【摘要】長期以來，由于受澀寧蘭天然氣管線沿線的濕陷性黃土山體病害的影響，使沿線天然氣管線的正常運(yùn)行存在著嚴(yán)重的事故隱患；本文通過介紹在咸水溝口首次利用錨桿擋土墻技術(shù)成功的對(duì)該段山體病害進(jìn)行治理的實(shí)例；闡明了錨桿擋土墻技術(shù)在石油、天然氣管線山體病害治理中應(yīng)用的可行性和有效性。
1.引言
我國西北地區(qū)山區(qū)面積分布較廣，而且自然土體多以濕陷性黃土為主。由于地震、強(qiáng)降雨、人為修坡等因素都將造成山體邊坡失穩(wěn)，甚至?xí)鸹?、泥石流等地質(zhì)自然災(zāi)害，現(xiàn)實(shí)中因?yàn)樯鲜鰹?zāi)害造成的公路、鐵路中斷；河道堵塞；石油、天然氣管道不能正常運(yùn)行；人民生命、財(cái)產(chǎn)嚴(yán)重?fù)p失的范例日趨增多；因此，山體病害治理便成為廣大工程界人士關(guān)注的焦點(diǎn)所在。
錨桿擋土墻作為一種在不穩(wěn)定邊坡治理、滑坡治理、深基坑支護(hù)等工程中應(yīng)用較為廣泛的加固技術(shù)，不僅具有施工快、占地少、節(jié)省投資、機(jī)動(dòng)靈活的優(yōu)點(diǎn)［2］而且，其實(shí)用性比較強(qiáng)、應(yīng)用廣泛、可靠，且技術(shù)發(fā)展也相對(duì)比較成熟；另外對(duì)于一些地質(zhì)比較復(fù)雜，如：沙卵石層、流砂層、土質(zhì)松散層、濕陷性黃土層等，邊坡自穩(wěn)能力較差；或遇水侵蝕容易失穩(wěn)的需要永久保護(hù)的邊坡，大都使用錨桿＋噴射混凝土技術(shù)對(duì)其進(jìn)行加固和保護(hù)。
2.工程、地質(zhì)概況
2.1工程概況。
本山體病害治理工程地處湟水河南側(cè)的咸水溝溝口山前、湟水河Ⅳ級(jí)階地后緣部位，區(qū)內(nèi)地形陡峭、氣候干旱、降水集中、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、地層巖性相對(duì)簡(jiǎn)單，山體南北兩側(cè)各發(fā)育有一條小沖溝，天然氣輸氣管線自咸水溝河床沿山坡通至坡頂階地平臺(tái)；輸氣管線上山段地勢(shì)陡峻、山體平均坡度約45。，局部達(dá)50。以上，山體下部較緩，平均坡度35。
2.2地質(zhì)概況。
根據(jù)山體工程地質(zhì)勘察結(jié)果，區(qū)內(nèi)出露的主要地層有風(fēng)成馬蘭黃土、水成黃土、卵石層與白堊系泥巖。
其中：馬蘭黃土，土質(zhì)松散、土體工程地質(zhì)性差，具有高壓縮性和強(qiáng)濕陷性、土體強(qiáng)度底，土體內(nèi)聚力為：C=15KPa，內(nèi)摩擦角為：?＝28.5°；水成黃土，呈稍密狀、下伏卵石層、土體工程地質(zhì)性較差、強(qiáng)度較底，土體內(nèi)聚力為：C=23KPa，內(nèi)摩擦角為：?＝30.5°；卵石層，分布在輸氣管線山體中下部，卵石層中夾水成黃土、沙礫石薄層，卵石成份以石灰石、花崗巖、花崗斑巖為主，施工中鉆孔成孔難度較大；泥巖，結(jié)構(gòu)密實(shí)、夾有薄砂層，對(duì)施工鉆進(jìn)帶來很大難度。
3.山體治理方案設(shè)計(jì)
根據(jù)工程地質(zhì)條件、山體穩(wěn)定性現(xiàn)狀及對(duì)輸氣管線的危害性，對(duì)整個(gè)山體的治理設(shè)計(jì)由坡底的護(hù)坡?lián)跬翂推旅娴腻^桿＋噴射混凝土擋土墻構(gòu)成。
在錨桿＋噴射混凝土擋土墻設(shè)計(jì)中，按高程設(shè)置有四個(gè)寬1.5米的卸荷平臺(tái)，在卸荷平臺(tái)上設(shè)置有截水溝，墻體兩側(cè)設(shè)置有吊溝，將墻面會(huì)水有組織的排到咸水溝；截水溝將錨桿擋土墻沿垂直方向分為四段；錨桿水平間距3.0m，垂直間距2.5m，傾角30°，呈梅花形布置，錨桿總數(shù)251根，錨桿材料采用?32Ⅱ級(jí)螺紋鋼；墻體噴射混凝土，厚度14cm，設(shè)計(jì)強(qiáng)度C20，并配有?8@20cm的雙向鋼筋網(wǎng)片。
山體病害治理工程平面布置、N-N`剖面及錨桿擋土墻立面。
4.山體治理方案施工
4.1施工工藝。
4.1.1錨桿工程施工工藝。
清坡——修坡——放線——定位——搭設(shè)腳手架－鉆孔——清孔——制作安裝鋼筋——制漿注漿——完成錨桿施工。
4.1.2鋼筋網(wǎng)片工程施工工藝。
清坡——修坡——放線——定位——綁扎鋼筋——清理坡面——校驗(yàn)鋼筋網(wǎng)片尺寸——完成鋼筋網(wǎng)片施工。
4.1.3噴射混凝土施工工藝。
清坡——放線——制按瀉水孔——C20混凝土初噴——制作安裝鋼筋網(wǎng)片——C20混凝土二次噴射澆筑——拆除腳手架－噴射混凝土養(yǎng)護(hù)－完成噴射混凝土施工。
4.1.4錨桿拉拔試驗(yàn)。
按照設(shè)計(jì)文件要求，錨桿拉拔試驗(yàn)在錨桿注漿強(qiáng)度達(dá)到要求后，在不同的地層中分別選擇一組（3個(gè)）錨桿進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，拉力達(dá)到251KN以上為合格，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)選擇不同土層錨桿進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，各錨桿拉力均超過251KN。
4.2施工主要機(jī)械設(shè)備。
施工中為了適應(yīng)高邊坡的施工需求，盡量選用了輕型施工機(jī)械，進(jìn)場(chǎng)施工設(shè)備如表1所示：
4.3山體病害治理工程施工。
按照設(shè)計(jì)文件要求，對(duì)傾角為45°山坡的回填和削切采用人工削坡。
錨桿的造孔、穿插、注漿；鋼筋網(wǎng)片的綁扎；噴射混凝土的施工都在腳手架上施工，因此腳手架的搭設(shè)采用橫桿打入地層，并且在坡頂平臺(tái)設(shè)置地錨，用鋼絲繩對(duì)腳手架進(jìn)行進(jìn)一步的加固；施工工人身背專用安全帶在腳手架上施工。
錨桿按設(shè)計(jì)要求編排，造孔深度一般為孔深增加1米；錨桿在坡頂平臺(tái)預(yù)制，每2米設(shè)置一個(gè)對(duì)中支架，為減小施工難度26米長的錨桿分兩段預(yù)制，穿入時(shí)在孔口進(jìn)行焊接；錨桿自由端長度3～5米；鉆孔直徑?130mm，錨桿注漿采用?32mm的注漿管插入孔底注漿。
錨桿自由段除銹，涂抹黃油，并套PVC管；錨頭采用?32mm螺絲，下墊50×50cm、厚度10mm的鋼墊板。
錨桿＋噴射混凝土擋土墻的施工，分別在天然氣管道中心線兩側(cè)各1.5米處，管道上方3.0米范圍內(nèi)用3：7灰土蓋冒。
注漿材料為：1：1水泥砂漿，水灰比為：0.45，注漿壓力為0.3～0.5MPa；墻體噴射混凝土厚度14cm，墻頂邊角部位厚度20cm，噴射混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度C20，礫石粒徑5～15cm，初噴厚度90mm，復(fù)噴厚度50mm，在初噴混凝土與復(fù)噴混凝土之間配?8@20cm雙向鋼筋網(wǎng)，噴射混凝土配合比為：1：1：0.45。
泄水孔直徑100mm，水平間距3.0米，垂直間距2.5米，呈梅花形布置，泄水孔材料采用直徑100mm的PVC管，并在其后填充30Kg礫砂，礫砂外包土工布。
由錨桿＋噴射混凝土擋土墻兩側(cè)的吊溝和設(shè)置在卸荷平臺(tái)上的截水溝共同構(gòu)成整個(gè)坡面的排水系統(tǒng)。
按照設(shè)計(jì)要求，坡腳擋土墻后的坡體，以1：1.43的坡比整平至錨桿擋土墻處，低洼的部位用3：7灰土進(jìn)行了夯填處理，突出的部位進(jìn)行了削平處理。
5.結(jié)論與建議
5.1結(jié)論
總的來說，錨桿＋噴射混凝土技術(shù)在天然氣管線山體病害治理中的應(yīng)用，不僅為石油、天然氣管線的保護(hù)樹立了全新的加固與保護(hù)新概念；而且，為石油、天氣管線的山體病害治理與搶修提供了既施工快、占地少；又節(jié)約投資、激動(dòng)靈活的新方法。
5.2建議。
事實(shí)證明錨桿擋土墻技術(shù)在石油、天然氣管線山體病害治理中的應(yīng)用是可行的、有效的和安全的；但在石油、天然氣管線山體病害的治理中應(yīng)力求把握好以下兩點(diǎn)。
5.2.1山體病害治理中，應(yīng)把握好勘察、設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)，遇有特殊情況應(yīng)進(jìn)行特殊處理；而且還應(yīng)引入動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與施工的概念與方法。
5.2.2山體病害治理，不僅要治標(biāo)，還應(yīng)治本；遇有水害威脅的，應(yīng)徹底查清水源，根據(jù)具體情況采取堵、排、擋、濾、抽等方法進(jìn)行徹底治理，以達(dá)到永久性邊坡治理的目的。
5.2.3土質(zhì)邊坡在支護(hù)施工及完成后，應(yīng)在坡面和坡頂設(shè)置位移觀測(cè)點(diǎn)，也可以在土質(zhì)邊坡中和錨桿上分別埋設(shè)土壓力盒和應(yīng)力應(yīng)變片定期觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取措施，避免重大事
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