既有線路塹高邊坡滑坡及坍塌正稿

既有線路塹高邊坡滑坡及坍塌

病害治理施工I=-摘要：我國鐵路建設(shè)中，常遇到高路塹土方施工，在施工中由于地理條件、地質(zhì)資料的缺失、業(yè)主工期要求等等各方面的原因，時常碰到，施工結(jié)束和鐵路線運營10年后，邊坡防護、排水設(shè)施或是邊坡整體性在惡劣的自然條件和人為因素下發(fā)生不同程度的破壞，此時棘手任務(wù)是，抓緊時間組織合理、有效、安全的治理施工。治理施工目的很明確，就是為了保證既有線正常運營，保證國家和個人的財產(chǎn)和人生安全不受侵害。高邊坡治理只要措施有減載、截水和支擋，施工中一切的注意事項和規(guī)范要求都要為此服務(wù)。關(guān)鍵詞：高邊坡；滑坡；坍塌；既有線；邊坡刷方；抗滑樁；掛網(wǎng)噴錨；安全防護。引言為了使我國的鐵路運營更安全，國家和人民的財產(chǎn)、人身安全得以保證，鐵路既有線路塹高邊坡滑坡和坍塌的病害治理并需要起到其應(yīng)有的作用。施工中的要注意的事項很多，其宗旨是為了達(dá)到有效的邊坡截水、減載和支擋的作用。在施工中必須要尊重和嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計圖紙和相關(guān)規(guī)范要求。本文背景為甘肅省武威某處鐵路既有線高邊坡的滑坡和坍塌病害整治工程，由于當(dāng)?shù)氐奶厥鈿夂蚯闆r，病害整治施工的質(zhì)量必須要格外的嚴(yán)格控制。施工中一切措施都是為了有效的達(dá)到邊坡的加載、截水和支擋的目的。1鐵路路基路塹邊坡防護土質(zhì)路塹：土質(zhì)挖方路段高度小于3m時，坡面直接植草，邊坡高度3VHW6.0m時，采用三維植被網(wǎng)植草防護，邊坡高度H>6m時，一般采用骨架內(nèi)植草灌防護，骨架內(nèi)植草灌護坡主要有方格形骨架內(nèi)草灌護坡，拱形骨架內(nèi)草灌護坡等形式。巖質(zhì)路塹：對于穩(wěn)定的巖質(zhì)路塹邊坡采用客土噴播進(jìn)行防護，對于可能出現(xiàn)小規(guī)模坍塌和巖質(zhì)泥化剝落地段，采用鋼筋砼人字形骨架+固定錨桿護坡；對于順向坡，采用鋼筋混凝土方格骨架錨桿、鋼筋混凝土框架錨桿等進(jìn)行防護。2既有邊坡防護狀況2.1原設(shè)計情況K199+360?K199+560段為深路塹，原設(shè)計左側(cè)邊坡為三級?四級邊坡，每級邊坡高10m,坡率1：0.75,邊坡采用預(yù)應(yīng)力錨索加固處理，2003年7月中旬開工，由于開挖過程中連逢降雨，導(dǎo)致多次坡頂黃土和碎石土坍塌及下部傾向線路的順層千枚巖夾砂巖剝落溜坍，形成近60m高的邊坡，為消除工程隱患，確保運營安全，K199+390?K199+560段設(shè)置了明洞工程。2.2現(xiàn)場實際情況塹頂變形情況：明洞段山體邊坡沿塹頂截水溝前形成圈椅狀坍塌（見圖1），形成3道圖1坍塌體錯臺及俯視圖裂縫，裂縫寬約0.5?1m,錯臺高差達(dá)3?4米，滑塌體厚約10?30m，最遠(yuǎn)距塹頂30米以外，其垂向位移大于水平位移，前緣使隧道明洞頂部回填層形成隆起。坡面變形情況：洞頂排水溝被塌體擠壓變形并覆蓋，大里程洞門約30m邊坡噴錨砼開裂（見圖2），無塌體，其后至小里程端洞門邊坡坍塌嚴(yán)重，部分錨索外露失效，噴錨砼開裂脫落。圖2坡面破壞3病害原因分析⑴巖層產(chǎn)狀與坡面順層的影響工程位于斜坡地段，自然邊坡30°?40°,工點處主要地層為奧陶系砂質(zhì)千枚巖，巖體節(jié)理發(fā)育，巖層走向N60°?75°W,基本與線路平行，請教約為45°?55°N,傾向河谷方向，與山坡傾向一致，為典型的順層斜坡地貌，降低了坡面的穩(wěn)定性。⑵氣候變化，降雨集中，軟化了坡面巖體松動層工程位于中溫帶干旱氣候區(qū)，根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料，該區(qū)年最大降雨量482mm，最小244mm，平均358mm，且主要集中在6?9月份，一般占到全年降雨量的80%以上，尤其近十年以來年降雨量總體呈上升趨勢，2011年7月?10月降水量增加較為明顯，持續(xù)時間長，地表水沿風(fēng)化裂隙下滲，軟化了風(fēng)化松動層，使巖體強度明顯降低，出動淺層風(fēng)化層沿巖層面蠕動變形和滑動破壞，造成邊坡開裂變形。此外該地區(qū)每年11月份氣溫下降很快，地表注漿被凍結(jié)，3月之后隨氣溫上升，出現(xiàn)凍融現(xiàn)象，容易一起淺層松散層劃塌變形。⑶斷裂結(jié)構(gòu)發(fā)育，地震活動頻繁工點位于北祁連山優(yōu)地槽褶皺帶中部，區(qū)內(nèi)斷裂結(jié)構(gòu)發(fā)育，其中黃羊川斷裂（F8）從工點附近通過，該斷裂延伸長，斷裂帶寬，20世紀(jì)有記載的右三次強烈活動，其中2008年汶川大地震也曾影響到該區(qū)。綜上所述，降雨時間冥想增長，降雨量集中、排水不暢、巖體地層邊坡順層、地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)育是形成邊坡變形病害的主要原因。4病害整治方案⑴清方減載。抗滑樁頂上開挖邊坡，按1：1.25坡率刷坡減載，坡面采用錨桿掛網(wǎng)噴射10cm厚C20砼防護，在距樁頂30m高處設(shè)置一級平臺，平臺寬度4m,平臺以上邊坡防護與一級坡面相同。⑵抗滑樁支擋。在K199+448?K199+562段范圍內(nèi)，距左線10.5?12m處設(shè)20根抗滑樁，詳細(xì)設(shè)置為：1?2號樁長25m，樁徑2X2.5m；3?10號樁長27m，樁徑3X4m；11?14號樁長27m，樁徑2.5X3m；15?20號樁長25m，樁徑2X2.5m；其中在3?14號抗滑樁上設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索。5施工技術(shù)方案及安全措施5.1總體施工方案5.1.1施工流程施工準(zhǔn)備（包括便道修整和施工配料）一既有線防護柵欄搭設(shè)一塹頂截水溝施工—坡面坍塌體清理一邊坡刷土方（高度5米）—?已刷方邊坡錨噴防護一重復(fù)步驟4、5―?完成邊坡刷方及掛網(wǎng)錨噴防護一?抗滑樁開挖一?抗滑樁鋼筋綁扎及混凝土澆錨索施工一其他附屬工程施尋＞場地清理。5.1.2主要施工工藝及技術(shù)要求⑴邊坡刷方工程首先要嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙要求放邊坡開挖線線，每10米并參考設(shè)計斷面圖放一個開挖樁。由于處理地段的邊坡長度不超過200米，所以縱向一次性開挖到位，橫向分階段開挖，每階段高度為5米，開挖過程中要嚴(yán)格控制坡率，邊開挖邊檢測，合格后再進(jìn)行下一階段的開挖，保證邊坡坡率必須滿足設(shè)計及規(guī)范要求。其次要注意保證開挖后邊坡的完整性，遇到大塊凸石，挖機刷坡不可行時，要采用人工風(fēng)鎬，將土石鑿平。且不可用挖機野蠻施工，破壞坡面。當(dāng)遇到坡面在施工過程中發(fā)生塌陷的，要將塌陷坡面的松散部分挖除，直至挖至穩(wěn)定坡面體，在后續(xù)的噴錨施工中，用噴錨混凝土將超挖部分填平后再進(jìn)行整個坡面的噴錨作業(yè)。⑵排水工程排水系統(tǒng)要在邊坡開挖前完成，作好塹頂截、排水。臨時排水設(shè)施應(yīng)與永久性排水設(shè)施相結(jié)合。按照“永臨結(jié)合”的原則對臨時排水設(shè)施進(jìn)行周密規(guī)劃，避免積水沖刷邊坡、浸泡邊坡坡腳和雨季對已成邊坡的沖刷。本工點排水工程主要有塹頂排水溝、平臺排水溝、地表排水溝三種，施工中主要控制溝體強度、幾何尺寸、結(jié)構(gòu)物形式、排水師傅通暢。施工中每隔10米，設(shè)置沉降縫一道，縫寬1.0cm，縫內(nèi)填滿瀝青麻筋。⑶掛網(wǎng)噴錨工程施工工藝流程圖見圖3。圖3掛網(wǎng)噴錨施工工藝流程圖腳手架搭設(shè)腳手架搭設(shè)前必須先對現(xiàn)有邊坡的穩(wěn)定情況進(jìn)行觀察，確定安全后再搭設(shè)腳手架。鋼管支架立柱應(yīng)置于堅硬穩(wěn)定的巖石上，不得置于浮渣上，立柱間距2.0m，架子寬度3.0m，橫桿高度1.4m，以滿足施工操作，搭設(shè)管扣要牢固和穩(wěn)定，鋼架與壁面之間必須楔緊，相鄰鋼架之間應(yīng)連接牢靠，以確保施工安全。坡面修整由于現(xiàn)有的巖石邊坡破碎松散且不平整，故必須將松散的浮石和巖渣清除干凈。處理好光滑巖面；拆除障礙物；用噴錨料補砌空洞；用高壓水沖洗受噴面；對邊坡局部不穩(wěn)定處進(jìn)行清刷或支補加固；對較大的裂縫進(jìn)行灌漿或勾縫處理；在邊坡松散空洞處和坡腳處設(shè)置一定數(shù)量的泄水孔，預(yù)留的長度根據(jù)現(xiàn)場確定布設(shè)。噴射混凝土作業(yè)噴射機設(shè)置在地面平整的地方。噴射作業(yè)前必須對機械設(shè)備，風(fēng)、水管路和電線等進(jìn)行全面檢查及試運轉(zhuǎn)。噴射混凝土之前，用清水將坡面沖刷干凈，濕潤巖層表面，以確保噴射混凝土與巖層之間的良好粘結(jié)。埋設(shè)控制噴射混凝土厚度的標(biāo)志，以確?；炷羾娚涞暮穸?。噴射作業(yè)應(yīng)分段分片依次進(jìn)行。噴射順序自上而下，按地形條件和風(fēng)向從左至右，或從右至左依次進(jìn)行。噴錨網(wǎng)混凝土施工，必須先噴射第一層混凝土后才施工錨桿及掛設(shè)鋼筋網(wǎng)。第一層混凝土的厚度為3?4cm，噴頭與受噴面應(yīng)垂直，宜保持0.6?1.0m的距離。第二層噴射混凝木應(yīng)在第一層混凝土終凝后進(jìn)行。若終凝1h后再進(jìn)行噴射時，應(yīng)先用水清洗噴層表面。第二次噴射時必須保證厚度和表面的光感，自上而下噴混凝土2~3次，直到鐵絲網(wǎng)完全被覆蓋。混凝土噴射24h后澆水養(yǎng)護，以保證混凝土質(zhì)量。噴射時，應(yīng)控制好水灰比，保持混凝土表面平整，呈濕潤光澤，無干斑或滑移流淌現(xiàn)象。錨桿鉆孔及注漿錨桿鉆孔在混凝土噴射第一層后才進(jìn)行定位；采用氣腿式鑿巖機鉆孔，孔徑50mm，孔深應(yīng)比錨固深度深20cm，錨桿外露足夠的長度，以便掛網(wǎng)。鉆孔要垂直邊坡面，錨桿采用20mm鋼筋。如遇巖石過于堅硬須采取加水的方式鉆孔，鉆孔時必須隨機鉆速度鉆進(jìn)，不能強加壓力沖鉆，以免影響邊坡巖石的穩(wěn)定。采用壓力泵將M35號水泥砂漿注入錨孔。如遇空洞不能加壓太大，要保持0.1MPa的工作壓力。注漿時注漿管應(yīng)插至孔底5?10cm處，隨砂漿的注入緩慢勻速拔出。注漿要保證砂漿飽滿，不得有里空外滿的現(xiàn)象。注完漿后，立即插入錨桿，若孔口無砂漿溢出，應(yīng)及時補注砂漿。掛網(wǎng)先將圓盤鋼筋（直徑6mm）調(diào)直，按邊坡形狀尺寸取料加工，按網(wǎng)孔20cmX20cm的規(guī)格編織好鋼筋網(wǎng)，分布要均勻，綁扎要牢固。編好鋼筋網(wǎng)后，與錨桿交接處必須進(jìn)行焊接，以保證噴射混凝土?xí)r鋼筋不晃動。鋼筋網(wǎng)必須緊貼混凝土表面，以保證鋼筋網(wǎng)保護層厚度。養(yǎng)生當(dāng)最后一層噴射的混凝土初凝后，即灑水養(yǎng)生，養(yǎng)生時間7~10天，每天3~4次，視氣候條件而定。在終凝后第一次噴水養(yǎng)生時，壓力不宜過大，以防止沖壞噴射混凝土防護層表面。氣溫低于+5時，不得噴水養(yǎng)護。在養(yǎng)生過程中如果發(fā)現(xiàn)剝落、外鼓、裂紋、局部潮濕、色澤不均等不良現(xiàn)象，應(yīng)分析原因，采取措施進(jìn)行修補，以防后患。⑷抗滑樁開挖施工工藝流程見圖4。圖4抗滑樁開挖施工工藝流程圖抗滑樁開挖首先要保證各個樁孔尺寸和位置符合設(shè)計要求。為了保證樁位的準(zhǔn)確，空口開挖前的放樣和鎖口模板的校正尤為重要。鎖口及護壁的幾何尺寸及鋼筋綁扎必須按照圖紙要求施工，由于鎖口處于填方范圍內(nèi)，除了鋼筋按照圖紙施工外，還要增設(shè)垂直于樁孔側(cè)壁的錨固鋼筋，采用30cmX30cm布置，鋼筋嵌入側(cè)壁50cm，埋入護壁25cm。開挖過程中，要隨時檢查樁孔的垂直度，檢測方法采用掛線法。⑸抗滑樁鋼筋綁扎及混凝土澆筑抗滑樁成孔完成后，綁扎樁身鋼筋，鋼筋綁扎完成并驗收合格后澆筑樁身混凝土。鋼筋綁扎按照設(shè)計圖紙施工。鋼筋的連接。主筋連接采用套筒連接，箍筋采用扎絲與主筋綁扎。主筋長度要滿足設(shè)計的長度。鋼筋接頭應(yīng)錯開布置，在接頭的長度區(qū)段內(nèi)，同一根鋼筋不得有兩個接頭。配置在接頭長度區(qū)段內(nèi)的受力鋼筋，其接頭的截面面積不得大于總截面面積的50%（接頭長度區(qū)段內(nèi)是指35d，長度范圍內(nèi)，但不得小于500cm，d為鋼筋直徑）。鋼筋套筒鏈接，對端部不直的鋼筋要預(yù)先調(diào)直，按規(guī)程要求，切口的端面應(yīng)與軸線垂直，不得有馬蹄形或撓曲，是以刀片式切斷機和氧氣吹割都無法滿足加工精度要求，通常只有接納砂輪兒割切機，按配料長度逐根進(jìn)行割切。加工絲頭時，當(dāng)空氣溫度低于0°C時，應(yīng)摻入15?20%亞硝鏹水鈉嚴(yán)禁用機油作切削液或不加切削液加工絲頭。絲頭加工長度為規(guī)范型套筒長度的1/2,其公差為+2P（P為螺距）。連接鋼筋時，鋼筋規(guī)格和套筒的規(guī)格必需一致，鋼筋和套筒的絲扣應(yīng)干凈、完好無損。連接套筒的位置、規(guī)格和數(shù)目應(yīng)符合設(shè)計要求，待連接套筒的鋼筋應(yīng)固定牢，連接套筒的外露端應(yīng)有保護蓋。經(jīng)擰緊后的滾壓直螺紋接頭應(yīng)順手刷上紅漆以作標(biāo)識，單邊外露絲扣長度不該超過2P（P為螺距）。箍筋彎鉤的疊合處，應(yīng)位于箍筋與柱角豎向鋼筋交接點上，并交錯布置。鋼筋與護壁間必須用短鋼筋支墊或設(shè)置墊塊，并互相錯開。以滿足鋼筋混凝土保護層厚度應(yīng)符合設(shè)計要求。5.2施工安全措施5.2.1邊坡刷方工程刷土方施工主要注重防護排架的設(shè)置、人員安全防護、機械作業(yè)安全防護、既有線施工防護。防護排架設(shè)置牢固，位置合理，并要指派專門安全人員定期檢查維修，保證其起到有效的防護既有線正常運營和施工安全的作用。邊坡上有機械作業(yè)時，在下方施工的作業(yè)人員必須佩帶安全帽。施工前必須待相關(guān)部門的防護人員到位，并確認(rèn)可以施工后進(jìn)行。現(xiàn)場施工必須執(zhí)行一機一人的防護方案，下方配備相關(guān)鐵路部門安全防護人員。施工機器旁邊必須有專人安全防護，保證上下的防護人員保持聯(lián)系，當(dāng)發(fā)生狀況時能采取有效的措施，將危害降至最低。機械作業(yè)安全主要是對機械操作人員的要求，能否保證土方工程機械化施工安全，除機械車輛完好外，關(guān)鍵是機械操作人員的安全行為，因此施工前必須對各種機械、車輛操作人員進(jìn)行機械技術(shù)和安全技術(shù)培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后方可上崗作業(yè)。既有線施工防護。必須要配合鐵路安全防護人員的指揮。在既有線并行地段進(jìn)行施工或停放機械、車輛等設(shè)備時，不得侵入鐵路限界。與既有線并行地段的施工，在靠既有線一側(cè)，設(shè)置距軌道外側(cè)不少于2米的明顯限界樁。限界樁高出地面80?100厘米，每10?20米設(shè)一樁，并選擇寬闊的地段作機械掉頭或會車地點，以防因地形過窄，機械掉頭和會車時侵限。施工影響既有通信、信號、設(shè)備時，事先通知路局電務(wù)部門派員配合，施工前必須與車站值班員聯(lián)系，經(jīng)同意后方可施工。如信號機和通信線路發(fā)生故障，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定規(guī)定進(jìn)行處理和采取防護措施，并與車站值班員登記要點手續(xù)。5.2.2掛網(wǎng)噴錨工程邊坡掛網(wǎng)噴錨前，對作業(yè)人員進(jìn)行安全教育，日常工作中隨時檢查腳手架是否牢固、安全繩是否有損傷、作業(yè)人員的防滑措施和安全防護措施是否到位，對于噴錨手必須要佩戴防護眼鏡，對于存在安全隱患的及時停工整頓。5.2.3抗滑樁工程抗滑樁施工前先做好靠近邊坡一側(cè)的防護工作，保證防護柵欄堅固，經(jīng)檢查合格后方可施工抗滑樁。施工前對作業(yè)人進(jìn)行專項作業(yè)安全培訓(xùn)，并組織挖樁作業(yè)人員參加相關(guān)考試?？荚嚭细裾叻娇蓮氖峦跇蹲鳂I(yè)，考試不合格的要參加重新培訓(xùn)和考試，直至考試合格。人員作業(yè)前檢查各個井口的提升機及各項安全措施是否存在安全隱患，檢查合格或者將隱患排除后作業(yè)人員方可下井作業(yè)?？够瑯朵摻罱壴?/p>