边坡稳定性防治技术探讨

金祖敏

(上海铁路局杭州工务段,杭州 310009)

边坡稳定性防治技术探讨

金祖敏

(上海铁路局杭州工务段,杭州 310009)

介绍在金温线采取布鲁克主动网、预应力锚索、坡面嵌补、危石整治(锚索、锚杆、清除)等综合措施防治边坡的稳定性分析及效果。

布鲁克主动网;预应力锚索;危石整治;稳定性分析

一、工程地质概况

K200+020～K200+80地处山区,堑顶植被发育,堑顶外有耸立陡壁。岩土层为凝灰岩,颇重风化,节理裂隙发育,岩体破碎。下部堑坡呈倒悬状,危及行车安全,已采用挂网喷混凝土加固。堑坡顶上约5米外有巨形直立岩壁,高15～20 m,岩体节理裂隙发育,节理多以水平及垂直为主,该岩体底部有一张开裂隙,倾角10°～35°,倾向线路,岩体较破碎,呈大块状,悬石状,有下错动及掉块现象,危及行车安全。

二、工程措施

采取布鲁克主动网、预应力锚索、坡面嵌补、危石整治(锚索、锚杆、清除)等综合措施防治边坡。

(一)堑坡采用预应锚索加固力

K200+020～+060段右侧边坡采用锚索加固、预应力锚索有效控深10.5～25.5 m,锚索倾角20°。单根锚索设计吨位436 kN,预应力吨位480 kN,锚固段长度5.5 m;钢绞线用1860级高强度低松弛钢绞线,最小破拉断力260.7 kN,直径15.24 mm,每根锚索由4根钢绞线组装,锚索头部距孔底0.5 m,锚具采用OVM15—4型锚具。孔内注浆材料采用M40水泥砂浆,水泥采用525号普通硅酸盐水泥,外锚头采用M30钢筋混凝土锚墩,承压面不小于0.3 m×0.3 m。锚孔所处基岩破碎处,锚墩下设承压板,采用M30混凝土,正方形,为1.5 m×1.5 m。

(二)布鲁克主动网

K200+020～+060未喷护部分及+061.5～+080直立岩壁侧面采用布鲁克主动网防护,网型GPS2,主要由边缘小锚杆、支撑钢绳、钢绳网及格栅网组成,钢绳网块规格5 m×5 m,支撑钢绳直径为16 mm,缝合钢绳直径为8 mm,格栅网采用SO2.550型。

(三)危石整治

直立岩壁顶上主要危石采用预应力锚索加固,预应力锚索有效孔深10 m,单根锚索设计吨位300 kN,采用一次性张拉至设计吨位,避免过分扰动危石。危石堆中各较小危石采用Φ22螺纹钢筋长锚杆加固,锚孔灌注M40水泥砂浆,锚杆长以穿透小危石至基岩内2.5 m为宜。直立陡壁,部分危石间空洞及悬出部分下部采用灌注水泥砂浆、混凝土嵌补支撑。

三、边坡稳定性分析(滑坡推力法)

该工点采用推力传递计算法检核其稳定性:

式中:Fs为安全系数;αi为条块滑面平均倾角;ψ为传递系数;ψ=cosΔ α-sinΔ αtanφ其中(Δ α=αi-1-αi);li为条块滑弧长(m);

Wi为条块体力(kN/m3)。

由条分法按上式求总和,即得计算断面上滑动的总推力。

(一)滑动体1、2、3

滑动面为贯通的两组节理裂隙面(图1)。

图1 K200+020断面图

(1)边坡未治理前(表1)

表1 边坡未治理前的稳定情况

E10、E20表明滑动体1、2在此断面方向稳定,在此断面倾角为11°,而倾角10°～35°,故估计其稳定性很差;>0表明滑动体3不稳定。

(2)边坡治理后:滑动体3稳定,安全系数为1.27(见表2)。

表2 边坡治理后稳定情况

(二)滑动体4

滑动面为贯通的两组节理裂隙面。

(1)边坡未治理前,滑动体4不稳定(见表3)。

表3 边坡未治理前的稳定情况

(2)边坡治理后:滑动体4稳定,安全系数为1.30(见表4)。

表4 边坡治理后稳定情况

S为滑动体横截面面积(m2);γ为滑动体各层容重(kN/m3);W为滑动体总重(kN);L为滑动面长(m);α为滑动面倾角(°);c为滑动面黏聚力(kPa);φ为滑动面内摩擦角(°);β为锚索倾角(°);T为锚索锚固吨位(kN);N为该断面锚索数量(根);LO为锚索横间距(m);FS为安全系数。

四、整治效果

实践证明,金温线边坡整治是成功的,防治技术是合理适用的,经济效益是显著的。预应力锚索具有施工机动灵活、劳动强度小、消耗材料少、施工快、安全可靠、造价合理等优点,因此在金温线广泛应用于整用于整治滑坡,加固顺层边坡、加固危石等工程中。

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(责任编辑张佑法)

U213

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1007-7111(2010)12-0123-02

2010-11-05

金祖敏(1973—),男,工务段副段长,研究方向:路基防护。