哥伦比亚某公路高边坡综合治理实例

哥伦比亚某公路高边坡综合治理实例

李先平

（中铁一局集团有限公司，陕西西安710054）

摘要：哥伦比亚某公路项目K10+100～K10+400路段设计为5级高边坡，由于受到外界环境的影响，发生多次滑坡。为解决这一问题，多次组织技术力量研究技术方案。最终选择了预应力锚索+锚杆+抗滑桩的治理方案，成功地解决了该段高边坡的滑坡问题，在施工过程中，为确保施工安全与质量，进行了一系列监控量测措施。

关键词：监控量测；高边坡；抗滑桩；边坡稳定性

1 项目背景

哥伦比亚某公路项目K10+100-K10+400路段坡陡谷深，受线型限制，设计边坡高度最高达60米，该段边坡受安第斯山脉断层高地应力地质特性、强降雨及地震频发等因素影响，该区域先后发生三次大型山体滑坡。期间多次组织国内外专家会诊，研究制定解决方案，具体情况如下：

该段高边坡原设计为锚杆+挂网防护，2019年5月开始施工，施工过程中发生1次大滑坡及多次小滑坡，于2020年4月变更为锚杆+锚索防护，但再次发生1次大滑坡及多处位移造成的小滑坡。2020年9月再次变更，增加了锚索数量，施工过程中随着刷坡下挖再次出现较大位移，边坡出现较大开裂。经过计算和方案论证，于2022年3月在滑坡体下方增加7根抗滑桩，最终成功地解决了该问题。

高边坡处于斜坡地形地貌，坡面植被为灌木丛，水土保持良好。根据勘探、物探和野外工程地质调查结果，由于2021年8月降雨集中，以及人工开挖，边坡产生蠕动滑移现象。该段路基边坡自然状态稳定，在对该边坡局部开挖后，导致其应力分布发生变化，在坡脚处应力集中，并且提供了一定的变形空间，在降雨的影响下，使得边坡内部孔隙水压力急剧增大，边坡土体的自重显著增加，其抗剪强度明显降低，边坡产生滑移变形，坡面局部见推挤开裂，由于坡体处于断层交汇切割处，且斜坡坡高陡，存在向后缘、向深部变形扩展的可能。

2治理方案

（1）在既有 K10+270～K10+480段三级平台冲沟处增设一排锚拉抗滑桩，共7（Z1～Z7）根，桩径截面尺寸为2.0m×3.0m的钢筋混凝土矩形方桩，桩间为5m,桩长29～32m。桩间坡体设置深部泄水孔，长30m，角度6°，保证坡体内地下水的排导。桩顶设置一排锚索，长30m，间距5m，锚固力为400KN。抗滑桩施工前，应对开挖边坡并进行预应力锚索和深部泄水孔加固处理，防止坡体蠕变，影响施工安全。

（2）三级边坡原采用4排9m锚杆，间距2m，角度10°，设计锚固力为100KN。变更为4排锚索，长15m，水平间距2.5m，角度10°，设计锚固力为400KN。

（3）二级边坡原采用2排锚索，长18m，水平间距2.5m，垂直间距6m，设计锚固力400KN。在原两排锚索间新增一排锚索，长25m，水平间距2.5m，设计锚固力400KN。

（4）一级边坡开挖后采用3排锚索，长15m，水平间距2.5m，设计锚固力400KN。

图1 边坡治理方案

3施工期间监控量测

3.1总体监测方案

利用预先埋设的监控量测点、倾斜仪、水位、裂缝等监测手段，辅以卫星自动监测工作，监控量测点、水位、倾斜仪等[1]。测量工作维持一天一测的频率，裂缝观测一周一次，每日巡查山体情况，保证信息及时反馈至技术人员手中。同时每个孔口在锁口混凝土施工时埋设一个监控量测点，新增至监控量测体系中，检测频率为一天一次[2]。监控量测期间，应动态分析监控量测及卫星自动监测数据，明确控制标准，以便更好的指导现场施工；现场技术人员应每天观注监控数据情况，保持信息通畅，并根据观测情况及时指导现场施工[3]。

因之前K10+100～K10+400整个边坡都出现过滑塌，所以监测范围比较大，每间隔50m左右布设1个GNSS卫星监测点，总共布置了7个GNSS卫星监测点[4]。通过GNSS监测系统实时监测，日变形速率超3cm/天进行自动预警（理论最大危险值5cm/天，因考虑GNSS监测误差将危险值放小为3cm/天），用于边坡施工期间变形位移危险预警，以确保施工人员、物资和设备安全；K10+300线左山顶位置裂缝较多,最远位置距离抗滑桩100m左右，在抗滑桩施工期间使用全站仪辅助监测[5]。

3.2监测项目

鉴于本项目路段边坡多次发生滑塌方，为保证施工安全，结合本项目特点，采用智能自动化监测系统进行实时监测。该系统可搭在GNSS北斗接收机、雨量计等设备，实现坡顶位移、雨量项目的自动化监测。本项目具体监测项目如表1所示。

表1高边坡施工监控量测项目

本项目上边坡为天然山体，无大型作业平台，无锚索及结构支护措施，不具备锚杆（索）拉力、支护结构变形、支护结构应力等测点布设条件，故本次方案仅进行坡体水平位移、坡体垂直位移和降雨量监测。

3.3监测设施

监控量测主要依靠GNSS自动化监测系统，其工作原理如图2所示，辅以全站仪进行监测。还搭载了坡顶水平和竖直位移监测模块、降雨监测模块、防雷系统等设施。

图2 信息传输系统

为确保监测系统能稳定、环保、高效的运行，监测系统还搭载了自动化监控供电系统。该系统主要由太阳能电池组对系统进行供电，通过将太阳能转化为电能，再将其供给监控系统，最终实现自动化监控系统的运行，其工作原理如图3所示。

图3太阳能供电原理图

3.4监测方案

K10+100～ K10+400 段线左有5级边坡，在线左K10+350～K10+400有崩积层，崩积层坡度陡峭，此处还有直径达2m的火山岩柱，有落石风险，崩积层基质为粘性粉质基质，覆盖在岩石上，厚度约15m，属于地质报告中的不稳定体，施工期间出现过塌坡。边坡情况如表2所示。

表2边坡情况表

监测方案：采用固定式自动化监测站，数据无线传输。

测站布设：沿边边坡走向方向每层台阶每隔50m布设一处，共布设7处观测站，同时在K10+250附近远离边坡稳定岩体处，布设基准参考站1处，如图4所示。

图4 边坡监控量测测点布置示意图

3.5自动化监测频率及预警

根据系统的实际情况及所要达到的技术指标，并参照相关规范和规定，边坡表面位移监测主要依靠GNSS监测系统。专用接收机和配套天线罩。精度为厘米级实时监测。采用频率可以设置为每15分钟/次、20分钟/次、30分钟/次、60分钟/次、120分钟/次等不同时间间隔解算设置。在施工过程中，每天对该高边坡进行监控量测，其变形速率均能满足要求。

在本工程项目施工中，根据《建筑基坑工程监测技术标准》（GB 50497-2019）确坡体水平位移应不超过5mm/d，累计变形不超过40mm，坡体竖向位移不超过3mm/d，累计变形不超过30mm。当变形速率、累计变形值超过要求或发生如下情况时应立即进行预警：①在日常巡查中发现边坡坡顶出现大量拉裂缝，或者边坡坡体出现新的纵向裂缝；②未降雨时边坡坡脚处突然持续渗出大量水；③在边坡坡脚位置突然发生土体隆起；④连续三个监测周期变形值超过累计控制变形值的70%。预警采用组合方式进行，包括声波、邮件、短信、微信通知等，确保收到预警信号后能及时发现。

4 施工期间安全管理

哥伦比亚安全职业健康工作管理规定，以抗滑桩孔下作业安全管理为例，对人员的管理主要有七个方面。第一，员工必须缴纳社保（含工伤险）；第二，为入职员工进行体检，除此之外，还应进行的体检项目有定期体检、离职时体检及特殊风险体检等。员工进场后，应提交操作证、高空作业证等职业资格证书，然后对员工进行安全、环境、社会培训，职业健康安全管理必须在员工入职培训时进行宣贯；第三，为所有员工办理工作证，由安全员负责检查，否则将不能进场作业；第四，定期为每位员工提供个人保护用品，主要包括工装劳保鞋、安全帽、手套、耳塞、眼镜、口罩、雨衣、水鞋等，工装和安全鞋按每年不少于三套（双），监督员工的使用以及更换；第五，从事高空作业的人员必须经过第三方培训机构，培训取证之后方可从事高空作业，包括检查和管理人员，高空作业证有效期一年，到期必须再次进行培训考核；第六，每日进行班前安全讲话，安全员应向当天高风险的作业工人签工作许可证, 以开展高风险的作业，如：高空作业、隧道、挖孔桩密闭空间作业、热环境作业、起重吊装作业，如无安全员在场或未签作业许可，可以拒绝工作；第七，危险性较大的分部分项工程施工或其他一般工程已超过25名工人时，需配备一名专职安全员（SST-检查员）,从事监督现场施工安全、职业健康和环境问题。

对于人工挖孔桩施工，在哥伦比亚属于高风险作业，孔内必须设置人员上下专用活动爬梯，作业人员不得使用摇头拔杆和吊斗等升降设施进行上、下孔，同时应准备安全绳及生命线，孔内设置送电线路及低压照明，保持通风。下孔作业前，先进行孔内通风，然后进行孔内气体检测，气体检测合格后，施工人员再下孔作业，施工过程中气体检测仪实时监测,孔内连续工作2小时，必须换班。配置用电管理人员，与用电设备（主要是风镐操作人员）接触的施工人员，穿戴防电工作服、靴子及手套。

在该段高边坡施工中，严格执行哥伦比亚安全职业健康管理规定，确保了施工安全。

5 结语

经过理论计算、分析，确定了该边坡治理方案，于2022年8月底完成了7根抗滑桩施工，并于2023年3月底完成K10+100～K10+400全段边坡防护。实施上述方案后，该段边坡未再发生过滑坡事故，该公路项目于 2023年4月全线通车。目前该高边坡稳定，运营安全，最终实现了高边坡综合治理的目标。在其他类似地质条件的高边坡治理时，可参考此施工技术措施和施工监控量测方案。

参考文献

[1] 段英杰.路基高边坡开挖施工监控量测技术研究与应用[J].建筑技术,2023,54(15):1867-1871.

[2]裴彦龙.高速公路改扩建路基边坡监控量测技术研究[J].中国高新科技,2020(08):108-109.

[3]王达.高边坡路堑监控量测技术控制要点[J].山东交通科技,2020(01):136-137.

[4]刘孝义,鹿存金,桂红林,等.高深路堑开挖监控量测施工技术研究[J].交通节能与环保,2021,17(01):91-94.

[5] 王乐平.高边坡下浅埋偏压隧道施工动态监测与分析[J].施工技术,2019,48(S1):593-595.