時間:2023-09-08 17:05:32
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1引言
在高速公路工程項目中,其邊坡穩定性會受自然因素、人為因素等影響不可避免出現深挖路塹邊坡,導致公路邊坡失穩。其中,自然因素主要包括工程項目所在區域內的地質條件、地形地貌、大氣降水以及地震災害等;人為因素主要包括邊坡的開挖方式、防護設計方案以及養護和綠化等方面[1]。在此背景下,如果邊坡防護設計不當,其穩定性就會受到影響,進而給路面的行車安全帶來威脅。
2工程概況
在建云南省墨江至臨滄公路TJ6標段主線起始樁號K70+950~K84+850,路線全長13.916km。其中,K70+950~K71+200左側邊坡于2019年11月15日開始開挖,2019年11月20日路基左側第五級邊坡開挖完成后,發現邊坡坡頂、坡面出現開裂現象。為防止滑坡繼續發展,業主及時要求施工單位暫停該段挖方邊坡施工,同時要求施工單位在滑坡坡腳反壓回填,回填高度≥6m,滑坡發展速度得到暫時有效控制。
3邊坡防護新理念
在傳統高速公路邊坡防護設計工作中,為了實現邊坡的穩定性,保證高速公路的運營安全,設計人員往往更注重邊坡強度功效,采用混凝土灰色防護,這一防護形式具有投資成本高、工程量大以及單調等特點,且與周圍的自然環境不協調,在目前的高速公路邊坡防護設計中已逐漸被淘汰。新形勢下,高速公路邊坡防護新理念提倡以邊坡穩定為基礎,采用綠色防護新理念,因為綠色防護具有美化環境、保持水土、恢復植被、防護淺層邊坡以及完全覆蓋巖土邊坡等眾多優勢,既實現了加固和綠化剛柔并劑的效果,又能保證邊坡穩定、解決邊坡防護與生態環境問題,進而實現人與自然的和諧共處[2]。
4滑坡形成機制
高速公路工程邊坡是在巖體、土體、自重以及人為等作用下形成的具有一定傾斜度的臨空面,在具體的設計過程中可能會由于不利地形條件、土層及巖土結構,工程施工、大氣降雨等因素的影響,使邊坡的一部分與另一部分產生相對位移,邊坡喪失原有的穩定性,進而形成滑坡。在本工程項目中,滑坡的形成和發展同樣受不利地形條件、土層即巖土結構,工程施工、大氣降雨等因素的影響。(1)有利地形條件:滑坡處位于單項人工斜坡上,坡度為45°~53°之間,坡度較陡,坡腳路基已超出開挖范圍,形成臨空面,為滑坡形成提供了有利的地形條件。(2)不利的地層及巖土結構。滑坡所在區域內的邊坡主要以全風化的砂巖、強風化的炭質頁巖夾砂巖為主,節理裂隙發育,巖體破碎,巖質軟,遇水軟化速度快,巖體強度下降,自穩能力差,為滑坡形成提供了有利條件。(3)工程施工。K70+950~K71+200段為深挖方,路基左側為高邊坡,開挖后由于未及時封閉坡面,其在大氣降水、暴曬等自然因素影響下,導致開挖后的邊坡強度大大降低,出現失穩、使邊坡坡面出現了大量的節理裂縫,導致坍塌。因此,在具體的施工過程中,未及時封閉邊坡是造成滑坡發生的一個重要因素。(4)大氣降水。大氣降水一部分隨著邊坡坡面向坡腳排泄,對邊坡造成沖刷;另一部分通過巖體風化裂縫下滲,使坡體含水量增加,巖體和斜坡強度降低。大氣降水既是造成滑坡產生的自然因素,也是主要的外在因素。總的來說,K70+950~K71+200段在不利地形條件、不利地層即巖土結構、工程施工以及大氣降水等的共同作用下,導致該路段邊坡出現變形,從而產生滑坡。
5邊坡防護設計應遵循的原則
針對因滑坡造成災害的路段,需結合其對本工程項目的危害程度、維修難度以及勘察結果進行綜合性防護設計[3],并遵循以下設計原則。
5.1綜合治理原則
在本工程項目中,由于造成滑坡的影響因素較多、性質復雜、規模較大、危害嚴重,需要對滑坡路段使用抗滑樁、抗滑擋墻、錨桿(索)等巖土支擋和錨固措施、加強排水等多種手段進行綜合治理。
5.2安全第一原則
在設計邊坡防護方案時需綜合考慮多種客觀因素的影響,尤其加強注意本項目所在區域內的地形、地質條件、大氣降水、工程施工等不利影響,力爭一次完成,不留任何安全隱患,不引發新的災害,保證本工程項目的安全運營。
5.3施工便利原則
全面考慮工程項目施工的便利性、方案的可行性以及方案實施的可操作性。同時,在具體的施工過程中不斷健全與完善安保措施,保證施工人員的生命不受威脅。
5.4經濟合理原則
應當結合實際情況,采用成熟的巖土工程治理技術,防范災害的發生,做到因地制宜,合理解決經濟性與安全性之間的矛盾,確保工程項目順利推進。
5.5環保美觀原則
在具體的施工過程中,盡量做到不破壞原坡體上既有的植被,并對邊坡的開挖部位進行綠化,使工程環保美觀,以此增加公路的運行能力,提高駕乘人員的舒適程度。
5.6動態設計原則
由于受地質條件的復雜性和勘察鉆孔局限性的影響,在具體的施工過程中應當加強對滑坡地表的監測和巡視,隨時掌握和了解滑坡動態,保證施工的安全性。另外,將信息化施工運用到其中,遵循動態設計原則,一旦發現局部滑面與方案設計不一致時及時向上級領導反饋,并優化和調整設計方案。
6邊坡防護設計方案
6.1雙排抗滑樁支擋
(1)刷坡減載。將第2級邊坡坡腳位置作為清方起點,向上按照設計坡率1∶1.25~1∶4,再根據調整后的邊坡坡率清除部分滑坡體,減小滑坡推力。(2)抗滑支擋,為保證邊坡的穩定性和安全性,應在K70+991~K71+231段第1級邊坡平臺處設置41根尺寸為1.8m×2.4m抗滑樁進行支擋(前排樁),樁長18m,樁間距6m;K71+030~K71+180段在坡頂距主線中樁65m處設置26根樁徑為1.8m×2.4m和2.0m×3.0m的兩種樁,樁長為22m~24m,抗滑樁全部采用C30混凝土鋼筋混凝土澆筑,樁間采用C30鋼筋混凝土擋土板,并結合工程項目的實際情況,在K70+950~K71+300段主線坡腳位置設置路塹墻。抗滑樁工作原理如圖1所示。(3)為防止邊坡出現局部滑移,在第1級邊坡處設置路塹墻,墻頂采用錨索框架防護;第2、4級邊坡處設置抗滑樁段落外,其余全部采用錨索框架植草加固;第3級邊坡K70+950~K71+200段采用三維網噴播植草防護,K71+200~K71+300段采用錨桿框架防錨桿框架護;第5級邊坡采用三維網噴播植草防護。(4)排水工程。①截水溝:在距離挖方坡頂外的5m處設置尺寸為40cm×40cm的坡頂梯形截水溝,并采用C20現澆混凝土澆筑;②排水溝。在每一級的邊坡平臺處分別設置尺寸為40cm×40cm的平臺排水溝,并采用C20現澆混凝土澆筑。
6.2單排抗滑樁+坡面強防護
由于本工程項目滑坡產生的位置為者整村下方,清方困難。因此需要對已產生滑動位置進行抗滑支擋。(1)刷坡減載。將第2級邊坡坡腳位置作為清方起點,向上按照設計坡率1∶1.25~1∶6,根據調整后的邊坡坡率清除部分滑坡體,減小滑坡推力。(2)抗滑支擋。為確保滑坡的穩定與安全性,K70+972~K71+182段在坡頂距主線中樁73m處設置36根抗滑樁,樁徑為1.8m×2.4m、2.0m×3.0m兩種,樁長為22m~25m,抗滑樁均采用C30鋼筋混凝土澆筑,樁間采用C30鋼筋混凝土擋土板,部分抗滑樁頂面以下1m、2m分別設置預應力錨索,采用6束Φ15.2mm高強度低松弛鋼絞線(1860MPa),錨固段長度10m,單孔錨索設計錨固力340kN,鎖定錨固力272kN。如果繼續開挖施工,滑動面勢必會出現下移,因此需要在K70+975~K71+230段主線坡腳位置設置抗滑擋墻,K70+950~K70+975段、K71+230~K71+300段主線坡腳位置設置路塹墻。(3)邊坡防護。第1級邊坡坡腳設路塹墻,墻頂采用錨桿框架防護;第2、3級邊坡采用錨索框架防護(6束Φ15.2mm鋼絞線),錨索設計荷載650kN,鎖定荷載480kN;第4級邊坡除設置抗滑樁段落,K71+182~K71+230段采用錨桿框架防護外,其余坡面采用三維網噴播植草防護;第5級邊坡采用三維網噴播植草防護。(4)排水工程。①截水溝:在距挖方坡頂外不小于5m處,設置尺寸為40cm×40cm坡頂梯形截水溝,并采用C20現澆混凝土澆筑;②排水溝:在每一級邊坡平臺處設置尺寸為40cm×40cm的平臺排水溝,采用C20現澆混凝土澆筑。
【關鍵詞】SNS主動防護網;高邊坡防護;施工技術
一、SNS柔性網防護網技術
(一)SNS柔性防護網
SNS柔性防護網是一種非常新穎的徹底改變傳統的邊坡防護觀念的新技術產品。能夠將工程對環境的影響降到最低點,其防護區域內可以充分的保持土地、巖石的穩固,通過人工實施植草、植樹的綠化作用。適用于任何復雜的地形,同時又不破壞原始地貌,產品呈網狀,視覺干擾小,便于人工綠化,利于環保,將工程與環境融合。邊坡柔性防護系統主要產品可分為主動防護系統和被動防護系統兩種:系統以鋼絲繩作為主要構成部分并以覆蓋(主動防護)和攔截(被動防護)兩大基本類型來防治各類斜坡坡面地質災害和雪崩、岸坡沖刷、爆破飛石、墜物等危害。
(二)工藝原理
SNS主動防護網按主要構成分為鋼絲繩網、普通鋼絲格柵(常稱鐵絲格柵)和TECCO高強度鋼絲格柵三類,前兩者通過鋼絲繩錨桿或支撐繩固定方式,后者通過鋼筋(可施加預應力)或鋼絲繩錨桿(有邊沿支撐繩時采用)、專用錨墊板以及必要時的邊沿支撐繩等固定方式,將作為系統主要構成的柔性網覆蓋在有潛在地質災害的坡面上,從而實現其防護目的。
(三)適用范圍
SNS主動防護網可用于鐵路、公路、電站、景區及臨山建筑等的高陡邊坡坡面崩塌、危巖、落石、風化剝落、溜坍、溜滑或塌落類地質災害加固防護。
二、SNS主動防護網高邊坡防護工程中的應用
(一)工程概況
某高速公路采用SNS柔性防護系統的段落主要集中在K11~K13和K29~K37高邊坡路段。此公路段屬侵蝕峽谷地貌,沿線谷深坡陡,懸崖峭壁林立,巖體風化嚴重,路線右側邊坡高度在20~200米,自然坡度75°~90°之間,路基邊坡開挖坡比為1:0.33。由于受到地質構造運動影響,巖體受到強烈擠壓,節理裂隙發育,形成破碎的危巖體,加之開挖坡較陡,極易產生巖體墜落和崩塌,對該路段路基、橋梁結構及行車安全十分不利。為保證公路運營安全,該段公路邊坡采用SNS主動網防護系統進行邊坡防護。
(二)邊坡的穩定性評價及危害性分析
K10+300~+480段右側邊坡,坡度560~590,邊坡高92m,為灰巖,呈厚層狀,個別位置呈薄層狀,有數條小型斷層和巨型節理。K32+410~+600,K32+680~+940、K32+880~K33+060等三段,邊坡高40~63m,邊坡坡度為530~580,巖性都是灰巖,由于斷層節理裂縫極為發育,巖體松散破碎,路基經人工爆破開挖后,邊坡上碎石、塊石較多,易產生崩塌落石,危及行車安全和人們的生命安全。再如K36+070~+301左側邊坡,邊坡高度為58m,該段巖性為三疊系的灰巖,巖體呈厚層狀,巖層產狀傾向1780,傾角330。巖體中發育2組節理,路基經爆破開挖后,也將導致邊坡上的巖體易發生崩塌落石等不良地質現象。由于K11~K13和K29~K37兩段灰巖地段的多個邊坡都屬于高陡邊坡,而且受人為爆破的影響,巖體破碎,邊坡的崩塌落石比較嚴重,若不作防護,將嚴重危及行車安全,故必須對這些邊坡進行徹底整治。
(三)防護方案的設計
SNS主動防護系統是通過錨桿和支撐繩對各網塊施加的預張力使各網塊在坡面上張緊后對坡面危巖落石施以一定的預緊壓力,從而提高危巖穩定性,阻止危巖落石的發生。該系統主要有柔性鋼繩錨桿、支撐繩和鋼繩網構成。縱橫交錯并進行依次預張力的ф16支撐繩與4.5m×4.5m正方形標準模式(為節省材料,局部邊界采用4.5m×2.5m)網格內鋪設一張4m×4m(或4m×2m)的DO/08/300型鋼繩網,每張鋼繩網與四周支撐繩間用Φ8縫合繩縫合連接并進行第二次預張拉,該預張拉工藝能使系統對坡面施以一定的法向預緊壓力。從而提高表層土體的穩定性,控制危巖體的移動。該系統各構成部分在每一獨立的防護區域內為一互相聯系的共同作用整體,一旦坡面巖土體發生局部的變形或位移則系統將不是局部而是以整體的形式發揮作用。
(四)施工順序及方法
1、測量放線。為滿足施工需要和規范要求,對導線點進行核實和加密,所有導線資料必須經測量專業監理工程師復核認可后方可用于施工。
2、對坡面防護區域內的浮土及浮石進行清除;在多數情況下,清坡工作并不是必須的,但以下兩種情況是需要加以考慮的:①當坡面上特別是施工人員的活動范圍內存在浮土或浮石時,對可能因施工活動引起崩塌、滾落而威脅施工安全的,宜予以清除或就地臨時處理。②坡面上存在發生崩塌可能性很大的個別塊孤危石,若它(們)的崩落可能帶來系統的大量維護工作甚至超過系統的防護能力,則宜對其進行適當的加固處理或予以事先清除。
3、放線確定錨桿孔位,根據地形條件,孔間距可有0.3m的調整量,在孔間距允許的調整量范圍內,盡可能在低凹處選定錨桿孔位,對非低凹處或不能滿足系統安裝后盡可能緊貼坡面的錨桿孔,應在每孔孔位處鑿一深度不小于錨桿外露環套長度的凹坑,一般口徑20cm,深20cm。
4、根據實際地質條件選用鉆鑿孔機械,采用合理的施工工藝,按設計深度鉆鑿錨桿孔并清孔,孔深應比設計錨桿長度長5~10cm,孔徑為Φ70。(4)插入錨桿并注漿,漿液標號不低于M30,宜用水灰比0.45~0.50的水泥凈漿,水泥宜采用32.5級普通硅酸鹽水泥,確保漿液飽滿,在進行下一道工序前注漿體養護不少于3d。
5、安裝縱橫向支撐繩,張拉緊后兩端各用3個或4個(支撐繩長度小于30m時用3個,大于30m時用4個)Φ6繩卡與錨桿外露環套固定連接。
6、格柵網鋪設的同時,從上向下鋪設鋼繩網并縫合。縫合繩為Φ8鋼繩,每張4m×4m(或4m×2m)鋼繩網均用縫合繩與一根長33m(或27m)的四周支撐繩進行縫合并預張拉,縫合繩兩端各用兩個繩卡與網繩進行固定聯結。
7、坡頂上沿縱向設置三排5m長的2Φ16鋼繩錨桿,縱向間距不宜大于3m,具體可視地質情況布置。
(五)安全生產措施
1、在崩塌地區進行施工,必須采取預防危巖坍塌的安全措施,以保證施工中人員及設備的安全。柔性防護網的施工應特別注意施工安全,施工人員必須戴安全帽,系安全繩,避免人員傷亡和施工機具的損失。
2、施工前應認真檢查和處理作業區的危石,坡面清理和危石處理時必須加強安全防護,避免滾石傷人。施工機具和材料應放置在安全地帶。
3、斜坡作業期間,若坡腳有建筑物或行人、車輛等的過往,必須采用作業安全網或作業區看守控制等安全保護措施。
4、向錨桿孔注漿時,注漿罐內應保持一定數量的砂漿,以防罐體放空,砂漿噴出傷人。施工中注漿管前方嚴禁站人。
5、錨桿拉拔試驗時應遵守下列規定:拉力計必須固定牢靠;拉拔錨桿時,拉力計前方或下方嚴禁站人;錨桿桿端出現頸縮時,應及時卸荷。
三、結束語
SNS柔性防護網在本文工程與全國各大工程中的運用實際情況,顯示了其較強的適應性能,同時,較高的防護能級以及特殊的材料工藝,體現了安全、耐久的性能,作為防止落石危害,確保生命以及財產安全,SNS柔性防護網具有很高的實用與推廣價值。
參考文獻:
Abstract: According to the engineering examples of super high slope protection, this article summarizes the application of anchor construction technology in super high slope protection engineering, and analyzes and summarizes the difficulties in the process of construction, and proposes the corresponding measures. The construction technology of prestressing anchor is improved, and the control of key link in technology application is summarized. Engineering examples are provided for extensive application of the construction technology, while improving the construction technology level of Tianjin No. 20 Metallurgical Construction Co., Ltd.
關鍵詞: 超高邊坡;錨桿;花崗巖;鉆孔;布孔;注漿
Key words: high slope;anchor;granite;drilling;hole;grouting
中圖分類號:U455.7+1 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)03-0103-03
0 引言
在公路的高邊坡工程中,當潛在的滑體沿剪切滑動面的下滑力超過抗滑力時,將會出現沿剪切面的滑移和破壞。在堅硬的巖體中,剪切面多發生在斷層、節理、裂隙等軟弱結構面上。在土層中,砂性土的滑面多為平面,粘性土的滑面一般為圓弧狀。有時也會出現沿上覆土層和下臥基巖間的界面滑動。為了保持邊坡的穩定,一種辦法是采用大量削坡直至達到穩定的邊坡角;另一種辦法是設置支擋結構。在許多情況下單純采用削坡或擋墻往往是不經濟的或難以實現的。這時可采用錨桿進行加固。它是利用錨桿周圍地層巖土的抗剪強度來傳遞結構物的拉力或保持地層開挖面的自身穩定,由于錨桿、錨索的使用,使錨固地層產生壓應力區并對加固地層起到加筋作用;可以增強地層的強度,改善地層的力學性能;可以使結構與地層連鎖在一起,形成一種共同工作的復合體,使其能有效地承受拉力和剪力,并能提高潛在滑移面上的抗剪強度,有效地阻止坡移。這是一般支擋結構所不具備的力學作用。由于這種技術大大減輕結構物的自重、節約工程材料并確保工程的安全和穩定,具有顯著的經濟效益和社會效益,因而目前在工程中得到極其廣泛的應用。
1 工程案例
珠海橫琴市政道路工程DX-17道路高邊坡為道路路塹挖方后形成的巖質邊坡,DX-17道路全長6.95Km,道路范圍內共有4段高邊坡。
其中K0+800~K1+400段高邊坡最高約124m,全長600m,邊坡區為殘丘地貌,山體植被發育,部分基巖出露,個別地方有孤石存在,邊坡中后部覆蓋有較薄的一層殘坡積土,基底為二期~三期花崗巖。
道路每級坡高6.5m,每級設3m寬馬道,馬道上及坡頂意外5m設截水溝,自高處往兩側分流,最終接入坡腳排水溝。為保證開挖后高邊坡穩定,并考慮規劃用地紅線和城市綠化景觀,采用錨桿+框格梁+預應力錨桿支護,并在邊坡框格梁上填土掛三維網進行綠化。
2 錨桿參數
本工程高邊坡共19級邊坡,高差124m。高邊坡防護施工在邊坡面全部爆破完成后,首先進行面層清理工作噴5cm厚M10砂漿錨桿施工框格梁施工,錨桿采用HRB335級螺紋鋼,直徑為28,錨桿于每個橫梁和豎梁交點處設置,錨桿水平夾角為20°,按照3m×3m縱橫向交錯布置,錨桿鉆孔直徑d=120mm,孔內注M30水泥砂漿(如表1所示)。
錨桿采用一次注漿,注漿選用M30水泥砂漿,水泥強度等級不低于42.5,注漿體7d強度不低于20MPa(如圖1所示)。
3 錨桿施工流程
施工準備測量放樣、定位鉆機就位校正孔位調整角度鉆孔(接鉆桿)鉆到設計深度沖洗制作、安裝錨桿注漿
4 施工遇到問題及應對措施
4.1 孔位偏斜
現象:在鉆孔時,因測量放樣等人為因素造成孔位在縱橫向出現偏差,錨桿間距立面投影方向上為3m×3m,施工人員因概念錯誤,沿邊坡斜面方向3m×3m進行布置,導致孔位出現偏斜。具體表現出以圖2-4幾種形式。
①當錨桿在框格梁內偏位時,可通過局部補強的方式,增加此處錨桿與框格梁的連接鋼筋,同時對豎梁與橫梁連接處鋼筋進行局部加密。這是由于當錨桿孔位準確時,橫梁(頂梁、底梁)與豎梁荷載直接作用在錨桿上,受力效果良好準確。當錨桿在框格梁內偏位時,橫梁(頂梁、底梁)荷載直接作用在錨桿上,豎梁荷載通過橫梁(頂梁、底梁)間接傳遞至錨桿上,因此,必須保證橫梁(頂梁、底梁)與豎梁連接處抗力滿足要求,方可使荷載順利傳遞至橫梁(頂梁、底梁)上。
②當錨桿孔位偏出框格梁外時,施工中應準確放出錨桿孔位,重新進行鉆孔、錨桿安裝、注漿。
4.2 鉆孔深度不足、清孔不到位
現象:在錨桿鉆孔完成后,進行空壓機清孔處理,在系統錨桿插入時,表現出錨桿插入深度不足。
通過對鉆孔進行清孔后,在原孔中繼續鉆進至設計深度后,清孔處理,在處理時,應注意鉆孔孔位與傾角誤差在允許范圍之內。
4.3 卡孔
現象:鉆機鉆孔過程中,因山體裂縫、巖層土質的原因造成卡孔,無法繼續鉆進,未達到設計深度要求。
遇到卡孔現象時,先將已完成部分清孔,然后在孔內注水泥砂漿,對山體裂縫進行填塞,同時對山體內的土質進行加固,待水泥砂漿凝固后,在設計孔位重新鉆孔,此時鉆桿在鉆進過程中因山體已被改善,故不會出現卡孔現象,順利鉆至設計孔深。
4.4 部分區域抗拔試驗作業條件不足
現象:當錨桿施工完成后,需要對已完成錨桿按照錨桿總數的3%抽檢,進行錨桿的抗拔試驗,試驗過程中部分區域遇到作業條件困難的現象,錨桿位于土質邊坡上,錨桿抗拔試驗機械無法順利操作,當對錨桿進行試驗時,因土質松軟,機械會發生位移,無法順利完成試驗工作。
①通過在此類錨桿的兩側制作水泥墩,當水泥墩達到一定強度時,可將錨桿抗拔機械作用在2個水泥墩上,這樣通過將抗拔力傳遞到水泥墩上,由于水泥墩受力面積大,可以將抗拔力大面積擴散至邊坡坡體上,順利完成抗拔試驗。
②通過在錨桿兩側放置鐵板,通過鐵板進行壓力的擴散,此法應用過程中應注意對鐵板的屈服強度進行驗算,確保鐵板能夠在抗拔試驗過程中不發生變形,良好的將壓力傳遞至邊坡巖體,保證施工安全。
4.5 超高邊坡錨桿注漿壓力不足
現象:本工程中邊坡高度最高達124m,目前的注漿設備無法滿足要求,不能夠將水泥漿液一次性泵送至邊坡上,并對錨桿進行注漿操作。
本工程為解決此問題,在邊坡底部設置一個大型的攪拌筒,進行統一的漿液制備,坡腳配置一臺YH-150型注漿泵;然后在第9級馬道上設置一個中型的攪拌筒,坡腳配置一臺YH-150型注漿泵。在第1~8級邊坡內錨孔注漿時,注漿泵使用坡腳下攪拌桶內的漿液,當對第9~19級邊坡內錨桿注漿時,注漿泵使用第9級馬道上攪拌桶內漿液。通過二次泵送水泥漿液,解決超高邊坡錨桿注漿壓力不足問題。
4.6 錨桿保護措施
錨桿在安裝過程中,應增加系統錨桿鋼筋的保護措施,由于邊坡坡體的地質條件不同,當錨桿安放至鉆孔中時,為保證錨桿不接觸孔壁,通過以下兩種措施保證錨桿位于孔位中心位置,在注漿完成后,錨桿被漿體完全包裹。
①在系統錨桿上沿長度方向,按照3m間距固定環形墊塊,使錨桿鋼筋位于墊塊中心位置(如圖5所示),在錨桿安放過程中,將錨桿鋼筋連同墊塊一起插入鉆孔至設計深度處,開始從孔底注漿。
②在系統錨桿上焊接3根2cm長,直徑為8mm的光圓鋼筋,光圓鋼筋垂直于錨桿鋼筋,并沿錨桿鋼筋的圓周方向按照正三角形布置(如圖6所示),沿錨桿鋼筋長度方向每隔3m設置一道保護。錨桿制作完成后,連同保護層(2cm的光圓鋼筋)一起插入錨孔至設計深度處,開始從孔底注漿。
4.7 錨桿傾角存在誤差
超高邊坡錨桿水平夾角20°,錨桿的傾角取決于鉆孔過程中鉆孔的水平夾角,由于在施工過程中,每次鉆孔完成后,采用插入式導管測量鉆孔的水平夾角,在施工初期部分鉆孔傾角誤差過大,為了解決此類問題,在施工中,通過控制鉆機平臺,確保錨桿鉆孔角度準確。首先在腳手架上搭設鉆機平臺,然后在鉆機平臺上固定鉆機,調整鉆機的水平夾角為20°,準確無誤后方可開始鉆機鉆進作業。
5 應用效果分析
本工程采用錨桿+框格梁+預應力錨桿支護對超高邊坡進行防護加固,較好的防止了高邊坡不穩定巖層、土層的滑移,對邊坡的長期穩定提供了很好的保證,防護工程在質量、進度、安全方面得到了業主、設計、監理等單位的好評。相比傳統加固工程降低造價20%~30%,縮短工期50%以上。此超高邊坡防護施工已完成,并經受了一個雨季的考驗,邊坡整體穩定,取得了良好的防護加固效果。
6 結語
采用錨固技術可使邊坡巖土體形成一個復合整體,從而增加邊坡的穩定性,改善和提高滑動面的抗滑性能。該技術即使在不利的自然條件下,也能有效地保證行車安全,較之其它保護工程技術具有高效、穩定的特點。而且整治完工后,不需大量的人力、物力來養護便能有效地保證其耐久性,所以該技術的應用前景十分廣泛。
參考文獻:
[1]高,趙成升,等.框格梁注漿錨桿施工在高邊坡路基中的應用[J].中國科技信息,2010(13).
【關鍵詞】樁承扶壁式擋墻;高填方邊坡;防護工程;應用
中圖分類號:U213文獻標識碼: A
一、前言
在填方邊坡防護工程中,由于邊坡的特殊性,樁承扶壁式擋墻成為了很好的選擇,該技術在應用過程中,必須要首先計算邊坡的各項數據,進而設計合理方案,確保填方邊坡防護工程順利實施。
二、工程概況
某住宅小區擬建場地西北側原始地貌為丘陵,東南側處于丘陵至沖溝過渡地段,經過開挖、堆填整平場地,從上往下分四級臺階,第一級臺階的整平標高介于224.5~227.5m,第二級臺階的地面整平標高介于219.5~221.5m,第三級臺階的地面整平標高介于207.50~215.00m,第四級臺階的地面整平標高介于192.50~212.50m。擬建場地南側為第一職業中學足球場,地勢較低,且原始地形起伏較大,相對高差最大約20m,由于用地紅線正好位于斜坡上,沒有足夠的放坡空間。
三、支護方案的選擇與設計
1、方案選擇
(一)重力式擋土墻:靠自重維持平衡穩定,它取材容易,形式簡單,施工簡便,適用范圍廣。但是,當擋土墻高度較大時,要保證墻身的抗彎能力和墻體的穩定性要求,墻身厚度就很大,結構占地面積大。
(二)懸臂式鋼筋混凝土擋士墻:靠懸臂板抵抗墻背土壓力產生的彎矩和剪力。
(三)扶壁式鋼筋混凝土擋土墻:鋼筋混凝土結構由墻面板(立壁)、墻踵板、墻趾板和扶肋(扶壁)組成,即沿懸臂式擋土墻的墻長,每隔一定距離增設扶肋,把墻面扳與墻踵板連接起來。適用于缺乏石料的地段,較懸臂式擋土墻經濟。
由于場地范圍有限,沒有足夠的放坡空間,且下方是第一職業中學的足球場,人流量較大,重要性等級較高,如果用傳統的重力式擋土墻或者衡重式擋土墻,石料用量驚人,且施工質量很難控制。若采用懸臂式擋土墻,其側向位移難以控制。針對本工程的實際情況,綜合各項因素考慮,決定采用樁承扶壁式擋土墻的方案,并對樁前及扶壁式擋土墻踵下軟弱土層進行注漿加固。經充分考慮安全、經濟原則,上部可采用1:1.5坡率放坡,下部采用樁承扶壁式擋土墻支擋,如圖1所示。
2、支護結構設計
(一)扶壁式擋墻設計
扶壁式擋土墻由趾板、踵板、墻面板及肋四部分組成,設計時取兩肋跨中到跨中或肋中到肋中為一計算單元;對于趾板和肋分別按矩形或肋形懸壁梁考慮;對于墻面板和踵板是三向固定板,屬超靜定結構,按簡化假定的近似方法進行計算。扶壁式擋土墻墻身尺寸初步擬定然后經過反復驗算得,扶壁式擋土墻高6m,墻寬0.4m,扶壁厚0.7m,扶壁間距為4m,底板厚0.6m,墻趾寬1m,墻踵寬4m(如圖2)。
首先確定作用在擋土墻上的側向土壓力,根據我國現行《建筑邊坡工程技術規范》GB50330-2002中主張采用第二破裂面法計算側向土壓力。墻身的穩定性設計就是將扶壁式擋土墻墻身和墻踵板上部的有效填土作為一個整體,驗算這個整體的穩定性。
(1)擋土墻的抗滑移穩定性驗算
擋土墻的抗滑移穩定性是指在土壓力和其他外加荷載的作用下,基底摩抵抗擋土墻滑移的能力,用抗滑移穩定系數Kc表示,即作用于擋土墻抗滑力與實際下滑力之比。一般情況下扶壁式擋土墻的抗滑移穩定性應符合下式:
Eat=Easin(α-α0-δ)
Ean=Eacos(α-α0-δ)
G為擋土墻每延米的自重; Ea為每延米的主動土壓力的合力;a0為擋土墻基底的傾角;a墻背與巖土的摩擦角,能夠形成第二破裂面時,a=45-φ2φ土體內摩擦角,μ為基底摩擦系數。
(2)擋土墻的抗傾覆穩定性驗算
擋土墻的抗傾覆穩定性是指它抵抗墻身繞墻趾向外轉動傾覆的能力,用抗傾覆穩定系數Ko表示,扶壁式擋土墻的抗傾覆穩定性應符合下式:
Xf=b-zcotα
zf=z-btanα
Z為巖土壓力作用點到墻踵的豎直距離,x0為擋土墻重心至墻趾的水平距離,xf為土壓力作用點至墻趾的水平距離,b為基底的水平投影寬度。
通過以上公式進行穩定性驗算求得抗滑移驗算滿足:Kc=1.447>1.3,抗傾覆驗算滿足:Ko=3.786>1.6。扶壁式擋土墻根據其受力特點進行配筋,應符合現行國家標準《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)。
(二)樁基設計
由于擋土墻坐落在斜坡上面,且基礎承載力不足,采用樁基礎,既可以提高擋土墻基底承載力,也可以起到抗滑作用。擋土墻基礎采用人工挖孔樁,樁徑1m,樁間距2.5m,根據《建筑樁基技術規范》,根據土的物理指標與承載力參數之間的經驗關系確定單樁豎向極限承載力標準值時,宜按下式估算:Quk=Qsk+Qpk=uΣqsikli+qpkAp考慮到擋墻附加應力和偏心荷載條件下,最后計算得到:主筋為24根Φ16(HRB335),箍筋Φ8@150,加強筋Φ16@2000,灌注C25混凝土。
由于應力集中在墻趾與樁的節點處,在墻趾處設置一暗梁,連接下部的樁,確保扶壁式擋土墻受力均勻。
(三)排水設計
擋土墻往往由于排水不良,大量雨水經墻后填土下滲,結果使墻后土的抗剪強度降低,重度增高,土壓力增大,有的還受水的滲流或靜水壓力影響,在一定條件下,或因土壓力過大,或因地基軟化,結果造成擋土墻的破壞。因此,擋土墻墻頂應采取合理的排水措施及時將雨水排走。在坡頂線處設置截水溝,截水溝尺寸不小于300×300mm,用Mu10燒結磚砌,砂漿抹面。
坡體深層排水:在扶壁式擋墻背按梅花形布置泄水孔,采用100mmPVC管,并用透水土工布包裹PVC管,泄水孔外傾5%,墻背做50cm厚砂礫石反濾層,在安裝時,可通過鋼筋對PVC管進行固定,對于墻面板方向的泄水孔,要使PVC管與正面模板接觸緊密。
四、擋土墻施工工藝及技術要求
1、施工工藝流程
樁基定位人工挖孔護壁下放鋼筋籠澆樁身砼樁基檢測扶壁式擋土墻基礎施工墻面板和扶壁施工混凝土養護反濾層處理墻背分層填土。
2、施工注意事項
(一)放測樁位時,應測定中心樁及擋土墻的基礎地面高程,臨時水準點應設置在施工干擾區域之外,測量結果應符合精度要求。人工挖孔樁必須采用三序跳挖施工。
(二)測量放線確定基礎尺寸后進行鋼筋綁扎、立模,同時預埋墻面板鋼筋和扶壁鋼筋。基礎鋼筋的綁扎要注意鋼筋的保護層厚度,墊塊采用和基礎同強度的混凝土墊塊,以保證混凝土的質量。對于松散地層可埋設注漿管,待基礎底板完成后可注漿加固。
(三)混凝土灌注完畢后,安排專人對混凝土進行養護。當氣候炎熱時或有風時,2h~3h后即可澆水以維持充分的潤濕狀態。
五、樁承扶壁式擋墻受力特性及監測分析
1、在樁承扶壁式擋土墻結構位移分析中,數值分析結果與現場監測得到的變化規律基本一致,結構最大水平位移均未超過20mm,最大豎向位移均未超過5mm,說明樁承扶壁式擋土墻復合支擋結構可以有效控制其自身水平與豎向位移。
2、樁基與地基土剛度的差異對該復合結構豎向位移存在不利影響,但對其水平位移有一定的控制作用。
3、扶壁式擋土墻與樁的連接處的剪應力最大,存在明顯的應力集中現象。因此,需對扶壁式擋土墻與樁的連接部位進行加強處理。
4、擋土墻不同斷面處土壓力增長趨勢基本相同,不同深度的土壓力隨著填土過程增長的速度不同,墻底處土壓力增長速度較快,土壓力分布符合常規的土壓力理論,從墻底到墻頂土壓力減小。
六、加固施工要求
1、設計采用動態設計法,施工中應加強監理和變形監測,根據施工反饋信息,對設計進行修改和完善。
2、有搶險作用的錨索施工,其鉆孔和灌漿應24小時連續施工,待灌漿達到設計強度,墻移穩定后方可轉入正常施工作業。
3、加固工程的施工方案應由施工方提出,經監理方審查同意后方可會同建設單位、設計單位、質監部門共同商議,使施工做到萬無一失,順利完成。
七、結束語
綜上所述,在填方邊坡防護工程中,如果要采用樁承扶壁式擋墻形式,一定要首先考慮到施工的可行性,進而進行科學計算,合理設計,提出有效的施工方案,確保施工質量。
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關鍵詞:框格梁施工;高邊坡防固;質量控制;防護施工;
中圖分類號:O213文獻標識碼: A
前言
在邊坡防護方法中,框格梁的防護方法成為一種最廣泛的直接防護方法。框格梁這種新型的支護結構,通過施加預應力滑動的巖體與穩定的巖體緊密結合為一體,增加各層面的穩固性,通過將錨桿均勻的傳遞到坡體,可以使邊坡受力分布大為改善,不僅加強穩固性,還起到美化環境的作用。一、錨桿框架梁的支護原理 框格梁主要是通過框架梁節點處的錨桿將邊坡坡體的剩余下滑力或土、巖石壓力傳遞給穩定的地層,邊坡在錨桿提供的錨固力作用下達到穩定狀態。 1.組合梁的作用,該理論認為錨桿的使用增加了各巖層的接觸力,可以減少出現離層現象,更重要的是增加了巖層的抗剪強度,避免巖層間水平錯動。 2.懸吊作用,該理論主張將較軟弱巖層懸吊在上部較穩定的巖層上,此法可以增強軟弱巖層的穩定性。 3.最大水平應力作用,該理論認為,水平應力一般都具有明顯的方向性,而且水平應力大于垂直應力。錨桿的使用可以抑制巖層的膨脹作用,有效保護巖層的穩定性。 二、錨桿框架梁的施工流程 (一)框格梁的適用范圍框格梁是鋼筋混凝土梁柱與錨桿的復合結構,不需進行大規模的開挖就能有效治理邊坡,兼顧了深層加固和淺層的護坡,使主動抗滑與被動護坡有機的結合在一起。框架梁柱可以使坡面的受力變得更加均勻,適合治理不穩固的邊坡。 (二)框格梁的施工框格梁的施工工藝流程按照確定孔位、鉆機就位、注漿和制作框架梁的步驟來完成。首先進行錨桿孔的測量放線,起止點必須用儀器設置來固定,保證在施工過程中不被損壞。其次進行鉆孔和鉆機安裝,鉆機安裝要保持水平并且穩固,在鉆孔過程中要隨時檢查。再次,對每個孔進行鉆進,然后進行錨桿孔的清理。1、錨桿孔測量放線按設計要求,在錨桿施工范圍內,起止點用儀器設置固定樁,中間視條件加密,并應保證在施工階段不得損壞。其它孔位以固定樁為準鋼尺丈量,全段統一放樣,孔位誤差不得超過±50 mm。測定的孔位點,埋設半永久性標志,嚴禁邊施工邊放樣。豎梁的具體長度可根據實際邊坡高度確定,但錨桿的位置須按等分坡面的長度進行放樣,節點間距3m。 2、 鉆孔設備鉆孔機具的選擇,根據錨固地層的類別、錨桿孔徑、錨桿深度、以及施工場地條件等來選擇鉆孔設備。巖層中采用MG-50錨桿鉆機鉆孔成孔;在巖層破碎或松軟飽水等易于塌縮孔和卡鉆埋鉆的地層中采用跟管鉆進技術。 3、鉆機就位利用φ50 mm腳手架桿搭設平臺,平臺用錨桿與坡面固定,鉆機用三腳支架提升到平臺上。錨桿孔鉆進施工,搭設滿足相應承載能力和穩固條件的腳手架,根據坡面測放孔位,準確安裝固定鉆機,并嚴格認真進行機位調整,確保錨桿孔開鉆就位縱橫誤差不得超過±50 mm,高程誤差不得超過±100 mm,鉆孔傾角和方向符合設計要求,傾角允許誤差為±1.0°,方位允許誤差±2.0°。錨桿與水平面交角為25度。鉆機安裝要求水平、穩固,施鉆過程中應隨時檢查。
(二)框格梁的施工 框格梁的施工過程需要嚴謹的驟來完成,包括以下兩步: 1.鋼筋骨架的綁扎模板需要經過檢查符合標準的才可進行鋼筋骨架的綁扎。橫梁的主筋應該在橫隔板處斷開,錨桿處的加強筋和肋梁的主筋是檢查的重點。 2.凝土的灌注灌注混凝土可以分為人工輸送和吊機提升。人工提升混凝土費用低,操作更靈活,但是需要用到多個腳手架,材料用量也比較多,操作速度也比較慢。如果想較早完成施工任務則可選擇吊機提升混凝土,吊機提升省時省力,最主要的是誤差也比較小。三、施工注意事項(一)避免工程質量通病1.按照設計要求和土層條件,要認真進行施工前的組織設計,選擇合理的方法進行操作,保證錨桿順利進行灌注。2.認真進行錨桿安裝,按要求組裝錨桿。3.嚴格控制水泥砂漿和水泥漿的配合比例,合理進行攪拌,保證注漿設備處于良好的工作狀態。(二)安全技術措施的應用1.在邊坡防護施工前,要認真進行技術評估,做到施工中分工明確,統一指揮。2.確保注漿管路的通暢,避免發生塞管、塞泵。3.在機械設備的運轉部位安裝安全防護裝置。
4.保證持證人員安裝操作電氣設備,電線和電纜必須架空。5.施工人員在施工過程中做好安全防護,遵守安全規程。 四、質量控制的方法和手段選擇合理的施工程序、工藝流程和技術措施可以保證錨桿框架梁的質量,保證工程順利實現,達到邊坡防護的目的。為了確保工程質量達到標準,制定以下措施及質量保證體系: (一)保證質量的措施1.工程要嚴格按照質量體系保證標準,執行有關部門規定的規范。2.嚴格按照指揮部門和監管部門的要求施工,不得隨意改變施工程序。3.妥善保管所有的原始記錄,而且必須要清晰、整潔,最重要的是不得隨意涂改。4.各種施工器械必須要符合操作要求,制定相應的操作流程。(二)保證質量的體系施工隊伍的選取對整個工程具有十分重要的作用。首先要選取那些經驗豐富、技術水平高超而且工作認真能干的技術工人,還要選擇有管理監督經驗,質量意識強的人員在施工過程中進行監督和管理。五、框格梁的防護施工應用(一)施工設計原則1.在滿足邊坡穩定和公路安全運行前提下,邊坡設計總體方案充分利用巖體自身的強度,節約了工程投資、減少邊坡處理工程量和護坡結構混凝土量。2.通過選擇合適的邊坡坡度,邊坡獲得總體穩定,同時采取截、防、排水系統措施為主,巖錨加固措施為輔的方案進行改善和滿足,使邊坡防護得到更好的保證。3.采取隨機錨桿加固措施進行處理邊坡上的局部不穩定體,讓每個局部都在自己范圍內達到穩定。4.設計方案應該方便施工,同時為管理、公路運營、維修等創造條件。5.選取施工方案時,應充分保護巖體,尤其注意采取有效的控制爆破技術,盡量減少對巖體的破壞。6.把動態設計思想貫徹到全過程中,加強安全監測和施工地質工作,建立迅速準確的信息采集和分析反饋系統,及時調整和優化設計。7.兼顧環境美化與環境保護的要求。8.在設計防護方案時要做到充分考慮巖體和防護結構的穩定性,利用變形分析方法和現代巖體邊坡穩定的方法,優化錨固設計技術參數,提出既經濟合理又穩定可靠的防護方案。在工程中可以選擇錨桿和砼肋拱框架結構方案,這就是考慮各方面的因素提出的最佳方案,這樣的防護方案,錨桿和肋拱在整個坡面上可以形成三維立體結構,使邊坡可以具有極強的穩定性。 六、文明施工及環境保護措施(一)文明施工的組織措施為了保持施工區域的環境衛生和安全,讓施工變得標準化、規范化,整個施工隊伍應該建立文明施工責任制,開展文明施工活動,監管人員要加強現場的管理工作,提高文明施工水平,創建文明的施工隊伍。(二)文明施工保證措施首先做好施工前平面布置工作,劃分開施工區和生活區,做好標牌的安放,不任意拉電線。其次做好成品半成品的堆放,原材料不得隨意亂放,要搞好周邊道路的養護,在周邊排設水溝,確保路面沒有積水。最后要做好環境保護工作,要及時清理施工現場,嚴禁亂堆放垃圾,不得破壞周圍環境,定期到指定地點處理垃圾,做到環境保護防治結合。 七、結語框格梁具有防護效果好,型式多樣,布置靈活,適用范圍廣,截面易于調整,框架梁可緊貼坡面,隨坡就勢,造價不高,施工方便等特點。邊坡框格梁的防護施工目前正逐步被接受,其效果得到人們的關注,有效地解決邊坡防護工作。該防護方法前景廣闊,發展向好。但是,任何防護方法都有其自己的缺點,該方法也不例外,要想做到合格施工,必須要保證工程質量,并且保證對環境負責。總之,邊坡框格梁的防護施工發展形勢會越來越好。參考文獻:[1]《錨桿框架梁施工方案研究—孫會剛》(科技與企業 2012.12)
關鍵字:城市道路, 高邊坡防護, 施工技術
Abstract: according to the slope protection slope deformation, the stability of the slope and the height of the slope to determine, and separately using anti-slide pile soil retaining plate and frame anchor and 3 d nets plant grass protection, and so the high slope protection method effectively. Among them, the anti-slide pile soil retaining plate and frame anchor is in the construction of the high slope protection project key, the paper will be to ganzhou avenue as an example, this paper analyzes the high slope protection city road construction technology.
Key word: urban road, high slope protection, construction technology
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
贛南大道是贛州經濟開發區的重要道路,該路段的深挖路段很多,其中一共有8個挖方段的挖方高度在20m以上,最大邊坡是38.9m。邊坡的高度超過20m時,要根據特殊路基來設計施工,再由邊坡變形、穩定性以及高度的不同,分別使用抗滑樁擋土板、框架錨桿以及三維網植草防護等方法對高邊坡進行有效防護。在防護的過程中,當遇到溶洞時,應先清除其中的填充物,并用于砌片石的填塞。下面本文就來分析高邊坡防護中的關鍵工程:抗滑樁和框架錨桿的施工工藝和施工方法
一、抗滑樁防護施工
(一)由于贛南大道K7+280-K7+350路段的高邊坡是全風化的砂巖成分,很容易軟化滲水,所以應當使用剛性抗滑樁結構來支檔,樁間應掛有擋土板。抗滑樁的規格為2m×3m,中心距5m,A型抗滑樁的長度為12m,B型抗滑樁的長度為15m,C型抗滑樁的長度為18m。
抗滑樁要采取挖孔成孔的方式進行,樁身的混凝土為C25,鋼筋采用HRB335,鎖口和護壁混凝土強度是C20,擋土板強度采用C25預制混凝土。
(二)施工注意的事項:
1.樁孔在開挖的過程中,施工人員一定要對每個樁強弱風化等相關地質情況做好觀察記錄,當地質情況和設計存在很大的差異時,要及時與建設單位或設計單位取得聯系,以便進行動態設計。施工的過程中,要做好地下井的通風處理,保證施工安全。
2.樁孔的開挖要盡量避免進行大規模的爆破,以免造成巖體完整性的破壞和引發規模較大的掉塊。
3.抗滑樁在進行跳槽開挖的時候,要注意應在上一批樁的混凝土強度達到70%以上的情況下,才能投入到下一批樁的施工當中去,而且相鄰的樁位不能同時進行施工開挖。為了使工程的進展加快,可加入適量的早強劑在混凝土中,加快混凝土的凝固。
4.澆筑混凝土樁身的時候必須要有連續性,一次性澆筑成功,不能間斷。抗滑樁的鋼筋要根據其受力布置,不能隨意更換。鋼筋連接需采用焊接技術,接頭的質量和類型必須符合相關規范和要求。受拉的三根鋼筋要按“品”字形排列,而且要焊接成束筋,焊接在1m范圍內,接頭率不能超過25%,受拉鋼筋的接長位置要盡量避開滑面的周圍;超聲波檢測管應固定在箍筋內側。
5.鎖口和護壁應保證厚度和強度以及箍筋數量,以免垮塌;相鄰護壁間的間距應小于2.5cm,以便于灌注,并應立即填滿。
6.擋土板應預制吊裝,板身需留有吊裝孔和錨孔。錨孔的位置要準確,錨桿的錨頭要用4根φ22的鋼筋進行焊接,對焊接質量要嚴格控制;錨固段應采用壓力灌漿的方法,擋土板的錨孔要用強度為M30的水泥砂漿進行灌注密封;在擋土板的錨固焊接完成后,仍用M30的水泥砂漿密封錨頭和鋼墊板。
二、框架錨桿防護施工
(一)框架梁為現澆混凝土,強度等級C25,橫梁應在每15-20米處設置一道伸縮縫,寬度2cm,并用瀝青麻絮填滿。當框架橫豎梁從節點位置向前延伸超過2米時,需在梁上增設一定長度的錨桿。施工前,應先修理好路邊坡的框架槽,編制框架鋼筋,再澆筑混凝土。框架施工完成后,邊坡陡于1:1時,應采用錨桿、框架梁和錨筋掛鐵絲網植草覆蓋平面,坡度為1:1時,應采用錨桿、框架梁和錨筋掛三維植草覆蓋平面。
(二)錨桿施工
在錨桿施工之前,應取三根錨桿用于鉆孔、注漿以及鎖定試驗,以考證施工工藝以及施工設備是否具有適應性。
施工準備:進行錨桿的施工之前,應根據設計的要求,環境條件以及土層的條件,對施工設備和工藝方法進行合理選擇,此外,還要保證施工現場安全合理。
1.操作工藝
(1)鉆孔
①鉆孔之前,需由設計要求以及土層的條件,定位孔位,并作出標記。
②現場場地應保持平坦,堅實,并設有排水溝。采用污水鉆孔的方式,直徑φ30mm的風鉆。
③鉆機要保持平穩,立軸與鉆桿的傾角應保持一致,且在同一直線。
④成孔之后,要用高壓氣進行清孔處理,把孔內和底部的廢渣清理干凈,切記不能用水沖洗。
(2)錨桿
①錨桿的制作要按設計要求,為保證錨桿位于鉆孔的中心,要在錨桿的桿件上裝設定位器和鋼筋用于固定。
②錨桿的鋼筋要保持順直,并且除油除銹。
③在進行錨桿桿體的安放時,要避免桿體的壓彎、扭曲,注漿管應同錨桿一起放入孔內,管端距離孔底應保持在50-100mm之間,桿體與鉆孔的傾角要保持一致,安裝完成后,保證桿于鉆孔中心。
④孔壁出現掉塊的時候,要取出錨桿,把鉆孔中間的巖塊清理完畢,之后再下錨桿,以確保錨桿在孔內的深度。
(3)注漿
①注漿材料按設計要求采用強度等級為M30的水泥砂漿,砂漿應注意拌合質量和保證砂漿管通暢。
②砂漿經由壓漿管傳輸到孔底,經由孔底到孔口之時,在孔口冒漿10-15秒后,可停止注漿。注漿采用一次性由孔底注漿的方法,注漿壓力應保持于0.2-0.4Mpa之間為宜。
③砂漿凝固后錨固體還沒充滿時,要進行補漿工作。
④注漿之時,應一邊灌注,一邊拔漿管,要注意的是,管口要處于漿面之下,并使注漿管隨時保持活動狀態,待砂漿溢出孔口之時即全部拔出。
⑤在拔套管的時候,要注意鋼筋是否有被帶出來的情況,如果有該種情況,應壓進去直到不帶出來為止,再繼續拔管。
⑥注漿完成后,要清洗外露的鋼筋,并做好保護工作。
結束語:
施工有關人員應加強道路高邊坡的施工和運營階段的監測,及時了解并掌握邊坡的變形及其發展變化,由實際情況出發,對邊坡的穩定性展開研究,并采取有效可行的措施進行邊坡的防護工作。
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關鍵詞:護岸;穩定性;工程措施
中圖分類號:K826.16 文獻標識碼:A 文章編號:
1.引言
華豐灣堤防工程位于柳江南岸、竹鵝溪口與柳江一橋之間緊靠柳州市柳南水廠。堤防工程緊靠密集居民區,特別是0+345-0+461段,邊坡高且陡;而工程開挖邊線直逼居民民房,居民房建筑的問題是基礎淺薄、房高而質差,因此在密集居民房區選擇行之有效的護岸工程技術以及護岸施工措施以保證邊坡的安全穩定以及邊坡上的居民房的安全顯得尤為重要。
2.影響華豐灣岸坡穩定性因素分析
2.1 護岸岸坡穩定性內因分析
影響坡岸穩定性的內因是坡岸的地質結構、形態和物質組成,它對岸坡變形的影響范圍、類型、程度起著決定性的作用。不同的岸坡有著不同的坡岸地質結構,岸坡穩定性和抗沖刷能力也有明顯的不同。而坡岸的物質組成也影響著坡岸的穩定性,廣西柳州市華豐灣堤段的沿岸地質條件比較差,基巖較低,部分堤段地勢低,基礎下伏基巖為石灰巖或石灰巖孤石,上部為風化層,各層巖土特征為雜填土、素填土、新近沉積土,結構松散,成分混雜,壓縮性高,承載能力低。岸坡的物質組成主要為黃粘土,部分層次為卵石質粘土及卵石質粉質粘土,岸邊存在地下水滲出,引起下伏土體飽水軟化,可導致土體溜、滑移現象的產生。
2.2 護岸岸坡穩定性外因分析
影響坡岸穩定性的外因主要是地下水的滲透、降雨滲入、江水的沖刷、基礎開挖后邊坡土體荷載的變化等,形成邊坡滑坡失穩。廣西柳州市華豐灣堤上部為搶險道路,總長485.422m,上游起于市中藥廠,與河西堤搶險路相接,華豐灣岸坡處于沖刷岸,地形比較破碎,地下水的滲透造成了邊坡的不穩定,原因在于地下水水位下降速度、地下水位線位置以及邊坡土體的滲透系數對邊坡穩定都有影響。而華豐灣水位線的上升會導致安全系數的降低,最終造成滑坡的現象。同時降雨滲入也是造成華豐灣坡岸不穩定的又一因素,隨著雨水的滲入,邊坡土體及可能存在的坡頂堆土土體的重度迅速增加,穩定的邊坡開始滑坡,很可能造成周邊密集居民建筑物的倒塌。
3. 土釘墻技術在華豐灣堤邊坡支護中的應用
3.1 邊坡開挖
華豐灣泵站工程密集居民0+345-0+461段的基礎開挖邊坡很陡,開挖的邊線幾乎直逼密集的居民區,而且與房屋的邊緣距離也很近。為了防止因開挖而造成附近的房屋出現裂縫進而威脅居民的安全,在施工中可采用土釘墻技術加固并合理處理堤防基礎開挖邊坡。土釘墻技術是一種有效的邊坡支護的技術,即以錨固現場巖位土體的細長桿件的土釘作為主要受力構件的技術措施。這種由被加固巖位土體、必要的防水系統、密集的土釘群及噴混凝土面層組成的技術可以在華豐灣堤防工程邊坡支護中取得良好的作用。從實際看采用土釘墻護坡技術,在開挖深度為6~9 m,開挖坡度1:0.7,開挖邊緣距房屋建筑物僅1.0 m的情況下,能最大限度保證附近密集居民區的安全。
在華豐灣堤壩土釘墻施工時可以采用分層和分塊開挖的方法,可以分成五個堤塊,以每20m堤長為一個堤塊。在施工之前可先用塑料管引排地表水,施工時先用挖掘機進行開挖,保留0.5m的保護層,再采取人工開挖保護層,最好保持每層開挖高度為1 5m,首先先開挖第1,3,5這3個堤塊,其次再開挖第2,4堤塊。對坡面滲水的地方安裝塑料排水管引排。在修坡完成之后可以使用1:2的水泥砂漿進行抹面防護。
3.2土釘孔注漿
在往土釘孔內注漿之前,先用清水清理孔內,待水完全干凈之后,按照規格注入砂漿,砂漿水、灰、砂的比例保持在0 45:1:1。首先進行第一次注漿,待這時孔口的返漿濃度與進漿濃度一致,再注入砂漿初凝后進行第二次注漿,保持砂漿的比例不變,重復注漿以保持注漿充填密實,然后用M75砂漿進行封孔。
3.3 鋼筋網布置與噴射混凝土面板
鋼筋網的采用也要講究一定的規范,間距偏差最好保持在10mm范圍之內。鋼筋網離坡面的距離在50 mm,絲桿最好用塑料管保護好。在噴射混凝土之前先搭建噴射的施工平臺。混凝土噴射施工條件是坡面較干而且明顯無滲水,如出現滲水時需用PVC管插管導出處理。同時可采用干法施工,即干攪拌均勻一定比例的水和骨料并倒入混凝土噴射機內,把干拌和物通過壓縮氣送至噴槍處,噴槍處與坡面保持在1 0m左右的距離,保持噴射混凝土自上而下的順序并與水一起噴射到坡面上,噴射的方向與鋼筋面垂直,噴射的次序依次為鋼筋網后方和鋼筋網前方。在施工過程中在坡面先噴射一層10~15 mm厚的砂漿,然后再在其上噴射混凝土以減少粗骨料的反彈以及保證混凝土的強度。需要同時進行兩次噴射,待噴射混凝土凝固后,噴水進行養護一個星期。
4 安全施工技術措施
4.1 前期安全施工措施
土丁墻施工支護技術是一種施工比較簡單的的深基坑邊坡支護方法。它的組成部分主要是土釘,經過加固之后的土體以及鋼絲網噴射混凝土面,功能主要是維護和穩定基坑邊坡土體。華豐灣堤段使用此方法進行邊坡支護技術,以抑制民房建筑在坡頂上集中荷載造成坡面上的重新分配而出的變形破壞現象。土丁墻技術的安全施工對于華豐灣密集居民房區高陡邊坡地方極其重要。
為了保證技術的安全施工,施工方案必須要在施工前制定完善,做好檢驗和監測工作。為了保證施工過程中土丁墻的受力穩定性,應該保證在無水開挖的情況下施工,利用井點降水的措施,在距離基坑2米的地方設置排水溝,施工過程中地下水最好保證在開挖面以下。 而前期為了保證安全的施工,基坑的開挖必須按堤身沉降縫分段,即分層分段開挖。開挖一段,完成一段的混凝土堤,同時完成逐層施工土釘的任務。分層的高度最好保持在60米內以及分段的長度應保持在20米內。基坑開挖以后必須封閉好土體以及施工土釘。
4.2 基坑的安全開挖技術
在基坑開挖之前,應該在基坑邊以及在密集居民附近安排監測點。監測點之間的間隔距離最好小于20米,監測基準點安排在距離基坑附近不小于2米深處,而最好設置2個以上。在基坑開挖之前應當進行測量的數量不少于2個。在開挖以及施工過程中至少每天測量一次。
施工時基坑的開挖應該按2米厚一層往下挖,完成一層即進行土丁墻施工支護、坡面混凝土防護之后,再繼續往下挖基坑,同時繼續進行防護。到開挖完成以后,立即再進行堤身混凝土澆筑。堤身施工完畢,立即在已完工的堤段內進行局部回填,加重堤身和填壓邊坡開挖面,以保證高陡邊坡的安全和穩定。利用此安全開挖技術可避免大面積開挖造成邊坡應力荷載發生改變而造成邊坡塌方,從而能夠確保高陡邊坡施工過程的安全。
當出現地面出現裂縫的意外情況時,應該順著裂縫出現處注入一定的水泥以及水玻璃混合液,作用是為了增加抗壁的壓力。同時抹平地面水泥砂漿,鋼筋釘合理地安排在裂縫的外側,目的是增加抗拉力以及穩定。
5.結語
廣西柳州市華豐灣堤后居民區房屋密集,崩岸強度大,在密集居民房區高陡邊坡實施好護岸工程措施顯得尤為重要,這對于加強護岸工程的建設和管理,保護好人民群眾的切身利益有著重要的意義。要根據實際坡岸的情況,采取比較簡單易行和可靠的護岸措施,保證坡岸的穩定性和施工質量,這樣才能達到護岸的最好效果。
參考文獻:
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關鍵詞:高速公路;路基路面;防護工程
中圖分類號:U412.36+6文獻標識碼: A 文章編號:
我國是一個多山的國家,山丘區面積占全國總面積的70%。隨著高等級公路建設的逐漸深入,山區高速公路將是我國未來高等級公路建設的主要內容。山區由于地形地質條件的限制和公路線形的制約,高填深挖路基十分普遍,路基路面工程設計、施工、安全管理困難等問題較為突出,因此本文對路基工程的中的防護工程做出分析。防護工程是山區高速公路路基工程中設計施工都比較復雜的一項,其方案設計與施工難易程度受邊坡高度影響較大。根據路基防護位置的不同,路基防護可分為路堤邊坡防護和路塹邊坡防護;按防護高度不同,邊坡防護可分為路塹(路堤)高邊坡(>30m)防護和一般路塹(路堤)邊坡防護 (
一,路塹高邊坡防護
高邊坡防護工程是山區高速公路建設有的防護工程,也是邊坡防護工程中設計、施工最復雜的一類工程,由于目前山區高速公路不多,對其設計和造價控制處于探索階段,因此,山區高速公路高邊坡防護的技術經濟情況是造價管理部門和施工單位的關注重點。
由于不同高邊坡有不同的特征,為確保設計的針對性,在施工圖設計階段均按一坡一圖設計,根據坡高、自然坡形、地質特征(如地層巖性、巖石風化程度等)和水文條件等,合理分級防護和選擇邊坡坡形、坡率及各級別的防護加固措施。
根據施工工藝及部位的不同,山區高速公路高邊坡防護的分部分項工程劃分情況,如錨桿格梁按照部位分,可有錨桿與梁身;錨索框梁按照部位分,可有錨索與梁身;鋼錨管格梁按照部位分有錨管與梁身;拱形骨架從施工工藝上有漿砌片石、混凝土、植草等。
在高邊坡防護措施中,由于每級邊坡的受力情況不同,邊坡穩定性要求不同,因此每級邊坡的防護措施都有所不同,每類防護措施采用的材料和施工工藝都有所別,造價也有所不同。因此在統計時需要針對每一級的防護情況進行統計分析。由于山區常見的高邊坡多為路塹高邊坡防護,路堤高邊坡相對較少,且其防護類型較為簡單,其指標體系可根據實際情況進行適當調整。因高邊坡設計為一坡一圖設計,因此統計其技術經濟指標時需分別統計各處高邊坡的數據,再進行匯總。各工程設計特點不同,主材消耗量可以根據實際情況進行調整。
二,一般邊坡防護
一般邊坡防護由于其防護高度較低,防護難度相對較小,在設計施工上較為簡單,設計時采用通用圖。其防護措施多為坡面防護,較少采用加固措施,常以植草防護、拱形骨架防護較多,部分地質情況較差的邊坡也用到錨桿格梁、錨索框梁進行防護。一般邊坡防護分部分項衛程劃分情況如下圖:
由于不同的地區涉及方案也會有所不同,采用的防護措施也有所差別,因此在實際填寫過程中可以根據實際采用的防護措施而進行分部分項工程的調整。由于錨桿格梁、錨索框梁出項較少,因此對其造價指標的設置不必太細,只根據其主材消耗量確定其造價即可。
三,擋土墻工程
山區高速公路陡坡路堤、高路堤段較長,填方路堤的高度比較高,如正常放坡,往往占用大量農田、耕地或河道;另外,部分陡坡路段的路基穩定性較差,路基可能失穩,因此,為避免以上問題,山區多采用擋土墻方案解決。
按照擋土墻的結構特點,可將擋土墻分為重力式擋土墻、衡重式擋土墻、鋼筋混凝土懸臂式、扶壁式、錨桿式、錨定板式、加筋土式、樁柱式等類型。擬定墻身斷面尺寸是根據擋土墻的用途、墻高和墻趾的荷載大小和方向、基礎埋置的深度、地質和水文等條件,在滿足穩定性要求的前提下,按結構合理、斷面經濟和施工方便的原則確定。考慮到山區多石料,且地形起伏較大,為了降低造價,減少施工難度,多采用重力式擋土墻。
四,路面工程
路面是指用各類筑路材料鋪筑在路基上的各種結構物的總稱,工程內容包括路面、中央分隔帶、土路肩及路面排水等項目。路面除直接承受行車荷載作用外,還抵御大氣降水和氣溫變化的影響,它的好壞直接影響行車速度、安全和運輸成本。在高速公路中,路面工程占公路工程造價的比重較大,尤其是山區高速公路,受氣候因素影響,其對路面結構的強度、抗滑性、溫度穩定性都有較高的要求,所消耗材料及施工組織費用也不斷增加。構建路面工程的造價指標體系,分析其造價構成情況,對于選擇合理的山區高速公路路面結構,精心設計、精心施工路面,使其在設計使用年限內具備良好的使用性能,節約投資,提高運輸效益,具有十分重要的意義。
參考文獻
生態建設和環境保護是21世紀人類共同關注的熱門話題,也是世界各國政府和人民為之不懈努力解決的焦點問題。基本建設的快速發展與生態環境的不協調,導致了人類賴以生存環境的生態破壞,同時也制約了社會經濟的可持續發展,對人類的生存和社會發展構成了威脅。因此,項目開發與環境保護兼顧是經濟可持續發展的重大課題,在工程建設中合理利用資源、保護環境、美化環境,是我們必須正視和認真對待的問題。
公路、鐵路、水利等工程建設與自然環境密切相關。其工程規模大、項目多、涉及面廣,土石填挖工程形成的大量土石邊坡,破壞了既有植被,對當地生態環境影響較大,以往通常采用單純的工程防護,如漿(干)砌片石、噴錨防護等,這些工程措施都導致原有植被破壞、水土流失、滑坡、邊坡失穩等一系列生態環境和工程問題。國家已經十分重視工程建設中的生態建設和環境保護,國務院下達了[2000]31號文件“關于進一步推進綠色通道建設的通知”,工程建設中的生態建設、環境保護已提上議程,這對整個工程建設的可持續發展戰略的實施起到了推動作用。
2.邊坡生態防護現狀
近十多年來人們開發出了多種既能起到良好邊坡防護作用,又能改善工程環境、體現自然環境美的邊坡植物防護新技術,與傳統的坡面工程防護措施共同形成了邊坡工程植物防護體系。
根據不同的邊坡土質條件,采用不同的施工方法和施工工藝可將邊坡植物防護技術分為:①人工種草護坡;②平鋪草皮護坡;③液壓噴播植草護坡;④土工網植草護坡;⑤OH液植草護坡;⑥行栽香根草護坡;⑦蜂巢式網格植草護坡;⑧客土植生植物護坡;⑨噴混植生植物護坡。各類邊坡植物防護技術的主要作用及應用條件各不相同。
2.1人工種草護坡
人工種草護坡,是通過人工在邊坡坡面簡單播撒草種的一種傳統邊坡植物防護措施。多用于邊坡高度不高、坡度較緩且適宜草類生長的土質路塹和路堤邊坡防護工程。具有施工簡單、造價低兼等特點。但由于草籽播撒不均勻,草籽易被雨水沖走,種草成活率低等原因,往往達不到滿意的邊坡防護效果,而造成坡面沖溝,表土流失等邊坡病害,導致大量的邊坡病害整治、修復工程,使得該技術近年應用較少。
2.2平鋪草皮護坡
平鋪草皮護坡,是通過人工在邊坡面鋪設天然草皮的一種傳統邊坡植物防護措施。具有施工簡單、工程造價較低等特點。適用于附近草皮來源較易、邊坡高度不高且坡度較緩的各種土質及嚴重風化的巖層和成巖作用差的軟巖層邊坡防護工程,是設計應用最多的傳統坡面植物防護措施之一,但由于施工后期養護管理困難,平鋪草皮易被沖走,且成活率低,工程質量往往難以保證,達不到滿意的邊坡防護效果,而造成坡面沖溝,表土流失、坍滑等邊坡病害,導致大量的邊坡病害整治、修復工程。近年來,由于草皮來源緊張,使得平鋪草皮護坡的作用逐漸受到了限制。
2.3液壓噴播植草護坡
液壓噴播植草護坡,是國外近十多年新開發的一項邊坡植物防護措施,是交草籽、肥料、粘著劑、紙漿、土壤改良劑上、色素等按一定比例在混合箱內配水攪勻,通過機械加壓噴射到邊坡坡面而完成植草施工的。其特點是:①施工簡單、速度快;②施工質量高,草籽噴播均勻發芽快、整齊一致;③防護效果好,正常情況下,噴播一個月后坡面植物覆蓋率可達70%以上,二個月后形成防護、綠化功能;④適用性廣;⑤工程造價低。目前,國內液壓噴播植草護坡在公路、鐵路、城市建設等部門邊坡防護與綠化工程中使用較多。
2.4土工網植草護坡
土工網植草護坡,是國外近十多年新開發的一項集坡面加固和植物防護于一體的復合型邊坡植物防護措施。該技術所用土工網是一種邊坡防護新材料,是通過特殊工藝生產的三維立體網,不僅具有加固邊坡的功能,在播種初期還起到防止沖刷、保持土壤以利草籽發芽、生長的作用隨著植物生長、成熟,坡面逐漸被植物覆蓋,這樣植物與土工網就共同對邊坡起到了長期防護,綠化作用,土工網植草護坡能承受4m/s以上流速的水流沖刷,在一定條件下可替代漿(干)砌片石護坡。目前,國內土工網植草護坡在公路、堤壩邊坡防護工程中使用較多,鐵路部門相對較少。
2.5OH液植草護坡
該項技術是國外近十多年新開發的一項邊坡化學植草防護措施。它是通過專用機械,將新型化工產品HYCEL_OH液用水按一定比例稀釋后和草籽一起噴灑于坡面,使之在極短時間內硬化,而將邊坡表土固結成彈性固體薄膜,達到植草初期邊坡防護目的,3~6個月后其彈性固體薄膜開始逐漸分解,此時草種已發芽、生長成熟,根深葉茂的植物已能獨立起到邊坡防護、綠化雙重效果,具有施工簡單、迅速,不需后期養護,邊坡防護、綠化效果好等特點。盡管OH液植草護坡具有理想的邊坡防護、綠化效果,但由于該技術所用的這種HYCEL_OH液還末能實現國產化,使得其工程造價較高綜合造價達40元/m2左右,故目前還無法推廣應用。只是在京九鐵路等個別工點進行了嘗試性試驗。
2.6行栽香根草護坡
香根草是近十多年才被人們“重新發現”的一種禾本科植物,具有長勢挺立,在3~4月內可長成茂密的活籬笆;根系發達、粗壯,一年內一般可深入地下2~3m;根系抗拉強度大,達75MPa,耐旱、耐澇、耐火、耐貧瘠、抗病蟲、適應能力極強等特點。行栽香根草護坡就是在土質邊坡上行栽香根草進行邊坡防護的一種工程措施,該技術充分利用了香根草的優良特征,具有顯著增強邊坡穩定性和理想的固土護坡功能,大有取代傳統片石護坡之趨勢。目前國內應用較少,還有待于在公路、鐵路、堤壩、城市建設等邊坡防護工程中進一步試驗推廣。
2.7蜂巢式網格植草護坡
蜂巢式網格植草護坡,是一項類似于干砌片石護坡的邊坡防護技術。是在修整好的邊坡坡面上拼鋪正六邊形混凝土框磚形成蜂巢式網格后,在網格內鋪填種植土,再在磚框內栽草或種草的一項邊坡防護措施。該技術所用框磚可在預制場批量生產,其受力結構合理,拼鋪在邊坡上能有效地分散坡面雨水徑流,減緩水流速度,防止坡面沖刷,保護草皮生長。這種護坡施工簡單,外觀齊整,造型美觀大方,具有邊坡防護、綠化雙重效果,工程造價適中,略高于漿砌片石骨架護坡,該技術多用于填方邊坡的防護。
2.8客土植生植物護坡
客土植生植物護坡,是在邊坡坡面上掛網機械噴填(或人工鋪設)一定厚度適宜植物生長的土壤或基質(客土)和種子的邊坡植物防護措施。該技術的特點是可根據地質和氣候條件進行基質和種子配方,從而具有廣泛的適應性,多用于普通條件下無法綠化或綠化效果差的邊坡。由于客土可以由機械拌和,掛網實施容易,因此施工的機械化程度高,速度快,無論從效率和成本上都比漿砌片石和掛網噴砼防護要優越,而且植被防護效果良好,基本不需要養護即可維持植物的正常生長。該技術在公路邊坡防護中已被大量應用,在日本等國家已經被作為邊坡綠化的常規方法加以應用。
2.9噴混植生植物護坡
噴混植生植物護坡,是在穩定巖質邊坡上施工短錨桿、鋪掛鍍鋅鐵絲網后,采用專用噴射機,將拌和均勻的種植基材噴射到坡面上,植物依靠“基材”生長發育,形成植物護坡的施工技術,具有防護邊坡、恢復植被雙重作用,可以取代傳統的噴錨防護、片石護坡等圬工措施。該技術使用的種植基材由種植土、混合草灌種子、有機質、肥料、團粒劑、保水劑、穩定劑、PH緩解劑和水等組成,其種植基材的配方是成功的關鍵,良好的配方能夠達到在陡于1∶0.75的巖質邊坡上既具備一定的強度保護坡面和抵抗雨水沖刷,又具有足夠的空隙率和肥力以保證植物生長。該技術已廣泛應用于鐵路、公路、水利等各類巖石邊坡綠化防護工程。
3.邊坡綠化工程中的難點問題
隨著邊坡植物防護技術的推廣應用,各類邊坡植物防護技術已發展成為公路、鐵路綠色通道建設中的重要組成部分,但也存在一些難點問題。
3.1邊坡植草的退化
在公路、鐵路等工程建設中,其邊坡綠化防護上投入的資金比例較低,在低投入、低養護或無養護情況下,邊坡草坪處于自生自養狀態,極易退化、死亡。因為人工種植草種生長較弱、品種單一,隨著時間的增長,在養分水分供應較差的邊坡上都會呈現不同程度的草坡退化現象,這是一個十分突出和嚴重的問題,若草被退化得不到解決,不僅造成重復建設、資金浪費,而且起不到邊坡綠化防護效果,最終可能會引起水土流失、坡面坍塌等許多不良后果。
3.2噴播時的植物種子配比與最終植物狀態
在較短的時間內把開挖的邊坡恢復到自然狀態,施工者將面臨:①植物種子的配比如何確定;②如何考慮當地自生優勢群落的結構特點進行種子配比;③如何確定噴播時的植物配比與最終形成的植物群落之間的動態關系。只有對這些問題作詳盡的調查研究分析,才能正確指導施工,否則邊坡的植物生長將無法實現人工強制綠化向原始植物群落的順利演替。
3.3干旱對土體很薄的坡面植物構成威脅
開挖后的巖石邊坡,巖石層厚、整體性好,坡體高陡,對邊坡進行植物綠化后,隨著時間的增長,秋冬季干旱、夏伏季炎熱,土體養分逐漸流失,土壤肥力降低,如何解決邊坡呈現的無土、缺水、缺肥的狀態及邊坡植被面臨的干、熱威脅,這將直接影響到邊坡最終的綠化效果和生態效益。
4.邊坡綠化工程可持續發展的著眼點
可持續發展,是指在人類與自然和諧的前提下,不斷提高人類的生活質量和環境承載能力,滿足當代人的需求又不損害對子孫后代的需求;滿足一個區域或一個國家的需求面又不損害其他區域或國家的需求。根據可持續發展內涵的要求,邊坡綠化工程中應著眼于與自然環境(生態系統)的協調性和環保生態功能,結合目前國內邊坡綠化防護工程現狀及問題,提出以下對策與建議。
4.1注重邊坡生態防護的設計與資金投入
在公路、鐵路設計與建設中,人們常將設計重點和大量資金放在它的工程功能及安全功能上,而生態功能的設計與投資力度不足,生態防護工程往往采取低價中標的方式,這種低投入、低質量的惡性循環,使邊坡生態環境發展不夠好,抗災能力不強等。應建立和加大公路、鐵路邊坡建設、養護和生態環境保護的專項資金,在設計上要深入細化,根據不同氣候條件、不同環境、不同區域結合具體情況單獨設計,注重落實邊坡的生態環境保護方案。
4.2邊坡植草退化的防治技術
防治邊坡草被退化的重要措施就是喬灌草相結合,盡量模擬出當地的植物群落結構,走向本地化。實際上國外已經開始流行以喬灌木為主的綠化方式。天然植被一般都是草木混生的,在較高的貧瘠土質或石質邊坡上,采用草灌結合的客土噴播或噴混植生技術施工,可以將草種和灌木樹種進行混播,早期以草坪防護為主,后期以灌木防護為主,構建喬灌草立體防護生態體系,達到恢復自然植被的目的。植物種子的選擇及配置應走本地化的道路,以地帶性植被、鄉土植物為基調,適當引進適于本地生長條件的野生植物和外地植物。同時也應考慮淺根植物和深根植物的結合、豆科植物與非豆科植物的結合,還要盡可能配置抗逆性強的植物和水、肥、光、熱利用率高的植物,這樣才能使植物更能適應當地氣候與自然植被融為一體,建設一個具有生物多樣性的穩定的、生命力強的立體生態群落。
4.3積極引進開發邊坡生態防護新技術
邊坡綠化工程中的難點問題,是對邊坡生態防護可持續發展和環境科學技術的挑戰,邊坡生態防護技術涉及到工程力學、生物學、土壤學、肥料學、園藝學、環境生態學等學科,必須不斷在這些理論領域有所突破,積極引進開發新材料、新工藝及配套施工機械設備,充分吸收新的科研成果、先進技術和工程施工經驗,注重國際和行業間的技術交流與合作。總之,提高邊坡生態防護技術的科技含量,是邊坡綠化防護工程成敗的重要環節。
目前在邊坡綠化防護工程中,液壓噴播、客土噴播、噴混植生是具有典型生態防護施工技術;在邊坡綠化養護工程中,滴灌、滲灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有節約水資源、提高成活率、促進草灌木植物生長的灌溉技術;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、農菌及各種微生物肥料的應用,具有促進植物生根、生長和發育,提高植物的生理機能和抗逆性。在這些新技術的應用過程中,還有許多問題和工藝需要探討、改進,使其成本更低、操作更為簡單、效果更好。隨著邊坡生態防護各項科研技術的不斷深入,其各項新技術新工藝的應用將日趨完善和成熟。
5.結論
①在邊坡植物綠化防護施工措施中,根據目前的國情、機械化施工程度、適用性、經濟性和質量效果比較,液壓噴播、客土噴播、噴混植生是具有典型生態防護施工技術,符合邊坡綠化工程可持續發展的理念,值得普遍推廣應用。
②正確的決策必須建立在相關科學研究的基礎上,在邊坡生態防護方面,針對難點問題有必要開展系列研究,加大這方面的科研投入,積極引進先進的技術和設備,鼓勵和扶持施工企業朝生態防護專門化隊伍方向發展,為徹底解決邊坡生態防護可持續發展問題提供堅定的基礎。