1 多次分段注浆钢花管技术应用的必要性
高速公路边坡灾害的治理，往往受限于技术，而技术又直接决定施工造价、施工难度、加固效果及耐久性。在此，笔者对近年来广东省高速公路边坡灾害防治案例进行梳理，罗列以下3个典型案例。
（1）京珠高速公路粤境南段K108+211—+466右侧滑坡。地层岩性为石炭系下统大塘阶测水组（C1dc）石英砂岩、粉砂岩夹劣质煤。破坏模式为沿结构面的切层滑坡。边坡灾害治理期间沿结构面先后发生4次滑动变形，工程依次采用锚索框架、锚杆框架、抗滑桩、钢化管注浆综合治理技术，总共耗资6000多万元。
（2）京珠高速公路粤境北段K27+263—+290右侧滑坡。地层岩性为灰岩和泥岩、页岩、粉砂岩风化物，厚度大，超过15.0m，孔隙比大（e＝1.14），液限高（WL＝61.0％），具弱膨胀性；局部见挤压揉皱严重的砂页岩碎片。破坏模式为高液限粘土类均质体的圆弧形滑动。工程采用锚索框架+封闭地表水下渗+仰斜孔排除地下水综合处理技术，总耗资高达800万元以上。
（3）广梧高速公路K123+060—+260左侧滑坡。地层岩性为第四系坡积亚粘土和寒武系八村群变质粉砂岩、变质砂岩及其风化残积层组成，具有高液限性，泥质含量高，受水后易软化，强度降低。破坏模式为高液限粘土类均质体的圆弧形滑动。工程采用锚索框架+仰斜孔排除地下水综合处理技术，总耗资高达1000万元以上。
综合以上的案例，可看出历年来广东省高速公路边坡灾害防治工程的造价高，且施工难度大，某些灾害边坡治理后，依然存在不同程度的安全隐患，迫切需要尽快采用成本低、难度低和成效高的防治技术。
2 潮惠高速公路多次分段注浆钢花管技术的应用
结合多次分段注浆钢花管技术的施工要点，潮惠高速公路多个边坡的灾害防治工程采用了该项技术，下面以第TJ5标段K76+985-K77+285右侧路堑边坡工程为例，研讨多次分段注浆钢花管技术的应用方法。
2.1 应用技术前的工程状况
边坡所在区域为丘陵地带，线路沿245°走向经过山体的中部，线路两侧为155°的路堑边坡，原设计坡高46m，为5级坡，每级坡高10m，详细情况如下。
第一级：K77+110—K77+260段，平台宽度2m，坡率1:1，以锚杆植草进行防护，锚杆长度11.5m，共布置4排，水平间距3m。
第二级：K77+120—K77+210段，平台宽度8m，坡率1:1，以预应力锚索框架植草防护，锚杆长度24m，共布置3排，水平间距3m。
第三级：K77+132—K77+186段，平台宽度2m，坡率1:1，以预应力锚索框架植草防护，锚杆长度24m，共布置3排，水平间距3m。
第四级：K77+120—K77+200段，平台宽度2m，坡率1:1，以人字形骨架CF网植草养护。
第五级：K77+130—K77+175段，平台宽度8m，坡率1:1.25，以CF网植草养护。
边坡由砂质粘性土和粉砂岩及其风化层组成。各岩土层分述如下。
a.素填土（Qml）：灰褐色夹黄褐色，压实，由砂岩、岩块及粘性土组成。零星分布，厚度为2.30m。
b.粉质粘土（Qdl）：黄褐色，稍湿，可塑，主要成份为粉粘粒，土质不均，含少量砾石。大部分布，厚度0.50～3.00m。
c.全风化粉砂岩、砂岩（T3）：粉砂岩呈灰黄色，岩石风化强烈，母岩结构可辨；零星分布，厚度为5.70m；砂岩呈褐红色夹灰黄色，结构基本破坏，手可捏碎，遇水软化。局部分布，厚度1.30～5.00m。
d.强风化粉砂岩、砂岩（T3）：粉砂岩呈灰色、灰褐色，岩芯呈半岩半土状，夹碎块状，钻进跳响，零星分布，厚度为33.80m；砂岩呈黄褐色、灰褐色，结构部分破坏，手可折断，扰动易碎，大部分布，厚度0.50～48.90m，局部为深灰色炭质砂岩。
原设计边坡防护形式在开挖时，容易导致岩体破碎和边坡松弛问题，进而诱发坍塌和滑动等边坡灾害。据现场勘查资料显示，现场的岩体在雨季时，岩体的自重逐渐增大，影响了岩体的结合密实度，当转入旱季时，坡体强度不足以支持斜坡的倾斜度，在开挖时，由外及内都可能出现不同程度的坍塌破坏，进而诱发滑坡。
2.2 技术的应用细节
针对第TJ5标段K76+985-K77+285右侧路堑边坡的设计现状，将多次分段注浆钢花管技术应用于该工程，需要在计算滑坡推力的基础上，因地制宜进行边坡加固。
2.2.1 计算滑坡推力
对断面的分析，关键是准确找出滑动面中最不利于边坡稳固的结构点，以K77+160边坡为分析断面，剪出口主要在右侧边坡滑面倾角32°坡脚（含开挖路槽）或三级坡脚处，结合勘查数据资料，同时分析降雨对边坡岩体强度的影响程度，选用计算参数主要为：全风化粉砂岩强度
，安全系数为
，以此推算出滑面Ⅰ和滑面Ⅱ的剩余水平下滑力分别为0、474KN/m，见下表1。
结合滑坡推力的计算结果，采用多次分段注浆钢花管技术加固第TJ5标段K76+985-K77+285右侧路堑边坡，保持原来设计的坡形和坡率，依次对一级、二级、三级、四级、五级坡进行加固。
一级坡加固：加固锚杆规格
，长度11.5m，分别设置4排，每排的距离保持2.5m，与坡脚的垂直距离分别为1.82m、3.94m、6.06m、8.18m。
二级坡加固：加固斜向钢锚管长度15m，分别设置3排，每排的距离保持2.5m，与一级平台的垂直距离分别为2m、5m、8m。
三级坡加固：加固斜向钢锚管长度18m，分别设置3排，每排的距离保持2.5m，与二级平台的垂直距离分别为2m、5m、8m。
四级坡加固：锚杆框架长度11.5m，分别设置3排，每排的距离保持2.5m，与三级平台的垂直距离分别为2m、5m、8m。
五级坡加固：按照原方案加固。
2.2.3加固防护措施
（1）施工顺序：采用钻机钻孔，孔径控制在Φ130左右；在钻孔中指定的位置布置多次分段钢花管，规格均是φ89×3～6mm，并在钢花管的周围，每隔一定的距离，螺旋布置二次注浆孔，抗拉强度须控制在475MPa以上；为了保持多次分段钢花管的稳定，布置好钢花管和钻孔之后，多次分段钢花管和钻孔壁之间的间隙采取一次注浆，多次分段钢花管的内部利用特制的注浆头采取分段注浆，注浆时从下往上，现场根据实际情况掌握注浆次数。其施工原理见下图1。
图1 多次分段注浆钢花管技术的原理
（2）施工参数：工程选用普通的硅酸盐水泥作为注浆材料，但一次注浆和二次注浆的水灰比要区分，分别是0.45和0.65；至于注浆压力，第一次注浆的压力常规即可，反向注浆，从孔底至孔口，在孔口有浆液溢出后，就可以停止注浆，直接进入第二次注浆，此时注浆方向与第一次注浆相同，但由于注浆方式是分段劈裂，因此注浆压力必须控制在3MPa以内，持续时间45分钟以内，当注浆至浆液量稳定，而且冒浆压力不断增大，说明浆液已经渗透并填充孔隙，达到预期的挤密和劈裂效果，可结束该段注浆，直接进入下一段；在注浆过程中，上下注浆时间尽可能延长，以免浆液无法充满孔隙，原则上平均每米范围内的水泥量不低于200kg。
在加固后，在所有坡面框架里面培植厚度6cm的草皮，以加强防护的效果。
3 研究成果
案例工程的全面研究，对研究成果进行如下总结。
（1）适用于各种水文地质条件的地层施工，通过现场试验，以及一系列的理论分析结果，看出技术的适用范围广，且设计参数相对简单。其中在计算环节，笔者采用了模型试验的方法，提出多次分段注浆钢花管技术的设计理论，结合实际工程计算参数的指标，形成相对成熟的计算方法体系。
（2）对注浆技术进行创新，在工程流程方面，能够根据边坡灾害的防治要求，灵活控制注浆时间和注浆量，形成防治质量控制与注浆之间的关系体系，以及质量控制的标准。
（3）案例工程的施工，边坡灾害防治有四个效果跃然纸上，首先是支挡作用，所灌注的水泥浆液，沿着钢花管的周围结构，形成微型的桩体，并依附在滑动面上，具有明显的支挡作用；其次是增阻作用，浆液凝固的过程中，发挥粘聚性和吸水性的效果，提高岩土的摩阻力；再次是挤密作用，填充的浆液，在有效挤密之后，原本是渗透通道的孔隙面积缩小，使得滑体的稳定性得到有效保障；最后是抗滑作用，桩基之间的岩土体得到有效加固，其侧向抗力会有很大程度提升，并在注浆后，抗滑能力会得到更大程度的提升。
4 结束语
文章通过研究，基本明确了多次分段注浆钢花管技术在潮惠高速公路边坡灾害防治工程中的技术作用机理、设计理论、施工工艺、技术应用指南和工程应用示范，施工实践证明，多次分段注浆钢花管技术施工相对简单，且成本不高，对于边坡灾害防治有着保障效果，促使边坡灾害防治技术朝着机械化、小型化和快速化的方向发展，值得在其他高速公路边坡灾害防治工程中推广应用。
参考文献
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收稿日期：2018-05-04 作者简介：罗文辉（1985-），男，广东梅州人，广东省高速公路有限公司路桥工程师，硕士，研究方向：交通运输工程（路桥方向）。
