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摘要:高陡边坡上的天然岩因长期受雨水冲刷和风化的作用,岩体容易失稳而导致塌方、滑坡、崩塌等地质灾害,对边坡下建筑物及公路等都造成不安全隐患。这类危岩处理时,要考虑周边复杂环境的影响,施工难度极大。文章重点介绍了被动拦石网防护+预裂松动爆破+人工清危相结合的危岩处理方案,可供同行在今后的施工实践中加以应用。
关键字:高陡边坡,危岩处理,处理方案。
中图分类号:U213.1+3 文献标识码:A 文章编号:
1.工程概况
林家崖危岩、滑坡位于西宁市城东区林家崖村北侧的斜坡地带。该区崩塌、滑坡等地质灾害时有发生,严重影响林家崖地区人民生命财产安全。危岩是林家崖地区危害最为严重的地质灾害之一,该区域危岩灾害由于位置高、坡度陡,治理难度较大。根据勘察报告,林家崖滑坡区600m范围内共分布有大小危岩体14块,总体积6.01×104m3,本工程对需处理的9处共11块危岩体进行治理,危岩体体积16096 m3 。
区内危岩体在暴雨或地震的作用下,危岩体处于欠稳定状态。危岩体所在斜坡岩层近水平,斜坡整体处于稳定状态,主要表现为斜坡顶部前缘岩体受风化、卸荷及结构面切割,局部危岩体可能发生崩塌,从而危及斜坡下部居民生命财产安全及泮子山公路交通和行人的安全。
2.施工方案
由于大部分危岩位置高陡,可采用人工配合小型机械进行清除为主。但在工程难度最大的W6-1、W6-2危岩治理中,危岩体具有施工难度大、施工危险性高,如无辅助措施人员无法靠近,为保证施工与附近居民安全,该处危岩治理拟采用:被动拦石网防护+预裂松动爆破+人工清危方案。
3.施工方法、工艺
3.1被动拦石网防护施工
1)清除坡面防护区域内威胁施工安全的浮土及浮石,对不利于施工安装和影响系统安装后正常功能发挥的局部地形(局部堆积体和凸起体等)进行适当修整;
2)放线测量确定锚杆孔位(根据地形条件,孔间距可有0.3m的调整量),在孔间距允许的调整量范围内,尽可能在低凹处选定锚杆孔位;对非低凹处或不能满足系统安装后尽可能紧贴坡面的锚杆孔(一般连续悬空面积不得大于5m ,否则宜增设长度不小于0.5m的局部锚杆,该锚杆可采用直径不小于Φ12的带弯 钩的钢筋锚杆或直径不小于2Φ12的双股钢绳锚杆),应在每一孔位处凿一深度不小于锚杆外露环套长度的凹坑,一般口径20cm,深20cm;
3)按设计深度钻凿锚杆孔并清孔,孔深应大于设计锚杆长度5cm~10cm,孔径不小于Φ42;当受凿岩设备限制时,构成每根锚杆的两股钢绳可分别锚入两个孔径不小于Φ35的锚孔内,形成人字形锚杆,两股钢绳间夹角为15°~30°,以达到同样的锚固效果;当局部孔位处因地层松散或破碎而不能成孔时,可以采用断面尺寸不小于0.4×0.4m的C15砼基础置换不能成孔的岩土段;
4)注浆并插入锚杆,采用标号不低于M20的水泥砂浆,宜用灰砂比1:1~1.2、水灰比0.45~0.50的水泥砂浆或水灰比0.45~0.50的纯水泥浆,水泥宜用42.5普通硅酸盐水泥,优先选用粒径不大于3mm的中细砂,确保浆液饱满,在进行下一道工序前注浆体养护不少于三天;
5)安装纵横向支撑绳,张拉紧后两端各用2~4个(支撑绳长度小于15m时为2个,大于30m时为4个,其间为3个)绳卡与锚杆外露环套固定连接;
6)从上向下铺挂格栅网,格栅网间重叠宽度不小于5cm,两张格栅网间以及必要时格栅网与支撑绳间用 Φ1.5铁丝进行扎结,当坡度小于45°时,扎结点间距一般不得大于2m,当坡度大于45°时,扎结点间距一般不得大于1m
7)从上向下铺设钢绳网并缝合,缝合绳为Φ8钢绳,每张钢绳网均用一根长约31m的缝合绳与四周支撑绳进行缝合并预张拉,缝合绳两端各用两个绳卡与网绳进行固定联结。
3.2 临时缓冲平台
W6号危岩下边坡度较陡,达到40-45°,清理掉落时在坡面将形成滚动加速,对下部防护工程形成较大的冲击力。在危岩下部边坡面清理,利用机械挖设形成宽7-8m的缓冲平台以缓解落石冲击力,平台边坡按坡度1:0.75挖设。
开挖前,首先核对地质资料,开挖后如发现与地质资料不符时,及时反馈设计和监理单位。同时做好坡顶防排水设施,开挖区临时排水设施与永久性排水设施相结合,并与原排水系统顺接,对影响边坡稳定的地表水和地下水及时采取措施引排,并在的坡面设置排水坡,以利排水。开挖前对坡顶、坡面的危石、裂缝等其它不稳定情况进行检查,开挖过程中派专人随时巡查,保证施工安全。
开挖按设计边坡自上而下分层进行,合理安排运土通道与掘进工作面的位置及施工顺序,做到运土、排水、挖掘、防护互不干扰,确保开挖顺利进行,保持边坡平顺,平台宽度满足设计要求,开挖时谨防挖断岩层,并尽量采取防止振动的措施,减少扰动。
3.3预裂松动爆破
3.3.1钻孔作业
(1) 布孔和对位
1)钻眼前应确定断面中线和断面轮廓。由技术人员按照爆破设计的孔距和排距量测布孔,尤其对边炮孔和光爆孔量测必须准确,炮孔位置用红油漆标定。2)钻眼前将炮眼周边土石清除干净,认真检查打眼工具和设备的质量,确保状态良好。3)当开挖面凹凸不平时,按实际情况调整炮眼深度,力求所有炮眼(除掏槽眼外)眼底在同一水平面上。4)每孔打完后,必须量测孔深,确保设计深度,尤其不能浅钻。5)钻眼完毕,按炮跟布置图进行检查并做好记录,不符合要求的炮眼立即处理。6)对位按先难后易、先边后中、先前后后的顺序避免钻孔挤坏。对位要求必须按桩位,钻孔困难地段对孔误差不超过0.2 米,钻孔对正位置保证准确, 保证钻机作业平稳。
(2)钻孔
1)钻孔施作人员要掌握操作要领, 熟悉土层、岩层性质;2)钻孔基本要求: 孔口要完整、孔壁要光滑、保证顺利排碴;3)基本钻孔方法:软岩慢打、硬岩快打。
(3)炮孔检查
1)孔位是否符合设计要求;2)孔深够不够, 浅孔用炮棍检查, 深孔用重锤测尺检查。发现有卡孔时,浅孔可用炮棍清理,深孔用重锤反复冲击障碍物清理炮孔,无效时可用钻机清孔或重新打孔。超深的孔应回填到位,浅孔应用风、水吹到设计孔深,吹不到设计孔深的应用钻机加深或重新钻孔,对倾斜孔还应检查倾斜度是否符合设计要求;3)对水孔应将孔内积水排净,排不净时,必须用抗水炸药;4)发现有不合设计要求者,应采取补孔、重新设计装药结构等办法进行补救。
3.3.2 装药
(1)严格计算装药量,对于钻孔松动控制爆破,在环境复杂的条件下,要求不产生飞石现象, 每个炮孔的装药量应按接近内部作用药包计算,达到爆破的岩石松动而不飞散、开裂而不滑塌。严格按设计装药,严禁多装药。
(2)装药方法
炮棍装药: 炮棍一般用木棍、竹竿或塑料制作, 不许用铁棍,直径比炮孔小10~ 20 毫米,以便给出孔线( 电线、导火索、导爆索)留有空隙。在装药过程中要获得良好的装填质量,一次只能压装一个药卷,若一次装多个药卷,装药空隙就会大,装药质量变差,不允许直接捣固起爆药包。
3.3.3堵塞
当炮孔有水时,必须把水清除干净,才能进行回填堵塞,否则成为饱和土起不到堵塞作用极容易出现“ 冲炮”, 产生的飞石过远。炮孔回填堵塞必须有足够的长度,为了抑制飞石的出现,最好堵塞长度L 大于等于W(B)“ 实际抵抗线( 排距)”, 但L 长度不得小于0.7W(B), 回填堵塞介质应是含有一定水分的土( 严禁采用石块堵塞),含水量多少是以手攥成团、手握松散为标准。回填堵塞时要边回填、边用炮棍捣固,绝不能把土回填到炮孔口处再捣固降低回填堵塞质量。
3.3.4起爆网路
起爆网路设计:为了确保路堑边坡的稳定和附近民房、设备等的安全,放炮时必须考虑爆破振动的影响,切忌“ 万炮齐鸣”。在控制爆破施工中,采用塑料導爆管非电起爆系统,孔内微差与孔外微差起爆网路相结合, 雷管段别采用的原则是孔内高段位、孔外低段位。使用塑料导爆管、非电起爆系统、毫秒雷管微差起爆,同一台阶的预裂炮孔最先起爆,最靠近线路的一排炮孔较其它炮孔延~50ms(跳段)起爆,同一台阶的前排炮孔先起爆(跳段)。上层预裂孔也可与下层后排主炮孔同段起爆。
炮孔的起爆顺序所遵循的原则是:先响里侧炮孔,再响外侧炮孔。
起爆网路的施工:严格按设计网路安装。关键爆破必须进行起爆网路试爆,试验场地选择安全平坦的地方。检查网路的起爆性能,避免出现盲爆。
3.4人工配合小型机械清危
在危岩两侧搭设人工钻孔施工平台并设置栏杆、安全网等安全防护措施;按0.5m的间距在石块上用手持风钻打直径为35mm的钻孔;将水和膨胀剂按照1:3的比例拌匀,慢慢灌入孔内;在岩石上罩钢丝绳防护网,防止开裂后的岩石滚落;石块自然开裂后,利用小型机械挖除刷坡,并运至弃土场或石材改小用于浆砌片石和片石砼施作。
4.结语
对高陡危岩的治理中,危岩体具有施工难度大、施工危险性高,应采用辅助措施来保证施工与附近居民安全,该处危岩治理拟采用:被动拦石网防护+预裂松动爆破+人工清危方案。施工过程中应对坡顶、坡面的危石、裂缝等其它不稳定情况进行检查,开挖过程中派专人随时巡查,保证施工安全。
参考文献
[1]董好刚.三峡库区云阳至江津段崩塌发育及破坏特征分析 [J];人民长江.2009年21期
[2]李军.汉中市南郑县某危岩体研究与治理[J];鸡西大学学报;2011年11期
关键字:高陡边坡,危岩处理,处理方案。
中图分类号:U213.1+3 文献标识码:A 文章编号:
1.工程概况
林家崖危岩、滑坡位于西宁市城东区林家崖村北侧的斜坡地带。该区崩塌、滑坡等地质灾害时有发生,严重影响林家崖地区人民生命财产安全。危岩是林家崖地区危害最为严重的地质灾害之一,该区域危岩灾害由于位置高、坡度陡,治理难度较大。根据勘察报告,林家崖滑坡区600m范围内共分布有大小危岩体14块,总体积6.01×104m3,本工程对需处理的9处共11块危岩体进行治理,危岩体体积16096 m3 。
区内危岩体在暴雨或地震的作用下,危岩体处于欠稳定状态。危岩体所在斜坡岩层近水平,斜坡整体处于稳定状态,主要表现为斜坡顶部前缘岩体受风化、卸荷及结构面切割,局部危岩体可能发生崩塌,从而危及斜坡下部居民生命财产安全及泮子山公路交通和行人的安全。
2.施工方案
由于大部分危岩位置高陡,可采用人工配合小型机械进行清除为主。但在工程难度最大的W6-1、W6-2危岩治理中,危岩体具有施工难度大、施工危险性高,如无辅助措施人员无法靠近,为保证施工与附近居民安全,该处危岩治理拟采用:被动拦石网防护+预裂松动爆破+人工清危方案。
3.施工方法、工艺
3.1被动拦石网防护施工
1)清除坡面防护区域内威胁施工安全的浮土及浮石,对不利于施工安装和影响系统安装后正常功能发挥的局部地形(局部堆积体和凸起体等)进行适当修整;
2)放线测量确定锚杆孔位(根据地形条件,孔间距可有0.3m的调整量),在孔间距允许的调整量范围内,尽可能在低凹处选定锚杆孔位;对非低凹处或不能满足系统安装后尽可能紧贴坡面的锚杆孔(一般连续悬空面积不得大于5m ,否则宜增设长度不小于0.5m的局部锚杆,该锚杆可采用直径不小于Φ12的带弯 钩的钢筋锚杆或直径不小于2Φ12的双股钢绳锚杆),应在每一孔位处凿一深度不小于锚杆外露环套长度的凹坑,一般口径20cm,深20cm;
3)按设计深度钻凿锚杆孔并清孔,孔深应大于设计锚杆长度5cm~10cm,孔径不小于Φ42;当受凿岩设备限制时,构成每根锚杆的两股钢绳可分别锚入两个孔径不小于Φ35的锚孔内,形成人字形锚杆,两股钢绳间夹角为15°~30°,以达到同样的锚固效果;当局部孔位处因地层松散或破碎而不能成孔时,可以采用断面尺寸不小于0.4×0.4m的C15砼基础置换不能成孔的岩土段;
4)注浆并插入锚杆,采用标号不低于M20的水泥砂浆,宜用灰砂比1:1~1.2、水灰比0.45~0.50的水泥砂浆或水灰比0.45~0.50的纯水泥浆,水泥宜用42.5普通硅酸盐水泥,优先选用粒径不大于3mm的中细砂,确保浆液饱满,在进行下一道工序前注浆体养护不少于三天;
5)安装纵横向支撑绳,张拉紧后两端各用2~4个(支撑绳长度小于15m时为2个,大于30m时为4个,其间为3个)绳卡与锚杆外露环套固定连接;
6)从上向下铺挂格栅网,格栅网间重叠宽度不小于5cm,两张格栅网间以及必要时格栅网与支撑绳间用 Φ1.5铁丝进行扎结,当坡度小于45°时,扎结点间距一般不得大于2m,当坡度大于45°时,扎结点间距一般不得大于1m
7)从上向下铺设钢绳网并缝合,缝合绳为Φ8钢绳,每张钢绳网均用一根长约31m的缝合绳与四周支撑绳进行缝合并预张拉,缝合绳两端各用两个绳卡与网绳进行固定联结。
3.2 临时缓冲平台
W6号危岩下边坡度较陡,达到40-45°,清理掉落时在坡面将形成滚动加速,对下部防护工程形成较大的冲击力。在危岩下部边坡面清理,利用机械挖设形成宽7-8m的缓冲平台以缓解落石冲击力,平台边坡按坡度1:0.75挖设。
开挖前,首先核对地质资料,开挖后如发现与地质资料不符时,及时反馈设计和监理单位。同时做好坡顶防排水设施,开挖区临时排水设施与永久性排水设施相结合,并与原排水系统顺接,对影响边坡稳定的地表水和地下水及时采取措施引排,并在的坡面设置排水坡,以利排水。开挖前对坡顶、坡面的危石、裂缝等其它不稳定情况进行检查,开挖过程中派专人随时巡查,保证施工安全。
开挖按设计边坡自上而下分层进行,合理安排运土通道与掘进工作面的位置及施工顺序,做到运土、排水、挖掘、防护互不干扰,确保开挖顺利进行,保持边坡平顺,平台宽度满足设计要求,开挖时谨防挖断岩层,并尽量采取防止振动的措施,减少扰动。
3.3预裂松动爆破
3.3.1钻孔作业
(1) 布孔和对位
1)钻眼前应确定断面中线和断面轮廓。由技术人员按照爆破设计的孔距和排距量测布孔,尤其对边炮孔和光爆孔量测必须准确,炮孔位置用红油漆标定。2)钻眼前将炮眼周边土石清除干净,认真检查打眼工具和设备的质量,确保状态良好。3)当开挖面凹凸不平时,按实际情况调整炮眼深度,力求所有炮眼(除掏槽眼外)眼底在同一水平面上。4)每孔打完后,必须量测孔深,确保设计深度,尤其不能浅钻。5)钻眼完毕,按炮跟布置图进行检查并做好记录,不符合要求的炮眼立即处理。6)对位按先难后易、先边后中、先前后后的顺序避免钻孔挤坏。对位要求必须按桩位,钻孔困难地段对孔误差不超过0.2 米,钻孔对正位置保证准确, 保证钻机作业平稳。
(2)钻孔
1)钻孔施作人员要掌握操作要领, 熟悉土层、岩层性质;2)钻孔基本要求: 孔口要完整、孔壁要光滑、保证顺利排碴;3)基本钻孔方法:软岩慢打、硬岩快打。
(3)炮孔检查
1)孔位是否符合设计要求;2)孔深够不够, 浅孔用炮棍检查, 深孔用重锤测尺检查。发现有卡孔时,浅孔可用炮棍清理,深孔用重锤反复冲击障碍物清理炮孔,无效时可用钻机清孔或重新打孔。超深的孔应回填到位,浅孔应用风、水吹到设计孔深,吹不到设计孔深的应用钻机加深或重新钻孔,对倾斜孔还应检查倾斜度是否符合设计要求;3)对水孔应将孔内积水排净,排不净时,必须用抗水炸药;4)发现有不合设计要求者,应采取补孔、重新设计装药结构等办法进行补救。
3.3.2 装药
(1)严格计算装药量,对于钻孔松动控制爆破,在环境复杂的条件下,要求不产生飞石现象, 每个炮孔的装药量应按接近内部作用药包计算,达到爆破的岩石松动而不飞散、开裂而不滑塌。严格按设计装药,严禁多装药。
(2)装药方法
炮棍装药: 炮棍一般用木棍、竹竿或塑料制作, 不许用铁棍,直径比炮孔小10~ 20 毫米,以便给出孔线( 电线、导火索、导爆索)留有空隙。在装药过程中要获得良好的装填质量,一次只能压装一个药卷,若一次装多个药卷,装药空隙就会大,装药质量变差,不允许直接捣固起爆药包。
3.3.3堵塞
当炮孔有水时,必须把水清除干净,才能进行回填堵塞,否则成为饱和土起不到堵塞作用极容易出现“ 冲炮”, 产生的飞石过远。炮孔回填堵塞必须有足够的长度,为了抑制飞石的出现,最好堵塞长度L 大于等于W(B)“ 实际抵抗线( 排距)”, 但L 长度不得小于0.7W(B), 回填堵塞介质应是含有一定水分的土( 严禁采用石块堵塞),含水量多少是以手攥成团、手握松散为标准。回填堵塞时要边回填、边用炮棍捣固,绝不能把土回填到炮孔口处再捣固降低回填堵塞质量。
3.3.4起爆网路
起爆网路设计:为了确保路堑边坡的稳定和附近民房、设备等的安全,放炮时必须考虑爆破振动的影响,切忌“ 万炮齐鸣”。在控制爆破施工中,采用塑料導爆管非电起爆系统,孔内微差与孔外微差起爆网路相结合, 雷管段别采用的原则是孔内高段位、孔外低段位。使用塑料导爆管、非电起爆系统、毫秒雷管微差起爆,同一台阶的预裂炮孔最先起爆,最靠近线路的一排炮孔较其它炮孔延~50ms(跳段)起爆,同一台阶的前排炮孔先起爆(跳段)。上层预裂孔也可与下层后排主炮孔同段起爆。
炮孔的起爆顺序所遵循的原则是:先响里侧炮孔,再响外侧炮孔。
起爆网路的施工:严格按设计网路安装。关键爆破必须进行起爆网路试爆,试验场地选择安全平坦的地方。检查网路的起爆性能,避免出现盲爆。
3.4人工配合小型机械清危
在危岩两侧搭设人工钻孔施工平台并设置栏杆、安全网等安全防护措施;按0.5m的间距在石块上用手持风钻打直径为35mm的钻孔;将水和膨胀剂按照1:3的比例拌匀,慢慢灌入孔内;在岩石上罩钢丝绳防护网,防止开裂后的岩石滚落;石块自然开裂后,利用小型机械挖除刷坡,并运至弃土场或石材改小用于浆砌片石和片石砼施作。
4.结语
对高陡危岩的治理中,危岩体具有施工难度大、施工危险性高,应采用辅助措施来保证施工与附近居民安全,该处危岩治理拟采用:被动拦石网防护+预裂松动爆破+人工清危方案。施工过程中应对坡顶、坡面的危石、裂缝等其它不稳定情况进行检查,开挖过程中派专人随时巡查,保证施工安全。
参考文献
[1]董好刚.三峡库区云阳至江津段崩塌发育及破坏特征分析 [J];人民长江.2009年21期
[2]李军.汉中市南郑县某危岩体研究与治理[J];鸡西大学学报;2011年11期