有必要采取防护措施加以保护，此处拟采用锚喷护坡。在坡面上按一定间距、行距和一定的角度、深度，设置一定数量的锚杆，而后布上钢筋网，喷射混凝土，形成锚杆与薄壁钢筋混凝土联 合作用的护坡体系，达到安全、实用、经济、美观的效果。

图2 楼房北侧拦石墙断面及型钢与钢筋布置连接图

图3 防护措施设置侧面图

3 监控量测

3.1 地质观测

在滑坡体的岩体边坡埋设仪器，观测工程施工过程中应力和位移的变化。1)应力观测:在边坡地应力作用的范围内，埋设应力计，监测各部位应力的变化;土体中还可视需要埋设孔隙水压测点，监测孔隙水压力的变化速度和幅度。2)位移观测:埋设测斜仪和应变计，以较准确测定滑移界面的滑移量或岩土体内某部位任意方向的位移。

3.2 地表沉降

地表沉降测点埋设:用冲击钻在地表钻孔，然后放入长200 mm～300 mm，直径20 mm～30 mm的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实。

地表沉降计算:在条件许可的情况下，尽可能布设导线网，以便进行平差处理，提高观测精度。施工前，由基点通过水准测点监测出地表沉降观测点的初始高程H0，在施工过程中测出的高程为Hn。则高差ΔH=Hn－H0即为地表沉降值。

地表沉降分析:包括地表沉降历时规律、地表沉降历程规律、纵向地表沉降规律、横向地表沉降规律等。分析施工对周边环境的影响程度及影响范围，及与时间和开挖面之间的关系，预测最终地表沉降。

3.3 数据应用

1)根据现场量测数据及时绘制位移变形曲线，然后进行数据处理或回归分析，以推算最终边坡变化规律。当曲线出现反弯点时，表明边坡处于不稳定状态，必须停止施工，对危险地段加强支护，密切监视现场动态，确保安全。

2)通过量测数据的分析处理，提供判别边坡系统基本稳定的依据，掌握危石稳定性变化规律，提出修改设计参数和施工方法，确保边坡稳定及确定拦石墙的施作时间。

4 结语

在选择滑坡防治措施前，在现场调查地形、地质和水文条件，认真研究和确定危石滑坡体的类型及其发展阶段，分析形成滑坡的主次要因素及彼此的联系，结合设计图纸、施工条件、防治费用及其他各种情况综合考虑、比选，制定具体防治措施。因此处属于滑动缓慢的大型滑坡，窄长而陡峭，故设计为旱桥通过，施工时宜全面规划，分期整治，仔细观察每期工程的效果，在进行全面综合比较后随时调整方案，采取相应的治理措施，但以求整治简单、工程量小、施工方便、经济合理。在整治之前，应先做好临时排水系统，以减缓滑坡的发展，然后针对引起滑坡滑动的主要因素，采取相应的措施，进行下一步施工。

准确的地质资料、施工中的监控量测工作和合理的设计施工措施，将最大限度地防止施工安全事故的发生，使施工风险降到最低，保证施工安全和质量。

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