铁路车站路堑顺层边坡综合防护技术论文

铁路车站路堑顺层边坡综合防护技术作者:刘维平工作单位:中铁十九局集团第一工程有限公司玉蒙项目部第一作者简介:刘维平,男,汉族,1965年10月15日生于辽宁辽阳,毕业于北方交通大学,大学学历,现任项目经理（工程师）电子邮箱:lwp65@126.com联系电话:(传真)0877-3130410,13888962345[摘要]以铁碛坝车站路堑顺层边坡防护工程为例，介绍了应用预应力锚索抗滑桩、大锚杆结合钢筋砼骨架内喷播植草等多项措施，对顺层页岩边坡进行综合防护的施工过程。[关键词]铁路顺层边坡锚索桩大锚杆喷播植草综合防护1引言在山区铁路建设中往往会形成大量裸露的边坡，对线路两旁植的破坏是巨大的。近几年，国家加大环境保护的力度，提出了建设绿色通道战略和可持续发展战略，在此背景下，铁路施工中开挖边坡面仅用单一的工程防护措施已远远不能满足环保要求和可持续发展战略的要求，渝怀铁路作为西部大开发的重点工程，突破了传统护坡的模式，采用绿色生态防护、预应力锚索、锚杆等新型技术对边坡进行综合整治，实现了防止边坡坍滑、控制水土流失、恢复生态植被、美化线路等多种功能，取得了良好的效果。2工程概况 铁碛坝车站DK224+960-DK225+210段路堑开挖，线路右侧形成顺层边坡，边坡最大挖方高度为16米，边坡岩体为风化页岩，岩层走向几乎与线路平行，倾向线路左侧，倾角为35º～46º，极易坍滑。该工点设计采用11根锚固桩，7根预应力锚索桩及桩顶4排大锚杆，对边坡易坍滑的岩体进行加固支挡，桩顶顺层清方，设钢筋砼骨架内喷播植草进行生态防护。预应力锚索3施工流程大锚杆顺层清方抗滑桩岩土开挖钢筋砼网格喷播植草养护图3.1施工流程图3.1抗滑桩抗滑桩共计18根，个别设计，其中1＃、2＃、3＃、7＃—11＃桩长12.5m，桩截面2.0m×2.5m；4#、5#、6#、17#、18#桩长15m，桩截面2.0m×2.75m；12#—16#桩长16m，桩截面2.0m×3.0m，桩间距为7m。首先在坡顶上搭设施工平台，设置锁口，开挖桩井，挖至设计桩底标高后，绑扎钢筋笼，一次灌注桩身砼。3.2预应力锚索和岩土开挖12#～18#为锚索桩，锚索孔口在桩顶下2m，孔径为130mm，每孔锚索均采用8Φ 15.2mm高强度、低松弛钢绞线制作，锚索自由段采用塑料套管隔离防护，裸露部分做防腐处理，全孔范围内压注M35水泥砂浆；采用孔底注浆法，孔口设止浆塞，注浆压力为0.6～0.8MPa,为保证孔内砂浆饱满,注浆30～45分钟进行二次补浆，锚索技术特征见表3.2.1。抗滑桩施工后，随机抽取总数的3%进行无损检测，合格且桩身砼达到设计强度后，按2～3m一层，分层开挖桩前岩土，施工至锚索设计位置时，定位、钻孔、下索、灌浆，待水泥砂浆达到设计强度的75%后，用YCD-200型千斤顶，配YB4/500型油泵，压力表精度不低于1.5级，分两次进行张拉。先对锚索按10%设计张拉力预拉，使锚具中心与孔道中心对准，工具锚应扶正。正式张拉分两次五级，两次间隔3～5d，第一次张拉值为设计张拉力值的10%、25%、70%，第二次张拉值为设计初始应力的100%和115%，每级张拉均持续10分钟，第一批锚索张拉前，先施工3孔做验证试验，确定锚索锚固力与设计值是否相符，要求单孔8束锚索张拉力不小于1400KN，验锚合格后方可进行其它锚索施工。试验锚索松弛后按设计初始预应力值重新张拉锁定。锚索张拉前，严禁开挖下一分层桩前岩土，路堑开挖及桩面墙施工完成后，随机抽取3根锚索进行张拉检测，要求单孔8束锚索张拉力不小于1100KN，检测合格率达100%后，方可切割锚具外露超长部分钢绞线，，支模浇筑C15封头砼，锚索施工工艺流程见图3.2.1所示。锚索定位、钻孔、下索、灌浆剥离岩土至孔位无损检测桩第一次张拉按设计张拉力值的10%、25%、70%第二次张拉按设计张拉力值的100%和115%抽检3根锚索单孔8束张拉力≮1100KN最终锁定、封头路堑开挖 图3.2.1锚索施工工艺流程表3.2.1锚索技术特征一览表桩号桩截面锚索排数（从上至下）初始预应力值（KN）单孔锚索束数锚索长度（m）钻孔长度（m）下倾角15、162×3.01450826.723.112º2400823.219.616º17、18、142×2.51450827.724.612º2400824.12116º12、132×2.51450826.323.312º2350822.719.816º3.3顺层清方按照岩层倾向，对桩顶边坡进行顺层清方，施工时要挂线放样，填补坑凹，保证坡面大致平整，无明显超欠挖。若边坡有地下水突出，可将地下水引入排水系统，不可堵死。3.4大锚杆桩顶边坡顺层清方完成后，在边坡面上施作四排大锚杆，排间距为2.5米，呈梅花形布置（见图3.4.1）。每孔大锚杆采用3Φ32螺纹钢，采用对焊法连接，锚杆采用XY-I型钻机施工成孔，钻孔深度为13-16m，锚杆灌浆采用二次压力注浆工艺，成孔后插入19mm注浆管从孔底向外灌浆，注浆压力一般为0.3～0.5MPa，压浆量0.5m3左右，然后拨出注浆管，插入锚筋，锚筋自由段表面须涂抹一层油脂，用软质塑胶管封套，与灌浆液相脱离开，第二次压力注浆须设止浆塞，压力控制在1～1.5MPa为止，压浆量为0.6m3，水灰比≤ 0.5，第二次注浆7天后，使用穿心式千斤顶采用“跳两拉一”法进行锚杆张拉，张拉设计值为450KN，锚杆张拉锁定值为设计的70%，即450KN×70%=315KN，施工应注意对锚杆作极限抗拔力试验，检验所采用的锚杆是否安全可靠，施工工艺是否合理，本工点做了3根极限抗拔力试验，锚杆极限抗拔力达到675KN，为设计拉应力的1.5倍，安全系数较高。表3.4.1大锚杆设计一览锚杆长度（m）13～16锚杆倾角（º）65～70锚杆直径3Φ32锚孔孔径（mm）130锚杆允许抗拨力（KN）450锚杆张拉锁定值（KN）3153.5钢筋砼骨架大锚杆施工完毕后，在边坡面上挂线放样，开挖沟槽、立模、绑扎钢筋、现浇砼，施作钢筋砼网格骨架，施工中注意使大锚杆正处在骨架的节点处，起到加固骨架的作用。钢筋砼骨架断面尺寸为30cm(厚)×50cm(宽)，呈方格网状，如图3.5.1所示。3.6喷播植草草籽种类选择上强调考虑草的耐热、抗旱及低维护性，根据当地自然情况，选择了茎矮叶茂、根系发达的白茅草，草籽的喷播密度为30g/m2 ，喷层厚度为4～5cm，按喷播密度和面积可计算出草籽的掺入量。喷播的基材配比为：粘土：粪肥：高效复合肥：粗纤维：细纤维：保水剂：稳定剂=1:0.25:0.1:0.04:0.04:0.005:0.005，将草籽和各种基材按比例混合搅拌，投入喷射机喷射到骨架网格内，喷射工艺类同喷射混凝土。喷播草籽后，用无纺布覆盖约7天草籽发芽，约15天撤掉无纺布后整个坡面已是绿草茵茵，生机盎然了。经检测，草籽的出苗率超过90%，草的数量不少于1株/cm2。4施工体会（1）该工点为山体易坍滑地段，曾多次发生过滑坡，使用预应力锚索桩和大锚杆与传统的抗滑桩相比对边坡总体的加固作用由被动受力改为主动加固，更利于被加固岩体的稳定，同时减小了桩截面和工程量。（2）预应力锚索在施工过程中，由于锚索施工机具大部分为轻型机械，纲绞线为柔性材料，所有作业均能在脚手架上进行，所以施工较为灵活方便。（3）将钢筋砼骨架的节点布设在大锚杆上，有效地控制了页岩边坡的变形和应力松弛，起到了防滑加固作用。（4）在骨架网格内喷播植草，施工简单，速度快，草皮长成后，发达的根系可通过基材深入到岩体的节理和裂隙中，能达到永久固坡和美化环境的双重目的。