高速公路高边坡加固技术

高速公路高边坡加固技术的探讨

摘要：随着社会经济的快速发展和高速公路的兴起，高陡边坡坍塌、滑坡等地质灾害的治理面临新的课题。因此，对边坡防护加固处理技术的研究开发应用有一定的社会意义和经济价值。边坡防护技术形式多样，一般采用挂网喷射混凝土加岩土锚固组合防护加固的居多。同时，植护坡技术在高速公路边坡防护治理中广泛利用。

关键词：高速公路；高陡边坡；岩土锚固；植护坡技术

1 前言

岩土锚固技术自1911年源于美国，至今已在许多国家推广应用，该技术有效地解决了边坡稳定的难题。目前国内外各类岩土锚杆已达600多种，其中自钻式中空锚杆是近年从国外引进的岩土工程新技术，它能满足设计锚固力为5o～1500kn的拉伸与压缩件。该系列锚杆已应用于越来越多的隧道、边坡、护堤、路基、深基坑等防护加固工程，其发展前景看好。

2 自钻式中空描杆简介

2．1 锚杆的力学作用原理

(1)锚杆悬吊作用：锚杆穿过软弱、松动的不稳定岩土体，深入锚固在稳定的岩土体中，提供足够的拉力，克服滑落岩土体的自重和下滑力，防止边坡洞壁滑移、塌落。

(2)挤压加固作用：锚杆受力后，在周围一定范围内形成压缩区。将锚杆以适当方式排列，使相邻锚杆各自的压缩区相互重叠形成压

缩带。压缩带内的松动地层通过锚杆加固，整体性增强，承载能力提高。

(3)组合梁(拱)作用：锚杆插入地层内一定深度后，在锚固力作用下的地层间相互挤压，层间摩阻力增大，内应力和挠度减小，相当于将简单叠合的数层梁(拱)变成组合梁(拱)。组合梁(拱)的抗弯刚度和强度大大提高，从而增强了地层的承载能力。

2．2 锚杆的设计要素

(1)锚杆长度：锚杆有效发挥作用时所需的总长度。按悬吊作用计算，是锚固长度、加固长度和外露长度之和。按组合梁(拱)作用计算，是1．2倍组合梁(拱)的高度和外露长度之和。实际取值时，还应考虑开挖轮廓线不平整而增加的附加长度。

(2)锚固长度：锚杆锚入稳定地层中的长度，可按经验或计算选取。按经验选取时，考虑锚固方式和锚杆直径。按计算选取时，考虑砂浆与锚杆的粘结力和砂浆与孔壁的粘结力。

(3)加固长度：按沿锚杆方向所悬吊的危岩高度，或围岩荷载高度，可用声波等测试技术测量松动圈厚度的方法来确定。

(4)锚杆拉拨试验：在喷射混凝土覆盖锚杆之前，用锚杆拉力计或扭力矩扳手测定。夹住锚杆，缓慢均匀加压，直至压力表读数达到与设计值相对应时止，或使锚杆松动为止，一般不做破坏性试验。在锚杆被喷射混凝土覆盖后，用锚杆探测仪探明，将锚杆刨出进行测定。检测数量按洞室每30～50m长度或每300根锚杆取样一组，

每组不少于3根，应在检查点同一断面内的一排锚杆中均匀选取。

2．3 自钻式中空锚杆的性能参数

自钻式中空锚杆品牌繁多，但性能指标差别不大。

2．4 施工技术要点

(1)钻进：采用锚杆钻机将安装好钻头的锚秆钻进至设计深度。(锚杆加长可用联接套进行连接，通过钻机钻进)。

(2)卸下钻机，将止浆塞安装在锚孔内离孔isl 25cm处。特殊情况如注浆压力较大或围岩太破碎，也可用锚固剂封孔。

(3)通过注浆快速接头将锚杆尾端与锚杆专用注浆机相连。

(4)开动注浆机注浆，待注浆饱满且压力达到要求时停机。注浆压力根据设计参数和注浆机性能确定。

(5)根据设计需要，安装垫板和螺母。

2.5 创新亮点

(1)钻孔、注浆、锚固一次完成。作为钻杆的锚杆体无需拔出，锚杆的中空可作为注浆通道，从里至外注浆。工序简单，施工方便快捷。

(2)锚杆三位一体的功能使得它在各类围岩条件下施工时，不需套管护壁、预注浆等特殊手段也能形成锚孔并保证锚固与注浆效果。

(3)自钻式锚杆具有边钻进边加长的特性，能任意切割和连接加长，可适用于较狭小的施工空间，实现了特长锚杆加固围岩的设计

思想。

(4)高效能的止浆塞使注浆保持较强的压力，充分充填空隙，固结破碎岩体。高强度的垫板、螺母可以将深层围岩应力均匀地传递到洞壁围岩上，达到支护围岩的目的。

3 高陡边坡混凝土施工垂直运输方案探讨

在高陡边坡防护加固工程的框格梁、预应力锚杆(锚索)的圈梁、压顶梁、岩石边坡的缺陷修补等混凝土结构中，其共同特点是工程数量小，施工点多，场地狭小，线路长，工作面广，属高空作业。混凝土的垂直运输是高陡边坡防护加固处理的施工难点，因此，垂直运输方案的选择对施工安全、施工效率和经济效益有着至关重要的作用。

高陡边坡混凝土施工的垂直运输通常采用泵送、溜筒输送或机械运输方案，三者均有不同的缺点。泵送的管路装拆困难，施工成本高；溜筒输送则使混凝土容易离析，强度降低，影响混凝土的浇筑质量；机械运输受场地因素限制多，超过一定高度难于施工，且安全风险大。

根据高陡边坡防护加固处理工程的特点和施工经验，混凝土的垂直运输采用喷射入仓的方法较为理想。即利用混凝土喷射机和空气压缩机将混凝土通过皮管喷射至施工部位。这种方法有如下优点：

(1)工艺简单，机具移动方便，尤其对工作面分散的工程施工更

具灵活性。

(2)输送管路容易连接，施工安全可靠。

(3)传输距离长，最大传输距离可达200m，使高陡边坡混凝土施工运输的难题得到解决。

(4)对混凝土无光面要求的部位(如岩石边坡的缺陷修补)可不

支设模板，视混凝土体积大小分多次喷射施工。

4 高速公路岩石边坡植被护坡技术

由于岩石边坡的特殊立地条件，土质边坡植被护坡常用的技术如

液压喷播技术、挖沟植草技术、植生带技术及三维网绿化等技术并不适用，现有技术相对较成功的有以下几类

4.1 框架内植草护坡

对土质开挖边坡的防护，经改进后用于岩石边坡的生态防护。框

架制作有多种方法，常用的是锚杆框架护坡，框架的形状由具体工程确定，其形状有正方形、六边形、拱形等，一般做法是在岩面上依据设计打孔，锚固用14mm锚杆，其长度一般在1．5m一3m，锚杆露出坡面部分(一般16era一30era)横向焊接6mm。8mm钢筋形成框架骨架．灌注混凝土形成框架，框架内填入经人工改良的含有植被种子的种植土(基质)。框架内植草护坡是早期岩石边坡植被护坡的常用技术，一般适用于坡比小于1：o.75的坡面，工程量相对