高陡边坡危岩体治理综合施工技术研究

马 欣

（中铁一局集团厦门建设工程有限公司，福建 厦门 361000）

1 工程概况

由中铁一局承建的蒙华铁路龙门黄河大桥起讫里 程 为DK505+956.1 ～DK506+224.6， 全 桥 采 用1-202m 中承式钢管混凝土提篮拱桥，孔跨布置为（2×19+2×13.5+14×9+2×13.5+2×19）m， 桥 梁 全长268.5m，为全线的关键控制性工程。该桥三门峡方向桥台位于陕西省河津市，桥台上部地形陡峻，桥台上部86 ～150m 处存在危岩带，危岩带边坡的坡度在80 ～90°，部分坡面呈现反坡，灰岩构成的陡崖呈带状分布，危岩带长255m。危岩带的基座主要是由角砾状泥灰岩构成，由于角砾状泥灰岩遇水易软化，抗风化能力差，导致部分危岩体角砾状泥灰岩基座已风化成凹岩腔。陡壁灰岩局部存在溶洞现象，溶洞直径50 ～700cm，部分经人工改造形成人工洞穴。场区造节理裂隙发育两组，产状分别为90 ～110°∠80 ～85°和170 ～210°∠85 ～90°，两组节理间距分别为0.2 ～1.5m 和0.5 ～2m，多为密闭节理，局部节理呈张开状（见图1）。

图1 危岩体分布图

2 工程防治措施

危岩带整体采用主动防护网加固，防治单体危岩坠落；对体积较大的危岩体或危岩体区域进行锚固加固（垫墩式压力注浆锚杆或预应力锚索）；凹腔采用M10 浆砌块石填充后，布置溶洞、裂缝封堵工程措施。其中主动防护网采用S250/3 SPIDER 绞索网+SO/2.2/50 格栅网；压力注浆锚杆锚杆长9.0m，倾角10°，坡面间距为3.0m，锚墩尺寸0.6m×0.6m×0.25m；预应力锚索长20m，倾角15°，坡面间距4.0m，锚墩尺寸为1.0m×1.0m×0.5m（见图2）。

图2 危岩带治理设计展布立面图

3 施工方案

3.1 方案选择

支架及施工平台主要有两种选择，一种是采用刚性支架，另一种是采用钢管脚手架。考虑到危岩带顶部的坡面陡直，危岩带顶部与桥面的高差大，经两种方案的多方位比选，最终采用采用刚性支架施工。刚性支架的优点是可以在危岩带的底部设置较为稳定的基础，从底部开始部一节一节搭设，并将支架与岩体锚固，支架整体有较大的稳定性。选取这种方案，可以节约比较多的的材料使用，减少人工使用量，在工期上也有较大的优势，且支架搭设时较为灵活、方便，有很明显的经济效益。

3.2 刚性支架

刚性支架的立柱选用QTZ63（5610）塔式起重机的标准节段，立柱纵向间距12m。施工平台采用贝雷梁组拼，贝雷梁上部铺设I200a 工字钢，工字钢上部铺设6mm 压花钢板。在标准节段连接螺栓位置处设置连接框架，将贝雷梁和立柱连接成整体。支架的最高的安装高度为45m（见图3）。立柱按照塔式起重机的附着要求设立，45m 高度需在中间设置一道附着，附着位于第13个标节（32.5m）位置处（见表1）。

图3 刚性支架横断面

表1 立柱附着高度表

立柱的基础采用预埋螺栓式固定基础，钢筋混凝土结构，C30 砼浇筑，尺寸为5.0m×5.0m×1.35m。每个基础底部设置6 根108mm×8mm 微型钢管桩，钢管桩入岩3.0m，上端埋入承台1.0m。施工平台用贝雷梁组拼，每侧设置一组，间距2.0m，贝雷梁上部放置I200a 工字钢分配梁，间距40cm，工字钢上部铺设6mm 压花钢板，周边设置1.2m 高安全围栏（见图4）。靠近山体方向，每3m 施做一个φ25mm 砂浆锚杆，锚杆外露部分与工钢分配梁焊接，以增加工作平台的稳定性。

图4 刚性支架纵断面

4 锚索施工

4.1 钻孔

钻孔前先清理、平整坡面，清除坡面的浮石。坡面清理完毕后，首先确定出孔位及锚索的方向，然后调整钻机就位。钻孔过程中需经常校正钻孔方向，钻孔深度20m。钻孔完毕后用高压风清孔。

4.2 锚索组装

锚索采用7-φS15.2mm（1860MPa）型高强度、低松弛钢绞线，锚具采用OVM15-7 型，锚索锚固段10m，自由段10m。锚索锚固段架线环与紧箍环每隔1m间隔设置，紧箍环采用16 号铅丝绕制两圈，自后段每隔3m 设置一道架线环以保证钢绞线顺直。锚索自由端钢绞线需涂抹黄油并外套波纹管防腐。

4.3 锚墩砼浇筑

砼锚墩采用现浇，模板采用组合钢模板拼装，锚墩砼浇筑前先清理岩石面，清除碎石及不稳定岩石，预埋钢管（中心线与锚索孔轴线重合），再按设计图纸绑扎钢筋，并将钢垫板的位置固定，最后立模浇筑锚墩砼，浇筑时需将钢垫板底部砼充填密实。

4.4 锚固段注浆

注浆材料采用1 ∶1 水泥砂浆，水灰比0.38 ～0.45，浆体强度不小于30MPa。注浆时采用排气法注浆，锚索穿索后24h 内进行注浆，以免钢绞线在潮湿的孔内生锈腐蚀。

4.5 张拉

待砂浆体强度达到15MPa 时，方可进行锚索张拉，锚索设计荷载900kN，锁定荷载800kN。锚索张拉锁定后，需从锚垫板上的灌浆孔补充灌浆后，再封锚头。张拉时要注意调整锚垫板平面与锚索方向垂直。

5 主动防护网施工

主动防护网采用S250/3 型SPIDER 绞索网，由高强度防腐钢丝成索后编制，菱形网孔内切圆直径250mm，螺旋网片单位延米纵向抗破断拉力不低于120kN/m，环链破断拉力不低于30kN。

5.1 清坡

规整地形边界，清除浮上浮石，需要时回填凹坑，砍伐无特殊保留价值的树木至根部。

5.2 钻孔

以坡脚为基准线布设锚杆孔位，自上前下按设计深度钻凿锚杆孔并清孔，孔径不应小于φ42mm。锚杆应尽可能垂直于坡面，且与水平面的夹角不应小于15°钻孔完毕后，安装锚杆，清理锚头并使其裸路长度为10 ～18cm。

5.3 注浆

浆体采用强度等级不低M20 的水泥砂浆（采用P.042.5水泥时，配合比为水泥∶砂∶水=l ∶1.35 ∶0.45）或水灰比0.45 ～0.5 的纯水泥浆，确保浆液饱满，在进行下一道工序前注浆体养护不少于3d。

5.4 挂网

从上向下铺挂格栅网，格栅网间重叠宽度不宜小于5cm，两张格栅网间以及必要时格栅网与支撑绳间用φ1.5 扎丝进行扎结，当坡角小于45°时，扎结点间距不宜大于2m，当坡角大于45°时，扎结点间距不宜大于1m。

5.5 铺设SPIDER 网

相邻网片的边沿网孔间用φ8mm 钢丝绳或或卸扣缝合连接，缝合绳缝合方式为从相邻网孔间直接穿过或缠绕方式，缝合绳端头应用两个绳卡紧固。将边界绳从SPIDER 网边沿网孔界过至两端钢丝绳锚杆，张紧井用4 个绳卡紧固。安装锚垫板并拧紧螺母施加预应力，使SPIDER 网张紧并紧贴坡面或压入地层，上边界及侧边界绳必须卡压在锚杆外侧，下边界绳必须卡压在锚杆的上侧。铺设完毕后，检查SPIDER 网与坡面的贴紧情况，根据需要布设安装辅助锚杆。

6 结束语

龙门黄河大桥三方台侧高陡边坡危岩体治理效果明显，说明所采取的综合治理技术合理可行，同时也说明，根据高陡边坡不同区段的地质条件采取科学、合理的防治体系是治理高陡边坡滑塌的关键。文章结合高陡边坡治理的实例，通过采用合理的施工方案取得了良好的施工效果，可为同类危岩体治理施工提供一定借鉴。