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【摘 要】长期以来，由于受涩宁兰天然气管线沿线的湿陷性黄土山体病害的影响，使沿线天然气管线的正常运行存在着严重的事故隐患；本文通过介绍在咸水沟口首次利用锚杆挡土墙技术成功的对该段山体病害进行治理的实例；阐明了锚杆挡土墙技术在石油、天然气管线山体病害治理中应用的可行性和有效性。
【关键词】锚杆；天然气管道；山体病害治理；喷射混凝土
Applying the technology of Anchor Bar Retaining wall in harnessing mountain body disease of natural gas pipeline
Wang Lian-xiang
(The Northwest Petroleum Pipeline Company of Xi'an Xi`an Shanxi 710021)
【Abstract】Since long-term ,because of receive the influence of collapsible Loess of harnessing body disease along the natural gas pipeline of SeNinglan, make existing serious hidden accident of the normal operation along the pipeline of natural gas; In this paper, one instance is introduced about for the first time using the technology of anchor bar retaining wall successfully harnessing mountain body disease of natural gas pipeline. It is proved that applying this technology in petroleum and natural gas pipeline is economical, feasible and effective.
【Key words】Anchor bar retaining wall;Pipeline of natural gas;Harnessing mountain body disease;Spurt concrete
1. 引言
我国西北地区山区面积分布较广，而且自然土体多以湿陷性黄土为主。由于地震、强降雨、人为修坡等因素都将造成山体边坡失稳，甚至会引起滑坡、泥石流等地质自然灾害［1］，现实中因为上述灾害造成的公路、铁路中断；河道堵塞；石油、天然气管道不能正常运行；人民生命、财产严重损失的范例日趋增多；因此，山体病害治理便成为广大工程界人士关注的焦点所在。
锚杆挡土墙作为一种在不稳定边坡治理、滑坡治理、深基坑支护等工程中应用较为广泛的加固技术，不仅具有施工快、占地少、节省投资、机动灵活的优点［2］；而且，其实用性比较强、应用广泛、可靠，且技术发展也相对比较成熟；另外对于一些地质比较复杂，如：沙卵石层、流砂层、土质松散层、湿陷性黄土层等，边坡自稳能力较差；或遇水侵蚀容易失稳的需要永久保护的边坡，大都使用锚杆＋喷射混凝土技术对其进行加固和保护。
2. 工程、地质概况
2.1 工程概况。
本山体病害治理工程地处湟水河南侧的咸水沟沟口山前、湟水河Ⅳ级阶地后缘部位，区内地形陡峭、气候干旱、降水集中、地质构造复杂、地层岩性相对简单，山体南北两侧各发育有一条小冲沟，天然气输气管线自咸水沟河床沿山坡通至坡顶阶地平台；输气管线上山段地势陡峻、山体平均坡度约45。，局部达50。以上，山体下部较缓，平均坡度35。。
2.2 地质概况。
根据山体工程地质勘察结果，区内出露的主要地层有风成马兰黄土、水成黄土、卵石层与白垩系泥岩［8］。
其中：马兰黄土，土质松散、土体工程地质性差，具有高压缩性和强湿陷性、土体强度底，土体内聚力为：C=15KPa，内摩擦角为：＝28.5°；水成黄土，呈稍密状、下伏卵石层、土体工程地质性较差、强度较底，土体内聚力为：C=23KPa，内摩擦角为：＝30.5°；卵石层，分布在输气管线山体中下部，卵石层中夹水成黄土、沙砾石薄层，卵石成份以石灰石、花岗岩、花岗斑岩为主，施工中钻孔成孔难度较大；泥岩，结构密实、夹有薄砂层，对施工钻进带来很大难度［8］。
3. 山体治理方案设计
根据工程地质条件、山体稳定性现状及对输气管线的危害性，对整个山体的治理设计由坡底的护坡挡土墙和坡面的锚杆＋喷射混凝土挡土墙构成。
在锚杆＋喷射混凝土挡土墙设计中，按高程设置有四个宽1.5米的卸荷平台，在卸荷平台上设置有截水沟，墙体两侧设置有吊沟，将墙面会水有组织的排到咸水沟；截水沟将锚杆挡土墙沿垂直方向分为四段；锚杆水平间距3.0m，垂直间距2.5m，倾角30°，呈梅花形布置，锚杆总数251根，锚杆材料采用32Ⅱ级螺纹钢；墙体喷射混凝土，厚度14cm，设计强度C20，并配有8@20cm的双向钢筋网片［8］。
山体病害治理工程平面布置、N-N`剖面及锚杆挡土墙立面如图1、图2、图3所示［8］：
4. 山体治理方案施工
4.1 施工工艺。
4.1.1 锚杆工程施工工艺。
清坡——修坡——放线——定位——搭设脚手架－钻孔——清孔——制作安装钢筋——制浆注浆——完成锚杆施工。
4.1.2 钢筋网片工程施工工艺。
清坡——修坡——放线——定位——绑扎钢筋——清理坡面——校验钢筋网片尺寸——完成钢筋网片施工。
4.1.3 喷射混凝土施工工艺。
清坡——放线——制按泻水孔——C20混凝土初喷——制作安装钢筋网片——C20混凝土二次喷射浇筑——拆除脚手架－喷射混凝土养护－完成喷射混凝土施工。
4.1.4 锚杆拉拔试验。
按照设计文件要求，锚杆拉拔试验在锚杆注浆强度达到要求后，在不同的地层中分别选择一组（3个）锚杆进行拉拔试验，拉力达到251KN以上为合格，经现场随机选择不同土层锚杆进行拉拔试验，各锚杆拉力均超过251KN。
4.2 施工主要机械设备。
施工中为了适应高边坡的施工需求，尽量选用了轻型施工机械，进场施工设备如表1所示：
4.3 山体病害治理工程施工。
按照设计文件要求，对倾角为45°山坡的回填和削切采用人工削坡。
锚杆的造孔、穿插、注浆；钢筋网片的绑扎；喷射混凝土的施工都在脚手架上施工，因此脚手架的搭设采用横杆打入地层，并且在坡顶平台设置地锚，用钢丝绳对脚手架进行进一步的加固；施工工人身背专用安全带在脚手架上施工。
锚杆按设计要求编排，造孔深度一般为孔深增加1米；锚杆在坡顶平台预制，每2米设置一个对中支架，为减小施工难度26米长的锚杆分两段预制，穿入时在孔口进行焊接；锚杆自由端长度3～5米；钻孔直径130mm，锚杆注浆采用32mm的注浆管插入孔底注浆。
锚杆自由段除锈，涂抹黄油，并套PVC管；锚头采用32mm螺丝，下垫50×50cm、厚度10mm的钢垫板。
锚杆＋喷射混凝土挡土墙的施工，分别在天然气管道中心线两侧各1.5米处，管道上方3.0米范围内用3:7灰土盖冒。
注浆材料为：1:1水泥砂浆，水灰比为：0.45，注浆压力为0.3～0.5MPa；墙体喷射混凝土厚度14cm，墙顶边角部位厚度20cm，喷射混凝土设计强度C20，砾石粒径5～15cm，初喷厚度90mm，复喷厚度50mm，在初喷混凝土与复喷混凝土之间配8@20cm双向钢筋网，喷射混凝土配合比为：1:1:0.45。
泄水孔直径100mm，水平间距3.0米，垂直间距2.5米，呈梅花形布置，泄水孔材料采用直径100mm的PVC管，并在其后填充30Kg砾砂，砾砂外包土工布。
由锚杆＋喷射混凝土挡土墙两侧的吊沟和设置在卸荷平台上的截水沟共同构成整个坡面的排水系统。
按照设计要求，坡脚挡土墙后的坡体，以1:1.43的坡比整平至锚杆挡土墙处，低洼的部位用3:7灰土进行了夯填处理，突出的部位进行了削平处理。
5. 结论与建议
5.1 结论
总的来说，锚杆＋喷射混凝土技术在天然气管线山体病害治理中的应用，不仅为石油、天然气管线的保护树立了全新的加固与保护新概念；而且，为石油、天气管线的山体病害治理与抢修提供了既施工快、占地少；又节约投资、激动灵活的新方法。
5.2 建议。
事实证明锚杆挡土墙技术在石油、天然气管线山体病害治理中的应用是可行的、有效的和安全的；但在石油、天然气管线山体病害的治理中应力求把握好以下两点。
5.2.1 山体病害治理中，应把握好勘察、设计与监测环节，遇有特殊情况应进行特殊处理；而且还应引入动态设计与施工的概念与方法。
5.2.2 山体病害治理，不仅要治标，还应治本；遇有水害威胁的，应彻底查清水源，根据具体情况采取堵、排、挡、滤、抽等方法进行彻底治理，以达到永久性边坡治理的目的。
5.2.3 土质边坡在支护施工及完成后，应在坡面和坡顶设置位移观测点，也可以在土质边坡中和锚杆上分别埋设土压力盒和应力应变片定期观测，发现问题及时采取措施，避免重大事
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【关键词】锚杆；天然气管道；山体病害治理；喷射混凝土
Applying the technology of Anchor Bar Retaining wall in harnessing mountain body disease of natural gas pipeline
Wang Lian-xiang
(The Northwest Petroleum Pipeline Company of Xi'an Xi`an Shanxi 710021)
【Abstract】Since long-term ,because of receive the influence of collapsible Loess of harnessing body disease along the natural gas pipeline of SeNinglan, make existing serious hidden accident of the normal operation along the pipeline of natural gas; In this paper, one instance is introduced about for the first time using the technology of anchor bar retaining wall successfully harnessing mountain body disease of natural gas pipeline. It is proved that applying this technology in petroleum and natural gas pipeline is economical, feasible and effective.
【Key words】Anchor bar retaining wall;Pipeline of natural gas;Harnessing mountain body disease;Spurt concrete
1. 引言
我国西北地区山区面积分布较广，而且自然土体多以湿陷性黄土为主。由于地震、强降雨、人为修坡等因素都将造成山体边坡失稳，甚至会引起滑坡、泥石流等地质自然灾害［1］，现实中因为上述灾害造成的公路、铁路中断；河道堵塞；石油、天然气管道不能正常运行；人民生命、财产严重损失的范例日趋增多；因此，山体病害治理便成为广大工程界人士关注的焦点所在。
锚杆挡土墙作为一种在不稳定边坡治理、滑坡治理、深基坑支护等工程中应用较为广泛的加固技术，不仅具有施工快、占地少、节省投资、机动灵活的优点［2］；而且，其实用性比较强、应用广泛、可靠，且技术发展也相对比较成熟；另外对于一些地质比较复杂，如：沙卵石层、流砂层、土质松散层、湿陷性黄土层等，边坡自稳能力较差；或遇水侵蚀容易失稳的需要永久保护的边坡，大都使用锚杆＋喷射混凝土技术对其进行加固和保护。
2. 工程、地质概况
2.1 工程概况。
本山体病害治理工程地处湟水河南侧的咸水沟沟口山前、湟水河Ⅳ级阶地后缘部位，区内地形陡峭、气候干旱、降水集中、地质构造复杂、地层岩性相对简单，山体南北两侧各发育有一条小冲沟，天然气输气管线自咸水沟河床沿山坡通至坡顶阶地平台；输气管线上山段地势陡峻、山体平均坡度约45。，局部达50。以上，山体下部较缓，平均坡度35。。
2.2 地质概况。
根据山体工程地质勘察结果，区内出露的主要地层有风成马兰黄土、水成黄土、卵石层与白垩系泥岩［8］。
其中：马兰黄土，土质松散、土体工程地质性差，具有高压缩性和强湿陷性、土体强度底，土体内聚力为：C=15KPa，内摩擦角为：＝28.5°；水成黄土，呈稍密状、下伏卵石层、土体工程地质性较差、强度较底，土体内聚力为：C=23KPa，内摩擦角为：＝30.5°；卵石层，分布在输气管线山体中下部，卵石层中夹水成黄土、沙砾石薄层，卵石成份以石灰石、花岗岩、花岗斑岩为主，施工中钻孔成孔难度较大；泥岩，结构密实、夹有薄砂层，对施工钻进带来很大难度［8］。
3. 山体治理方案设计
根据工程地质条件、山体稳定性现状及对输气管线的危害性，对整个山体的治理设计由坡底的护坡挡土墙和坡面的锚杆＋喷射混凝土挡土墙构成。
在锚杆＋喷射混凝土挡土墙设计中，按高程设置有四个宽1.5米的卸荷平台，在卸荷平台上设置有截水沟，墙体两侧设置有吊沟，将墙面会水有组织的排到咸水沟；截水沟将锚杆挡土墙沿垂直方向分为四段；锚杆水平间距3.0m，垂直间距2.5m，倾角30°，呈梅花形布置，锚杆总数251根，锚杆材料采用32Ⅱ级螺纹钢；墙体喷射混凝土，厚度14cm，设计强度C20，并配有8@20cm的双向钢筋网片［8］。
山体病害治理工程平面布置、N-N`剖面及锚杆挡土墙立面如图1、图2、图3所示［8］：
4. 山体治理方案施工
4.1 施工工艺。
4.1.1 锚杆工程施工工艺。
清坡——修坡——放线——定位——搭设脚手架－钻孔——清孔——制作安装钢筋——制浆注浆——完成锚杆施工。
4.1.2 钢筋网片工程施工工艺。
清坡——修坡——放线——定位——绑扎钢筋——清理坡面——校验钢筋网片尺寸——完成钢筋网片施工。
4.1.3 喷射混凝土施工工艺。
清坡——放线——制按泻水孔——C20混凝土初喷——制作安装钢筋网片——C20混凝土二次喷射浇筑——拆除脚手架－喷射混凝土养护－完成喷射混凝土施工。
4.1.4 锚杆拉拔试验。
按照设计文件要求，锚杆拉拔试验在锚杆注浆强度达到要求后，在不同的地层中分别选择一组（3个）锚杆进行拉拔试验，拉力达到251KN以上为合格，经现场随机选择不同土层锚杆进行拉拔试验，各锚杆拉力均超过251KN。
4.2 施工主要机械设备。
施工中为了适应高边坡的施工需求，尽量选用了轻型施工机械，进场施工设备如表1所示：
4.3 山体病害治理工程施工。
按照设计文件要求，对倾角为45°山坡的回填和削切采用人工削坡。
锚杆的造孔、穿插、注浆；钢筋网片的绑扎；喷射混凝土的施工都在脚手架上施工，因此脚手架的搭设采用横杆打入地层，并且在坡顶平台设置地锚，用钢丝绳对脚手架进行进一步的加固；施工工人身背专用安全带在脚手架上施工。
锚杆按设计要求编排，造孔深度一般为孔深增加1米；锚杆在坡顶平台预制，每2米设置一个对中支架，为减小施工难度26米长的锚杆分两段预制，穿入时在孔口进行焊接；锚杆自由端长度3～5米；钻孔直径130mm，锚杆注浆采用32mm的注浆管插入孔底注浆。
锚杆自由段除锈，涂抹黄油，并套PVC管；锚头采用32mm螺丝，下垫50×50cm、厚度10mm的钢垫板。
锚杆＋喷射混凝土挡土墙的施工，分别在天然气管道中心线两侧各1.5米处，管道上方3.0米范围内用3:7灰土盖冒。
注浆材料为：1:1水泥砂浆，水灰比为：0.45，注浆压力为0.3～0.5MPa；墙体喷射混凝土厚度14cm，墙顶边角部位厚度20cm，喷射混凝土设计强度C20，砾石粒径5～15cm，初喷厚度90mm，复喷厚度50mm，在初喷混凝土与复喷混凝土之间配8@20cm双向钢筋网，喷射混凝土配合比为：1:1:0.45。
泄水孔直径100mm，水平间距3.0米，垂直间距2.5米，呈梅花形布置，泄水孔材料采用直径100mm的PVC管，并在其后填充30Kg砾砂，砾砂外包土工布。
由锚杆＋喷射混凝土挡土墙两侧的吊沟和设置在卸荷平台上的截水沟共同构成整个坡面的排水系统。
按照设计要求，坡脚挡土墙后的坡体，以1:1.43的坡比整平至锚杆挡土墙处，低洼的部位用3:7灰土进行了夯填处理，突出的部位进行了削平处理。
5. 结论与建议
5.1 结论
总的来说，锚杆＋喷射混凝土技术在天然气管线山体病害治理中的应用，不仅为石油、天然气管线的保护树立了全新的加固与保护新概念；而且，为石油、天气管线的山体病害治理与抢修提供了既施工快、占地少；又节约投资、激动灵活的新方法。
5.2 建议。
事实证明锚杆挡土墙技术在石油、天然气管线山体病害治理中的应用是可行的、有效的和安全的；但在石油、天然气管线山体病害的治理中应力求把握好以下两点。
5.2.1 山体病害治理中，应把握好勘察、设计与监测环节，遇有特殊情况应进行特殊处理；而且还应引入动态设计与施工的概念与方法。
5.2.2 山体病害治理，不仅要治标，还应治本；遇有水害威胁的，应彻底查清水源，根据具体情况采取堵、排、挡、滤、抽等方法进行彻底治理，以达到永久性边坡治理的目的。
5.2.3 土质边坡在支护施工及完成后，应在坡面和坡顶设置位移观测点，也可以在土质边坡中和锚杆上分别埋设土压力盒和应力应变片定期观测，发现问题及时采取措施，避免重大事
(下转第40页)