CN109208617B - 一种红层岩质边坡柔性综合支护结构及其施工方法 - Google Patents

一种红层岩质边坡柔性综合支护结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

一种红层岩质边坡柔性综合支护结构及其施工方法;所述柔性综合支护结构包括:开挖前超前注浆加固结构,开挖后锚固注浆加固结构,坡面法向预应力加固结构,微型抗滑桩。所述施工方法,是在边坡分级开挖前,对本级边坡加固注浆后再进行次级边坡开挖施工;采用锚杆或锚索对相邻互层岩层钻孔注浆锚固,并在锚杆或锚索端部之间设置预应力绳,绳间加挂对坡面形成预紧压力的绳网,坡面客土喷播形成生态防护层;坡脚设置微型抗滑桩,坡体中设置反滤毛细排水管。本发明适用于红层岩质边坡及具有类似地质特征的其它岩质边坡的加固。解决红层边坡难以有效加固的技术难题,具有成本低,施工速度快、施工扰动小、施工安全性好,环保性好的优势。

Description

一种红层岩质边坡柔性综合支护结构及其施工方法
技术领域
本发明公开了一种红层岩质边坡柔性综合支护结构及其施工方法,属于岩土工程领域。
背景技术
红层在我国分布非常广泛,在我国西南地区的四川盆地、西昌一滇中地区、滇西地区,西北的陕甘宁等盆地,华中、华南等地区都有广泛分布。红层具有与其它地层所不同的性质,主要体现在如下几个方面:①红层多由泥质岩(软岩)和砂岩类(硬岩)互层组成,软硬层性质存在较大的差异;②泥质岩强度低,遇水后易软化、失水后易崩解。红层边坡的风化作用强烈,尤其是泥质岩类为主的边坡风化更为强烈。开挖边坡风化剥蚀灾害突出;③红层中层面、节理等各类结构面发育,尤其是层间结合差且软弱夹层发育,构成边坡岩体失稳破坏的边界面,抵抗外界扰动能力差;④红层边坡的砂泥岩互层结构,形成层状水文地质结构,其中砂岩类节理发育,为相对富水层和含水层,泥质岩类则为相对贫水层和隔水层,这种水文地质结构不利于边坡岩体的稳定;⑤红层边坡开挖过程中,特别是对于岩性较差的软弱破碎岩体,在爆破或机械开挖扰动下,坡体内部岩体的自持能力逐渐衰减,局部稳定性降低,可能出现还未进行支护而该处边坡就己经发生失稳破坏的现象;⑥传统的抗滑桩支护结构是利用抗滑桩插入滑动面以下的稳定地层对桩的抗力(锚固力)平衡滑动体的推力,增加其稳定性。为提供足够的锚固力以保证边坡稳定,通常桩身直径可达到1~3m,施工形成的较大开挖面为裂隙扩张、雨水汇聚提供了有利条件,给坡脚岩体自身的结构安全性带来隐患;⑦由于红层及红层边坡处治具有如上特点,红层地区成为滑坡等各类地质灾害的多发区,红层地区公路等工程建设项目边坡开挖后,各类边坡岩体塌滑灾害问题也非常突出。
为防止岩质边坡地质灾害的发生和保障工程安全,各种形式的滑坡防治技术与边坡支护结构得到开发与应用。抗滑桩等刚性支护结构因其具有承载力大、变形小、安全可靠等特点,在滑坡地质灾害治理中得到了广泛应用。但它们也存在施工过程中对岩土体的扰动大;支护往往不及时,难以充分发挥岩土体的自持能力;延性与动力性能差,结构失稳前无明显征兆;以及造价高、可修复性差、施工危险性大等缺点。锚杆(索)等柔性支护结构,具有边开挖施工边支护,对岩体的扰动小;支护及时,能充分发挥岩体的自持能力;延性及动力特性好,易于及时安全预警;同时还具有造价低、施工简便、可修复和拓展性好、适用于动态信息化设计施工等优点。
为了更好的对岩质边坡进行支护,确保边坡长期稳定,研究者对现有支护结构进行了大量优化和改进。
刘元雪在公开号CN101220596A的发明专利“一种边坡超前支护主动减压结构及其构造方法”中公开了一种边坡超前支护结构。采用在超前支护结构与超前支护结构后岩土体之间填充一层柔性填料,该柔性填料具有允许超前支护结构后的岩土体间边坡外侧产生一定位移的功能,能将承受的静止土压力转变为主动土压力,实现超前支护结构承受土压力减小的目的。
刘龙武在公开号CN 102518136 A的发明专利“一种防治软岩强风化带湿化破坏的柔性加筋组合防护结构”公开了一种柔性加筋支挡组合防护结构。采用在开挖面上铺设一层土工布、铺植壤土并植草。边坡中部的强风化岩带的软岩采用柔性加筋支挡结构进行加固,边坡下部的弱风化软岩采用三维植草防护。
刘龙武在公开号CN103882884A的发明专利“一种锚索土工格栅支挡结构及其施工方法”公开了一种土质路堑边坡的支挡结构。采用设置多级边坡,包括下部隔水及排水土工格栅包裹加筋压实土层和上部土工格栅包裹加筋压实土层,在每个土工格栅包裹加筋压实士层靠边坡的部位放置植生袋,在每级边坡底部的靠边坡一侧设置锚索,并与底部的土工格栅包裹加筋压实上层中靠边坡内侧的上工格栅连接;在顶部级柔性支挡结构的顶部设置有顶部防水结构层,在坡表设置有地面排水设施。
朱彦鹏在公开号CN 102330432 A的发明专利“面板式框架预应力锚杆柔性支护结构及其施工方法”公开了一种面板式柔性支护结构。一种挡土板四边与横梁、立柱连接,预应力锚杆穿过横梁与立柱的交叉部位,在预应力锚杆的锚固段周围包裹水泥砂浆,在塑料套管周围包裹水泥砂浆,锚头将预应力锚杆的端部锚定在横梁与立柱的交叉部位,通过锚周段锚固在稳定土层中。
朱彦鹏在公开号CN 102330431A的发明专利“格构式框架预应力锚杆柔性支护结构及其施工方法”中公开了一种,横梁、立柱构成格构式框架,预应力锚杆穿过横梁与立柱的交叉部位,在预应力锚杆的锚固段周围包裹水泥砂浆,在塑料套管周围包裹水泥砂浆,锚头将预应力锚杆的端部锚定在横梁与立柱的交叉部位,通过锚固段锚固在稳定土层中。
现有技术虽然对岩质边坡采用了锚杆或锚索柔性加固措施,考虑了边坡内部排水,但是由于南方地区红层边坡赋存环境十分脆弱,如何有效做到对岩质边坡外防内排,避免湿润区水-岩(土)作用的产生和持续,同时结合红层岩性和结构面发育的特点,既充分发挥边坡深层稳定岩体的自持能力,又减少支护施工过程中对红层开挖边坡的过大扰动,是红层边坡加固中需要解决的技术难题。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种适于顺坡、软硬岩互层、岩体裂隙发育的红层岩质边坡加固的低扰动柔性综合支护结构。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种红层岩质边坡柔性综合支护结构的施工方法。
为了解决上述第一个技术问题,本发明一种红层岩质边坡柔性综合支护结构,所述柔性综合支护结构包括:开挖前超前注浆加固结构,开挖后锚固注浆加固结构,坡面法向预应力加固结构,微型抗滑桩;所述开挖前超前注浆加固结构是在开挖前对第一级边坡岩土钻制第一注浆孔,第一注浆孔沿竖直方向钻制,深度达到次一级边坡坡顶水平位置以下1~2m,并对第一注浆孔高压注浆至设计的第一级边坡坡面轮廓线以下位置,以在第一级边坡坡面轮郭线以下的非开挖岩土中形成抗剪能力强的树根网状浆脉复合体;开挖后锚固注浆加固结构是在开挖后的坡面上向坡体中钻制第二注浆孔,在第二注浆孔中插装锚杆或锚索并注浆的加固结构;坡面法向预应力加固结构是在露出坡面的相邻的锚杆或锚索端部之间设置预应力绳,在预应力绳围合的多边形中加挂柔性钢丝绳网,使柔性钢丝绳网对坡面形成法向预紧压力,所述锚杆或锚索是指插装在第二注浆孔中的锚杆或锚索;所述微型抗滑桩是指设置在坡脚、由三根抗滑杆组成的抗滑桩,所述三根抗滑杆一端固定连接且相互之间不平行。
本发明一种红层岩质边坡柔性综合支护结构,第一注浆孔内设有注浆花管;第一注浆孔的轴线与次一级边坡坡顶平面基本垂直。
本发明一种红层岩质边坡柔性综合支护结构,第二注浆孔的深度至少穿过一组相邻互层岩层,使注浆后固结形成的抗剪能力强的树根网状浆脉复合体将相邻互层岩层固结在一起。
本发明一种红层岩质边坡柔性综合支护结构,所述相邻互层岩层中的岩层是指泥质粉砂岩、细砂岩、泥岩中的一种。
本发明一种红层岩质边坡柔性综合支护结构,第二注浆孔中插装有钢花管,并注入由乙醇与Ca(OH)2组成的防崩解液(防崩解液的组分配比按专利号为201310653245X所公开的技术方案执行),对第二注浆孔吹风,直至吹出防崩解液后注浆,最后将锚杆或锚索插入第二注浆孔的浆液中进行锚固施工。
本发明一种红层岩质边坡柔性综合支护结构,在坡面遇水崩解软化区域喷涂有防崩解涂层。
本发明一种红层岩质边坡柔性综合支护结构,在所述坡面法向预应力加固结构与坡面之间进行客土喷播,形成生态防护层。
本发明一种红层岩质边坡柔性综合支护结构,微型抗滑桩中三根抗滑杆一端固定连接,另一端在同一平面内相互呈一定夹角,或一端固定连接,另一端在不同平面内相互呈一定夹角;三根抗滑杆中,最靠近路基的一根杆与路基平面基本垂直,另外两根分别与坡角处的潜在滑动面近似垂直。
本领域技术人员应该知道:潜在滑动面是根据边坡地质勘测结果及边坡岩土体性能参数,采用极限平衡法计算得到。
本发明一种红层岩质边坡柔性综合支护结构,在相邻互层岩层交界面或地下水出露位置处,设置有反滤毛细排水管进行坡体内部排水。
所述相邻互层岩层是指相邻岩层软硬性质存在差异,交替叠置构成的岩体;其中的岩层是指泥质粉砂岩、细砂岩、泥岩中的一种。
为了解决上述第二个技术问题,本发明一种红层岩质边坡柔性综合支护结构的施工方法,包括以下步骤:
第一步:开挖前超前注浆加固
根据红层边坡实地地质勘察结果,在边坡开挖前,对第一级边坡岩土钻制第一注浆孔,第一注浆孔沿竖直方向钻制,深度达到次一级边坡坡顶水平位置以下1~2m,第一注浆孔内设有注浆花管,对第一注浆孔高压注浆至设计的坡面轮廓线以下位置,以在坡面轮廓线以下的非开挖岩土中形成抗剪能力强的树根网状浆脉复合体,强化非开挖岩土;
第二步:边坡开挖:
待第一步的树根网状浆脉复合体强度达到设计强度的70%后,进行边坡土方开挖施工;边坡每10m设一级平台,对于每级平台从上至下分四次开挖;对坡面存在遇水崩解软化的岩面区域采用防崩解液进行喷涂,防止坡面软岩在边坡施工期内因反复日晒和降雨产生崩解;
第三步:开挖后锚固注浆加固
在开挖后的坡面上向坡体中钻制第二注浆孔,第二注浆孔的深度至少穿过一组相邻互层岩层,对第二注浆孔进行注浆以形成抗剪能力强的树根网状浆脉复合体,使相邻互层岩层固结在一起;在第二注浆孔中插装有钢花管,并注入由乙醇与Ca(OH)2组成的防崩解液(防崩解液的组分配比按专利号为201310653245X所公开的技术方案执行),对第二注浆孔吹风,直至吹出防崩解液后注浆,最后将锚杆或锚索插入第二注浆孔中的浆液中进行锚固施工;
所述相邻互层岩层中的岩层是指泥质粉砂岩、细砂岩、泥岩中的一种;
所述相邻互层岩层是指相邻岩层软硬性质存在差异,交替叠置构成的岩体;其中的岩层是指泥质粉砂岩、细砂岩、泥岩中的一种;
第四步:坡面法向预应力加固
第三步完成后,对第二注浆孔中露出坡面的相邻的锚杆或锚索端部之间设置预应力绳,在预应力绳围合的多边形中加挂柔性钢丝绳网,使柔性钢丝绳网对坡面形成法向预紧压力;在坡面进行客土喷播,覆盖柔性钢丝绳网,形成生态防护层;在坡脚设置微型抗滑桩,所述微型抗滑桩由三根抗滑杆组成,所述三根抗滑杆一端固定连接且相互之间不平行;在相邻互层岩层交界面或地下水出露位置处,设置反滤毛细排水管进行坡体内部排水。
本发明利用爆破或大型机械开挖前,先将注浆管桩通过钻孔竖直打入边坡内,次级边坡则在平台处打孔支护。采用高压注浆工艺,使浆液在压力条件下,较均匀地进入开挖后的新坡体浅层岩层裂隙中,凝聚成抗剪能力强的树根网状浆脉复合体,最终在每级开挖后坡体内形成支挡帷幕结构,减少开挖过程中振动波向内传递,降低爆破和施工荷载对开挖边坡的扰动,实现开挖前对边坡体的超前加固。边坡每 10m设一级平台,对于每级平台从上至下分四次开挖。
在开挖过程中逐级用锚杆或锚索或微型抗滑桩进行柔性加固。预应力锚固构件施工中,对地下水位线以下区域加固时,宜采用湿法清理钻孔:对锚固孔用防崩解剂(醇+无机盐+水的混合溶液)清孔,再打入锚固构件进行注浆;对地下水位线以上区域加固时宜采用干法清孔,对孔内锚固自由段外侧采用防崩解胶对孔壁进行保护。
同步用坡面生态防护层进行柔性防护,对坡面存在遇水崩解软化的岩面采用防崩解胶进行喷涂,防止坡面软岩在边坡施工期内因反复日晒和降雨入渗产生崩解,同时易于实现客土喷播。
边坡每开挖至锚固设计位置处,钻孔,再逐根装上钢花管至孔底,并注入防崩解液(醇+无机盐)代替常用的清水,用高压风吹净钻孔,直至吹出防崩解液,以确保注浆时孔壁与防崩解液并充分接触。再放入锚杆或锚索并按照常规方法进行后续锚固施工。
挂柔性网:每完成两层柔性锚固施工后,根据坡面上锚固点相邻位置情况,设置单幅柔性钢丝绳网大小,从上至下同时横向逐幅挂网。每张绳网与四周支撑绳(与柔性锚固构件外露环套固定连接的预应力绳)间用缝合绳缝合连结并拉紧,实施该预张拉工艺能使柔性网对坡面施以一定的法向预紧压力。
对边坡进行客土喷播,进行生态防护。
坡脚超前加固和微型抗滑桩加固:施工至坡脚处最后一级平台时,分别采用三根钢花管先对未开挖的下边坡进行超前加固。一根钢花管垂直向下,另外两根管身与铅垂线的夹角依次增大,并偏向边坡。三根抗滑杆中,最靠近路基的一根杆与路基平面基本垂直,另外两根分别与坡角处的潜在滑动面近似垂直;微型管桩的内部配有钢筋笼或者型钢骨架,三根钢花管顶部用桩帽梁联结,形成微型抗滑桩,使起整体受力,对坡脚起到柔性加固的作用。
最后在坡表进行底部边沟、平台边沟、及顶部截水沟的施工。
超前加固与边坡开挖:利用爆破或大型机械开挖前,先将注浆管通过钻孔打入边坡内部加固区域内,采用分段注浆工艺,使浆液在压力条件下,较均匀地进入加固区域岩层裂隙中形成抗剪能力强的树根网状浆脉复合体,实现开挖前对边坡体的超前加固,降低爆破和施工荷载对开挖边坡的扰动。边坡每10m设一级平台,对于每级平台从上至下分四次开挖。
本发明提供的边坡分级开挖、超前加固、逐级支护的方式,既减少了大开挖对红层边坡岩(土)体的扰动,又充分发挥岩体自身的自持能力,保障了施工期人员及工程的安全。坡脚采用的微型管桩支护,避免了常规抗滑桩施工时的过大扰动,灌注浆液形成的浆脉复合体与联梁结构实现了局部受载,整体受力的结构功能,同时还具有经济美观、施工方便等优势。
相较于其他支护结构,本发明的优点是:
1.能够减小边坡开挖施工扰动的影响。基于边坡分级开挖、同步加固区花管注浆工序,本发明能够实现开挖前对边坡体支护区的超前加固,降低爆破和施工荷载对开挖边坡的扰动。
2.能够提高岩土体自持能力。与同类型方法及装置相比,本发明在坡体浸润线上下位置钻孔分别采用干、湿法进行冲孔工艺,防止水分在钻孔扰动区自由迁移,避免岩体遇水崩解,提高岩土体自持能力。
3.能够防止软岩崩解细颗粒阻塞排水管。与常规仰斜式排水管相比,本发明能够通过可更换毛细排水滤芯,阻止岩土细小颗粒淤积阻塞排水通道,避免坡内水体蓄积造成失稳破坏。
4.能够保障坡面防水与生态防护效果。本发明通过喷涂防崩解胶能够防止雨水下渗,减少边坡植被层土壤对红层浅岩的侵蚀。从而保障生态防护效果,降低浅岩坡面扰动。
5.能够减小支护措施对边坡坡脚的扰动。本发明通过采用微型桩联结支护,极大缩小了钻孔直径,减小了施工扰动对岩体结构的影响,提高了边坡稳定性,保障了边坡施工期及运营期安全。
综上所述,本发明适用于顺坡、软硬岩互层、岩体裂隙发育的红层岩质边坡的加固,也适用于具有类似地质特征的其它岩质边坡的加固。本发明既能避免湿润区水-岩(土)作用的产生和持续,同时结合红层岩性和结构面发育的特点,又能充分发挥边坡深层稳定岩体的自持能力,减少支护施工过程中对红层开挖边坡的过大扰动,解决红层边坡难以有效加固的技术难题,与一般刚性结构支护相比也具有成本低、施工速度快、施工扰动小、施工安全性好,且环保性好的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图1为本发明红层岩质边坡柔性综合支护结构中开挖后锚固注浆加固结构示意图。
附图2为本发明红层岩质边坡柔性综合支护结构中开挖前超前注浆加固结构示意图。
附图3为本发明开挖后锚固注浆加固结构中锚杆(索)加固结构示意图。
附图4为本发明坡面法向预应力加固结构中坡面防护柔性钢丝网俯视图。
附图5为本发明中坡面生态防护示意图。
附图6a为本发明中反滤毛细排水管管身截面图示意图;
附图6b为本发明中反滤毛细排水管管径截面图示意图。
附图7为本发明中微型抗滑桩安装结构示意图。
附图中:
1-第一注浆孔,2-设计的坡面轮廓线,3-第二注浆孔,4-锚杆, 5-锚索,6-预应力绳,7-柔性钢丝网,8-微型抗滑桩,9-坡脚,10- 泥质粉砂岩,11-细砂岩,12-泥岩,13-生态防护层,14-路基平面, 15-潜在滑动面,16-反滤毛细排水管,301-钢花管,801-抗滑杆。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的红层顺层边坡内部为砂岩、泥岩岩层形成互层结构体、过大扰动易造成岩体崩解软化。
1)红层边坡开挖过程中,特别是对于岩性较差的软弱破碎岩体,可能出现还未进行预期支护而该处边坡就己经发生失稳破坏的现象,因此需要在开挖前进行超前加固。根据红层边坡实地勘察的结果,结合工程设计规范,获得超前支护结构加固位置。首先在预设的超前支护结构位置钻第一注浆孔1,再将注浆管桩通过第一注浆孔1(130mm)竖直打入边坡内,注浆管桩桩底与次级边坡坡顶平台水平位置以下1~2m。采用高压注浆工艺(注浆压力0.5MPa),使浆液(M20水泥砂浆)在压力条件下,较均匀地注入设计的坡面轮廓线以下(开挖后的新坡体)的浅层岩层裂隙中,凝聚成抗剪能力强的树根网状浆脉复合体。由此可减少开挖过程中振动波向开挖后的新坡体内传递,降低爆破和施工荷载对开挖边坡的扰动,实现开挖前对边坡体的超前加固。超前锚管注浆体强度达到设计强度的70%后方可进行边坡土方开挖施工。
2)在开挖过程中逐级采用开挖后锚固注浆加固结构(预应力锚固构件(锚杆或锚索))或微型抗滑桩进行柔性加固。预应力锚固构件施工中,边坡每开挖至在锚固设计位置处,钻第二注浆孔3,第二注浆孔3的深度至少穿过一组相邻互层岩层,对第二注浆孔进行注浆以形成抗剪能力强的树根网状浆脉复合体,使相邻互层岩层固结在一起;再逐根装上钢花管至孔底,对地下水位线以下区域加固时,宜采用湿法清理钻孔,即注入防崩解液(醇+无机盐)代替常用的清水,用高压风吹净钻孔,直至吹出防崩解液,以确保注浆时孔壁与防崩解液充分接触。再放入锚杆或锚索并按照常规方法进行后续锚固施工;对地下水位线以上区域加固时宜采用干法清孔,即对孔内锚固自由段外侧孔壁采用防崩解胶进行保护,以减少钻孔后孔洞附近岩体崩解软化,保障岩体自身自持能力。
3)建立坡面生态防护层进行柔性防护,对坡面浅岩存在遇水崩解软化的岩面采用防崩解胶进行喷涂,防止坡面软岩在边坡施工期内因反复日晒和降雨入渗产生崩解,同时易于实现客土喷播,减少边坡植被层土壤对红层岩的侵蚀。
4)每完成两层柔性锚固施工后,同步用柔性钢丝网进行坡面防护。根据坡面上锚固点相邻位置情况,设置单幅柔性钢丝绳网大小,从上至下同时横向逐幅挂网。每张绳网与四周预应力绳(与锚杆或锚索外露端设置的环套固定连接)间用缝合绳缝合连结并拉紧形成预应力绳,采用该预张拉工艺能使柔性网对坡面施以一定的法向预紧压力。
按照步骤1)~4)每完成一级边坡施工,对该级边坡进行客土喷播,进行生态防护。
5)当施工至坡脚处最后一级平台时,分别采用三根钢花管
Figure GDA0002731286100000141
先对未开挖的下边坡进行超前加固。一根钢花管垂直向下,另外两根管身与铅垂线的夹角依次增大,并偏向边坡,即最靠近路基的一根杆与路基平面14基本垂直,另外两根分别与坡角处的潜在滑动面15近似垂直。三根钢花管顶部用桩帽梁联结,形成微型抗滑桩,避免了常规抗滑桩开挖对边坡岩体的扰动,对坡脚起到柔性加固的作用。
按照步骤1)~5)完成最后一级边坡开挖与柔性加固与防护。最后在坡表进行底部边沟、平台边沟、及顶部截水沟的施工。
实施例1
参见附图1、2、3、4、5、6、7,一种红层岩质边坡柔性综合支护结构,所述柔性综合支护结构包括:开挖前超前注浆加固结构,开挖后锚固注浆加固结构,坡面法向预应力加固结构,微型抗滑桩;所述开挖前超前注浆加固结构是在开挖前对第一级边坡岩土钻制第一注浆孔1,第一注浆孔1沿竖直方向钻制,深度达到次一级边坡坡顶水平位置以下1~2m,并对第一注浆孔1高压注浆至设计的第一级边坡坡面轮廓线以下位置,以在第一级边坡坡面轮郭线以下的非开挖岩土中形成抗剪能力强的树根网状浆脉复合体;开挖后锚固注浆加固结构是在开挖后的坡面上向坡体中钻制第二注浆孔3,在第二注浆孔3 中插装锚杆4或锚索5并注浆的加固结构;坡面法向预应力加固结构是在露出坡面的相邻的锚杆4或锚索5端部之间设置预应力绳6,在预应力绳6围合的多边形中加挂柔性钢丝绳网7,使柔性钢丝绳网7 对坡面形成法向预紧压力,所述锚杆4或锚索5是指插装在第二注浆孔3中的锚杆4或锚索5;所述微型抗滑桩8是指设置在坡脚9、由三根抗滑杆801组成的抗滑桩,所述三根抗滑杆801一端固定连接且相互之间不平行;
第二注浆孔3的深度至少穿过一组相邻互层岩层,使注浆后固结形成的抗剪能力强的树根网状浆脉复合体将相邻互层岩层固结在一起;所述相邻互层岩层中的岩层是指泥质粉砂岩10、细砂岩11、泥岩12中的一种;
第二注浆孔3中插装有钢花管301,并注入由乙醇与Ca(OH)2组成的防崩解液,防崩解液中,乙醇体积分数为10%,钙离子浓度为0.8mol/L,PH值为10;对第二注浆孔3吹风,直至吹出防崩解液后注浆,最后将锚杆4或锚索5插入第二注浆孔3的浆液中进行锚固施工;
在坡面遇水崩解软化区域喷涂有防崩解涂层;在所述坡面法向预应力加固结构与坡面之间进行客土喷播,形成生态防护层13;
微型抗滑桩8中三根抗滑杆801一端固定连接,另一端在同一平面内相互呈一定夹角;且三根抗滑杆801中,最靠近路基的一根杆与路基平面14基本垂直,另外两根分别与坡角处的潜在滑动面15近似垂直;在相邻互层岩层交界面或地下水出露位置处,设置有反滤毛细排水管16进行坡体内部排水。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于:微型抗滑桩8中三根抗滑杆 801一端固定连接,另一端在不同平面内相互呈一定夹角;且三根抗滑杆801中,最靠近路基的一根杆与路基平面14基本垂直,另外两根分别与坡角处的潜在滑动面15近似垂直。
实施例3
一种红层岩质边坡柔性综合支护结构的施工方法,包括以下步骤:
第一步:开挖前超前注浆加固
根据红层边坡实地地质勘察结果,在边坡开挖前,对第一级边坡岩土钻制第一注浆孔1,第一注浆孔1沿竖直方向钻制,深度达到次一级边坡坡顶水平位置以下1~2m,第一注浆孔1内设有注浆钢花管,对第一注浆孔高压注浆至设计的坡面轮廓线2以下位置,以在设计的坡面轮廓线2以下的非开挖岩土中形成抗剪能力强的树根网状浆脉复合体,强化非开挖岩土;减少开挖施工对设计边坡的扰动;
第二步:边坡开挖:
待第一步的树根网状浆脉复合体强度达到设计强度的70%后,进行边坡土方开挖施工;边坡每10m设一级平台,对于每级平台从上至下分四次开挖;对坡面存在遇水崩解软化的岩面区域采用防崩解液进行喷涂,防止坡面软岩在边坡施工期内因反复日晒和降雨产生崩解;防崩解液中,乙醇体积分数为10%,钙离子浓度为0.8mol/L,PH值为10;
第三步:开挖后锚固注浆加固
在开挖后的坡面上向坡体中钻制第二注浆孔3,第二注浆孔3的深度至少穿过一组相邻互层岩层,对第二注浆孔进行注浆以形成抗剪能力强的树根网状浆脉复合体,使相邻互层岩层固结在一起,第二注浆孔3中插装有钢花管301,并注入由乙醇与Ca(OH)2组成的防崩解液,防崩解液中,乙醇体积分数为10%,钙离子浓度为0.8mol/L,PH 值为10;对第二注浆孔3吹风,直至吹出防崩解液后注浆,最后将锚杆4或锚索5插入第二注浆孔3中的浆液中进行锚固施工;
所述相邻互层岩层中的岩层是指泥质粉砂岩10、细砂岩11、泥岩12的一种;
第四步:坡面法向预应力加固
第三步完成后,对第二注浆孔3中露出坡面的相邻的锚杆4或锚索5端部之间设置预应力绳6,在预应力绳6围合的多边形中加挂柔性钢丝绳网7,使柔性钢丝绳网7对坡面形成法向预紧压力;在坡面进行客土喷播,客土喷播覆盖柔性钢丝绳网7,形成生态防护层13;在坡脚9设置微型抗滑桩8,所述微型抗滑桩8由三根抗滑杆801组成,所述三根抗滑杆801一端固定连接且相互之间不平行;在相邻互层岩层交界面或地下水出露位置处,设置反滤毛细排水管16进行坡体内部排水。

Claims (5)

1.一种红层岩质边坡柔性综合支护结构,其特征在于,所述柔性综合支护结构包括:开挖前超前注浆加固结构,开挖后锚固注浆加固结构,坡面法向预应力加固结构,微型抗滑桩;所述开挖前超前注浆加固结构是在开挖前对第一级边坡岩土钻制第一注浆孔,第一注浆孔沿竖直方向钻制,深度达到次一级边坡坡顶水平位置以下1~2m,并对第一注浆孔高压注浆至设计的第一级边坡坡面轮廓线以下位置,以在第一级边坡坡面轮郭线以下的非开挖岩土中形成抗剪能力强的树根网状浆脉复合体;开挖后锚固注浆加固结构是在开挖后的坡面上向坡体中钻制第二注浆孔,在第二注浆孔中插装锚杆或锚索并注浆的加固结构;坡面法向预应力加固结构是在露出坡面的相邻的锚杆或锚索端部之间设置预应力绳,在预应力绳围合的多边形中加挂柔性钢丝绳网,使柔性钢丝绳网对坡面形成法向预紧压力,所述锚杆或锚索是指插装在第二注浆孔中的锚杆或锚索;在所述坡面法向预应力加固结构与坡面之间进行客土喷播,形成生态防护层;所述微型抗滑桩是指设置在坡脚、由三根抗滑杆组成的抗滑桩,所述三根抗滑杆一端固定连接且相互之间不平行;微型抗滑桩中三根抗滑杆一端固定连接,另一端在同一平面内相互呈一定夹角,或一端固定连接,另一端在不同平面内相互呈一定夹角;路基平面设置在坡脚处,三根抗滑杆中,最靠近路基的一根杆与路基平面基本垂直,另外两根分别与坡角处的潜在滑动面近似垂直;第一注浆孔内设有注浆花管;第一注浆孔的轴线与次一级边坡坡顶平面基本垂直;第二注浆孔的深度至少穿过一组相邻互层岩层,使注浆后固结形成的抗剪能力强的树根网状浆脉复合体将相邻互层岩层固结在一起;在坡面遇水崩解软化区域喷涂有防崩解涂层。
2.根据权利要求1所述的一种红层岩质边坡柔性综合支护结构,其特征在于:所述相邻互层岩层中的岩层是指泥质粉砂岩、细砂岩、泥岩中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种红层岩质边坡柔性综合支护结构,其特征在于:第二注浆孔中插装有钢花管,并注入防崩解液,对第二注浆孔吹风,直至吹出防崩解液后注浆,最后将锚杆或锚索插入第二注浆孔的浆液中进行锚固施工。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种红层岩质边坡柔性综合支护结构,其特征在于:在相邻互层岩层交界面或地下水出露位置处,设置有反滤毛细排水管进行坡体内部排水。
5.一种红层岩质边坡柔性综合支护结构的施工方法,包括以下步骤:
第一步:开挖前超前注浆加固
根据红层边坡实地地质勘察结果,在边坡开挖前,对第一级边坡岩土钻制第一注浆孔,第一注浆孔沿竖直方向钻制,深度达到次一级边坡坡顶水平位置以下1~2m,第一注浆孔内设有注浆花管,对第一注浆孔高压注浆至设计的坡面轮廓线以下位置,以在坡面轮廓线以下的非开挖岩土中形成抗剪能力强的树根网状浆脉复合体,强化非开挖岩土;
第二步:边坡开挖:
待第一步的树根网状浆脉复合体强度达到设计强度的70%后,进行边坡土方开挖施工;
第三步:开挖后锚固注浆加固
在开挖后的坡面上向坡体中钻制第二注浆孔,第二注浆孔的深度至少穿过一组相邻互层岩层,对第二注浆孔进行注浆以形成抗剪能力强的树根网状浆脉复合体,使相邻互层岩层固结在一起;在第二注浆孔中插装有钢花管,并注入防崩解液,对第二注浆孔吹风,直至吹出防崩解液后注浆,最后将锚杆或锚索插入第二注浆孔中的浆液中进行锚固施工;
所述相邻互层岩层中的岩层是指泥质粉砂岩、细砂岩、泥岩中的一种;
第四步:坡面法向预应力加固
第三步完成后,对第二注浆孔中露出坡面的相邻的锚杆或锚索端部之间设置预应力绳,在预应力绳围合的多边形中加挂柔性钢丝绳网,使柔性钢丝绳网对坡面形成法向预紧压力;在坡面进行客土喷播,覆盖柔性钢丝绳网,形成生态防护层;在坡脚设置微型抗滑桩,所述微型抗滑桩由三根抗滑杆组成,所述三根抗滑杆一端固定连接且相互之间不平行;在相邻互层岩层交界面或地下水出露位置处,设置反滤毛细排水管进行坡体内部排水。
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