地质灾害治理工程施工技术

地质灾害治理工程施工技术湖北地矿建设工程集团陈少平地质灾害治理施工应关注的几个方面•对治理的地质灾害体应熟悉了解•施工过程中的监测•尽量减少对地质灾害体的扰动和破坏•施工安全措施:地质灾害体安全稳定和施工安全•环境适应及文明施工•分部分项工序安排•现场交通及材料组织抡险汽车滑坡裂缝抗滑桩削方减载锚索格构护坡挡土墙排水千将坪滑坡抗滑桩构造要求•抗滑桩是滑坡治理常用的方法之一，多布置在滑坡体中下部的阻滑段，或布置在受保护对象的下部。•抗滑桩一般排状布置，桩轴线与滑坡的主滑方向垂直，为单排或多排，桩深依滑面的埋深变化，桩深一般中间深，两侧浅，剖面上呈锅状。•桩的排数、截面尺寸以及钢筋布置是根据滑坡推力确定的，滑坡推力大时其截面尺寸大，钢筋布置也较多，桩身混凝土强度C30。抗滑桩构造要求•钢筋按受弯梁布置，根据截面抵抗矩大小决定布筋，钢筋主要有三种：受力主筋、腰筋及箍筋。•受力主筋沿桩的短边方向双向布置；主筋直径φ20—φ40，为一排或多排，可通长布置，也可分段布置；腰筋一般为构造配筋，直径相对较小，间距较稀；箍筋一般为单肢箍，也有采用多肢筋。抗滑桩施工方法•抗滑桩采用人工挖孔法施工，桩间隔跳挖，不能通槽施工。挖孔桩投入劳动力较多，施工机械简单，劳动强度较大，安全施工很重要。•施工工序包括放轴线定桩位、平整场地、锁口梁施工、桩护壁、桩孔开挖、钢筋笼制安、桩身混凝土浇灌、桩间挡板浇灌等。抗滑桩现场抗滑桩现场桩定位及平整场地•按设计图测量定位桩轴线及桩位，设计总平面布置图标注了测量坐标引点的位置，在桩平面布置图上标注了每根桩的坐标，包括平面坐标和桩顶高程，也标注了桩轴线方位，按设计测量定位后，要进行实地地形地物查对。•场地平整包括桩位处的施工场地、运输道路、混凝土搅拌及钢筋加工场地平整。要有足够的施工操作面，运输道路包括桩间通道、弃土通道和材料混凝土运输通道等，混凝土搅拌和钢筋加工场地应考虑原材料的堆放。锁口梁及挖孔护壁•挖孔桩锁口梁可保护孔口防止变形，锁口梁上设防护栏，搭盖遮阳防雨蓬。•护壁混凝土强度C15-C25，厚度一般20cm，分段高度1-1.5m，配筋ф10-ф16，钢筋间距200－500mm，在桩孔开挖后要及时支模及浇注混凝土。由于护壁厚度较薄，一般采用细石混凝土，如要加快拆模进度，混凝土中要加早强剂。锁口梁施工支模桩孔护壁桩孔开挖及护壁桩孔开挖•桩孔采用人工开挖，提升架提土，提升架要设自动卡紧制动装置。•开挖过程中要随时观察记录岩土变化，绘制桩周壁地质素描图，要特别关注滑面埋深，如滑面埋深与设计确定的深度不一致时，要及时通知设计方，以便对桩深进行调整。•入岩嵌固段采用爆破开挖，一般采用松动爆破，对不同的岩石和开挖尺寸，要制定相应的爆破方案。•遇到地下水，要及时进行排水，地下水不大时，可用提桶或泵直接排干。桩孔大量涌水导致施工困难时，应制定专门的疏排水方案，可用降水井疏干周边地下水。桩孔开挖滑带浅井中滑带钻孔中滑带平洞中滑面钢筋笼制安•抗滑桩钢筋笼可采用孔内制安或地面制安后吊装，由于钢筋配置多，地面制作后吊装困难，目前多采用孔内制安的方法。•钢筋接头一般采用闪光对焊焊接，钢筋布置要严格按设计图，要注意受力筋的位置，悬臂桩主受力侧在滑坡后缘面，锚拉桩上部有负弯矩，锚拉力较大时负弯矩侧布筋也较多。桩钢筋桩钢筋配制钢筋笼混凝土浇注•抗滑桩截面大，混凝土浇注量也大，达数十方至数百方，原材料供应必须要有保障，要将一根桩的所有原材料进场备齐后才能开始浇注。•抗滑桩混凝土强度C30，塌落度4－6CM；混凝土配比要经现场取样试验室配比确定。•在混凝土浇注前要排干桩底的积水，如桩壁及桩底涌水量较大，排水较困难时，应先采取降水措施，浇注混凝土过程中出现涌水可能导致混凝土离析。•混凝土要用串筒浇注，串筒距浇注面的高度要不大于2m，每浇注0.5M要采用振捣棒进行振捣，注意钢筋密布处混凝土的充填，保证混凝土密实。砼振捣施工抗滑桩施工机械•机械类型作用•提升井架挖孔岩土的垂直运输•砼搅拌机桩孔砼搅拌•凿岩机空压机岩石开挖•鼓风机桩孔送风•潜水泵桩孔排水•钢筋切割机钢筋切割•钢筋对焊机钢筋焊接挖孔及护壁施工要点•抗滑桩揭露的岩土层有滑体、滑带及滑床，地层复杂多变：滑体一般为土石混合体，上部土石比较高，下部土石比较低；滑带常为可软塑状的粘性土，滑床多为基岩。在桩孔开挖前应仔细分析地质资料，对不同的桩段采用不同的施工方法。•挖孔工序十分重要，是控制抗滑桩施工的关键工序。在滑体中从上往下逐段用镐锹挖掘，坚硬土层用锤钎破碎。滑床基岩需要爆破时，应采用浅眼爆破法，严格控制炸药用量，并在炮眼附近加强支撑和保护，防止震塌孔壁。挖孔及护壁施工要点•无论是土层还是岩层，均采用先中部，后边部的顺序，逐段将桩孔修整至设计的尺寸。•护壁起防塌和防水两种作用，应保证一定的强度和密实性，不同深度不同岩土状态的孔壁有特定的围限压力，如软可塑状的粘性土与硬塑状粘性土的围压力差别很大，除应满足设计的护壁厚度和强度外，还应根据实际的土性条件进行计算复核。在基岩中常采用较薄的护壁就能满足安全要求。抗滑桩地下水处理•挖孔桩一般不适宜在地下水位以下施工，但三峡库区大量抗滑桩设置在库水位附近，遇地下水丰富、渗水涌水较大时，除保证护壁密实防水外，可采取的措施有：少量渗水可在孔内挖小集水坑，随挖土泥水一同吊出；渗水较大时，可在桩孔内挖较深集水井，用小潜水泵将地下水排出；涌水很大时，要另设降水井，先降水后挖孔施工。抗滑桩施工安全•人工挖孔桩是一种非安全的施工方法，易于发生伤亡事故，最常见的事故是提升过程中产生坠落，其他的事故有护壁失稳、涌水涌土、有毒气体等。挖孔桩施工要设专职安全员，时刻关注孔内状态，确保施工安全。抗滑桩施工监测•抗滑桩挖孔施工将暂时破坏滑坡体的整体性和完整性，降低滑坡的稳定状态。在挖孔桩施工期，要对施工安全进行监测，以判断滑坡稳定状态并指导施工，调整施工安排及进度。•施工安全监测点要布置在滑坡稳定性差、工程施工扰动大的部位，常用的方法是地面位移监测。对于稳定较差的滑坡，专人的每天巡查简单直观，巡查的范围应包括施工所有影响区。抗滑桩施工质量控制•抗滑桩的质量控制主要有三点：即嵌固段深度、受力主钢筋位置及连接、混凝土强度。•一般抗滑桩嵌固段深度：悬臂桩约为桩长的三分之一，锚固桩约为桩长的四分之一，设计师确定的滑面埋深是大致的，实际挖孔过程中能对滑面埋深做出准确判断，并依据设计师确定的计算原则定出实际嵌固深度。抗滑桩施工质量控制•抗滑桩主筋一般为不对称布筋，受拉力面布筋较多，受压力面布筋较少，主筋连接很重要，现多采用焊接方法，宜采用粗钢筋连接新技术，如泠挤压连接技术、套筒连接技术等。•桩身混凝土强度应满足设计要求，影响混凝土强度的主要因素有原材料质量、施工配合比、混凝土施工过程控制。微型后压浆桩•是微型钻孔桩与后压浆技术结合形成的复合抗滑体.通过在微型桩中预先埋置压注器,在微型桩砼达到一定的强度后,经压注器在指定的桩段压注水泥浆液或其他固结液,渗透到滑带等软弱夹层中,形成微型桩,水泥固结体和天然地层三相的复合抗滑结构•微型后压浆抗滑桩的应用优势:在滑带及软弱夹层已知,或滑带埋深较大、挖孔抗滑桩施工困难,及地下水位以下时微型后压浆桩结构构造•微型钻孔桩•直径:200—400mm•深度:进入滑带或软弱夹层之下一定深度,如3-5m•砼强度:C25-35•构造:厚壁钢管或钢筋笼•成孔:气动潜孔锤或回转钻机微型后压浆桩结构构造•后压浆布置•压注器:可设定一个或多个•压注器间距:计算确定,一般2-5m•水泥比:0.4-1.0•水泥类型:Po42.5MPa•浆压:1-10MPa•注浆量:按体积置换率计算•固结体强度:2-5MPa微型桩成孔削方减载•滑坡削方•推移式滑坡的推力主要来自滑坡的后缘。削方治理就是挖除形成不稳定滑坡的推移体，减少滑坡推力使滑坡稳定。•高边坡削方•一般指危岩体削方，高边坡切坡不当常形成危岩体，削除危岩体以达到边坡稳定。滑坡堆载反压•反压适宜于牵引式滑坡治理，在牵引滑坡的前缘剪出口进行回填反压，能迅速改善滑坡体稳定状态。削方减载运土法•在坡面较缓，削方区和回填区距离较远时，应选择运土法，削方区挖土机或装载机挖土，汽车运土至回填区。•运土道路要提前规划修筑，其坡率、路宽、回转半径都应达到安全行驶要求。•根据削方量及工期要求，合理安排挖土机和运输汽车的搭配，一般单台挖土机一天可挖掘800-1500M3，单台挖掘机配合的汽车数量应根据运距和汽车载量确定。挖推法•运距不大，坡面较陡时应采用挖推法，用挖土机开挖坡面及坡面整形，推土机推运土。挖推法效率高，开挖施工受天气影响不大，施工机械平行作业，施工工期效短，施工成本相对较低。石榴树包滑坡削方滑坡削方推挖施工推挖施工推挖施工推挖施工削方平台及马道滑坡削方后效果削方效果爆破法•坡面较陡的基岩削方采用爆破法，主要用于高边坡的危岩削方，爆破方法视基岩强度及危岩体体积而定，一般有整体爆破、松动爆破、光面爆破等：整体爆破适宜大体积硬岩爆破，一次装药量大，爆破量大；光面爆破也适宜硬岩，可以使坡面一次成形，爆破工艺要求较高。崩滑体清方危岩体削方黄家大沟清方前黄家大沟削坡过程中黄家大沟高边坡削方后回填反压削方施工注意•回填反压区一般在滑坡前缘、滑坡剪出口以及地形低凹的沟谷地带，回填施工的关键是分层压实，采用碾压机或推土机分层碾压，分层厚度一般20—50cm，如集中回填也可用强夯进行加固处理，回填土的压实度一般要求达到90—95%，应分层分区跟踪取样检测。•削方要遵循由上至下的顺向开挖，不得先下后上，否则开挖区不稳定造成新的滑移。施工过程中要做好临时排水措施，开挖面上部要设截水沟，开挖面要有临时的排水沟。回填反压现场土方削坡方法选择•滑坡削方的方法有三种：即挖推法、汽车转运法和铲运法：挖推法适宜于弃土场地直接位于削方区下部，边坡坡角在2５度以上，推土运距一般在100M之内，这时用挖推法效率最高，也最为经济；在运距超过1000M，地形相对较缓时，则使用汽车转运；地表起伏不大，运距在1000M之内时，铲运法是合适的选择。弃方处理及填方压实•削坡的弃土应堆放的指定的位置，弃土应堆放稳定，避免对周围的建构筑物及其他任何设施产生干扰或损坏，避免对环境造成污染。•对需要压实的填土，应控制最优含水量，从下向上分层分段压实，并控制其压实系数达到设计要求。在采用机械碾压时，要控制虚铺厚度和碾压遍数，经试验检测合格后方可实施。爆破的保护措施及安全监测•石方爆破宜以小型及松动爆破为主，不得过量爆破，应确定爆破的危险区，并采取有效措施防止人员、建构筑物受到危害。在危险区边界设置明显标志，专人看守防止人员进入。•削方作业要保持开挖边坡的稳定，不得对原有坡体的稳定性有任何损坏。削方中，应在开挖边坡的周边建立位移监测网，进行地面巡查，确保安全施工。聚集坊危岩体削方引起崩塌削方引起边坡滑移滑移1削方引起滑移锚索桩锚索•桩锚索是锚索应用最多的一种结构，在抗滑桩较深，滑坡推力和桩承受的弯矩较大，采用悬臂桩难以达到要求时，锚拉抗滑桩是合理的选择。•桩锚索以抗滑桩桩头为紧固头，锚固段为滑坡的滑床，锚固段长度依锚拉力和岩石的粘结力计算确定，自由段为锚索穿越滑坡体段的长度。格构锚索单锚结构•格构锚索用于滑坡和不稳定库岸治理，格构作为锚头的紧固头，格构采用截面较大的钢筋混凝土梁，在锚头处格构截面可加大加厚。•单锚结构用于高边坡危岩体的治理，岩体一般为硬岩，自由段为危岩体段，锚固段为稳定基岩，锚头采用锚定板，为钢筋混凝土厚板，边长0.5－1.0m。格构锚索锚索加固危岩体链子崖锚索头链子崖锚固锚索的锚定板锚索构造•锚索一般采用7φ5钢绞线，根据锚拉力确定锚索钢铰线根数,锚孔直径一般φ１０0～φ150，孔径取决于钢绞线根数及锚固段岩体性态，一般7根钢绞线孔径φ100，11根钢绞线孔径φ120，15根钢绞线孔径φ150。•自由段锚索可自由滑动，锚索包裹在PVC管中，管内注满防腐蚀油膏，锚固段锚索由定位环固定，定位环间距一般2M，扩张环和收缩环间隔布置。锚索施工机械•常用机械:锚索钻机,注浆