一种红层岩质边坡柔性综合支护结构及其施工方法技术

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。本发明专利技术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。

A Flexible Integrated Support Structure for Red Rock Slope and Its Construction Method

The flexible comprehensive support structure for red rock slope and its construction method include: pre-grouting reinforcement structure before excavation, anchoring grouting reinforcement structure after excavation, normal prestressing reinforcement structure on slope surface and micro anti-slide pile. The construction method is to excavate the secondary slope before the graded excavation of the slope, after the reinforcement and grouting of the slope, to bore and grout the adjacent interbedded rock strata with anchors or cables, and to install prestressing ropes between the ends of the anchors or cables, to form a network of prestressing ropes between the ropes, and to form an ecological protective layer at the foot of the slope by spraying soils on the slope. A filter capillary drainage pipe is arranged in the slide pile and the slope body. The present invention is suitable for the reinforcement of red bed rock slope and other rock slope with similar geological characteristics. It has the advantages of low cost, fast construction speed, small construction disturbance, good construction safety and good environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种红层岩质边坡柔性综合支护结构及其施工方法
本专利技术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。
技术介绍
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的专利技术专利“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CN102518136A的专利技术专利“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的专利技术专利“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CN102330432A的专利技术专利“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CN102330431A的专利技术专利“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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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，本专利技术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3根抗滑杆组成的抗滑桩，所述3根抗滑杆一端固定连接且相互之间不平行。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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、细沙岩、泥岩中的一种。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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3根抗滑杆组成的抗滑桩，所述3根抗滑杆一端固定连接且相互之间不平行。

【技术特征摘要】
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3根抗滑杆组成的抗滑桩，所述3根抗滑杆一端固定连接且相互之间不平行。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：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。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。4.根据权利要求3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、细沙岩、泥岩中的一种。5.根据权利要求3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。6.根据权利要求5所述的一种红层岩质边坡柔性综合支护结构，其特征在于：在坡面遇水崩解软化区域喷涂有防崩解涂层。7.根据权利要求6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...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锐，兰天，郑健龙，陈昌富，曾铃，付宏渊，刘晓明，张军辉，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43