基础边坡挡墙加固——边坡危石清理与锚固工程技术体系

一、行业背景与工程价值

随着我国基础设施建设向山区、丘陵地带纵深推进，边坡工程的稳定性管控已成为交通、水利、市政及矿山领域的核心安全议题。据行业统计数据显示，2025 年全国挡土墙市场规模已达 487.3 亿元，其中边坡危岩治理与锚固加固细分领域占比约 17%，西南地区因复杂山地地质条件，增速领跑全国达 9.7%。在极端天气频发与岩体风化加剧的双重作用下，边坡危石失稳、崩塌落石已成为仅次于滑坡的第二大地质灾害类型，对在建工程与运营设施构成持续性安全威胁。

边坡危石清理与锚固技术作为边坡挡墙加固体系中的前置性核心工序，承担着 "消险 + 固基" 双重功能：一方面通过精准清除表层危岩体消除即时崩塌风险，另一方面通过锚杆、锚索等锚固体系将不稳定岩体与稳定母岩进行力学联结，从根本上提升边坡整体抗滑、抗倾覆能力。相较于传统削坡减载方案，锚固技术具有对原生地貌破坏小、施工周期短、长期综合效益高等显著优势，已成为高陡岩质边坡治理的首选技术路径。

二、边坡危石病害体系与风险分级

（一）危岩体主要成因类型

边坡危石的形成是地质构造、风化作用与水侵蚀耦合作用的结果，按破坏机制可分为四大类：

1. 滑移式危岩：岩体沿倾向坡外的结构面发生剪切滑移，多见于层状砂岩、灰岩边坡，主控结构面倾角多大于 30°

2. 倾倒式危岩：陡倾柱状岩体因重心外倾发生绕基座转动倾倒，常见于深切峡谷区的直立岩质边坡

3. 坠落式危岩：岩体底部因风化、掏蚀形成临空面，在重力作用下发生竖向坠落，多分布于边坡顶部卸荷带

4. 胀裂式危岩：裂隙水冻胀或植物根系生长导致岩体沿裂隙胀裂崩解，在高寒与湿热地区尤为突出

（二）风险分级与处置原则

依据危岩体体积、年失稳概率及危害后果，行业通用分级标准将危岩划分为四个风险等级，对应差异化处置策略：

科学的风险分级是避免 "过度治理" 与 "治理不足" 的关键，Ⅰ 级风险区防控投入通常不低于作业总造价的 8%，而 Ⅳ 级风险区可通过日常巡检实现风险可控。

三、核心施工技术体系

（一）危石精细化清理工艺

危石清理并非简单的 "凿除作业"，而是一套包含风险预判、分级拆除、落点管控的系统工程，核心遵循 "自上而下、由表及里、分级卸载" 的施工原则。

施工工艺流程：

1. 前置勘察标定：采用无人机 LiDAR 扫描结合人工登岩排查，精确标记每块危岩的体积、裂隙走向与基座连接状态，建立危岩单体三维模型；点云密度不低于 100 点 /㎡，识别误差控制在 5cm 以内

2. 安全防护布设：根据落石运动轨迹计算结果，在坡脚设置缓冲拦石墙与柔性被动防护网，对下方既有道路、管线采取覆盖保护措施

3. 分级拆除作业：

￮ 小型松石（<0.5m³）：人工配合风镐直接凿除，作业人员全程系挂双钩安全带

￮ 中型危岩（0.5~5m³）：静态破碎剂配合机械破碎，严禁采用爆破方式避免引发次生松动

￮ 大型危岩（>5m³）：分块切割、逐次卸载，每块切割重量严格控制在起重设备额定载荷范围内

4. 坡面修整验收：清理完成后对坡面进行人工修坡，清除残留尖角与松动岩块，确保坡面平整度满足后续锚固施工要求

（二）锚固加固技术体系

锚固技术通过向岩体内部植入受力杆件，将表层不稳定岩体与深部稳定岩层形成力学整体，是边坡加固的核心技术手段。根据受力机制可分为全长粘结型锚杆与预应力锚索两大体系，分别适配不同量级的加固需求。

1. 全长粘结型锚杆技术

适用于块度 1~10m³ 的中小型危岩加固与浅层坡面整体锚固，通过水泥砂浆将钢筋与孔壁岩体粘结，提供持续抗拔与抗剪力。

关键技术参数：

• 杆体材质：HRB400 级及以上螺纹钢筋，直径 φ25~φ32mm

• 入岩深度：不小于危岩块体高度的 1.5 倍，锚固段长度≥3m

• 钻孔精度：孔位偏差≤100mm，倾角偏差≤1°，孔深偏差 + 200mm/-50mm

• 注浆工艺：采用孔底返浆法，水泥砂浆水灰比 0.45\0.5，注浆压力 0.3\0.5MPa，注浆饱满度≥95%

• 验收标准：单根锚杆抗拔力不低于 100kN，抽样检测比例不低于 5% 且不少于 3 根

2. 预应力锚索技术

适用于大型危岩体、深层滑动面及高边坡整体加固，通过对钢绞线施加预紧力，主动对岩体施加压应力，抵消岩体下滑趋势。

核心施工管控要点：

• 杆体配置：采用 1860 级高强度低松弛钢绞线，常用 4 束、6 束、8 束规格，单束设计拉力可达 1000kN 以上

• 钻孔成孔：孔径 φ110~φ150mm，破碎岩层采用跟管钻进工艺，避免塌孔；严禁使用膨润土泥浆护壁，防止形成泥皮降低锚固力

• 自由段处理：涂刷防锈漆并外套聚乙烯波纹管，两端密封防水，确保张拉时自由伸缩

• 二次注浆工艺：一次常压注浆（0.5\1.5MPa）形成初始锚固体，待初凝后进行二次高压劈裂注浆（2.0\3.0MPa），显著增大锚固体与岩体接触面积

• 张拉锁定：锚固段强度达到设计强度 75% 后方可张拉，按 0.1σcon→0.5σcon→1.0σcon（持荷 5min）→1.05σcon（持荷 2min）分级加载，锁定后切除多余钢绞线并封锚保护

（三）配套复合支护技术

在危石清理与主锚固体系基础上，通常辅以以下技术形成综合治理方案：

• 锚喷支护：挂设 φ6\φ8 钢筋网（间距 200×200mm），喷射 8\12cm 厚 C25 混凝土，封闭坡面防止进一步风化剥落

• 框架梁锚固体系：现浇 C30 钢筋混凝土格构梁（截面 300×300mm），将分散的锚杆 / 锚索力通过框架均匀传递，适用于高边坡整体加固

• 主动防护网：采用 APS-100 型柔性防护网系统，通过锚杆与支撑绳形成面状覆盖，约束小块落石运动范围

• 排水系统：设置仰斜式泄水孔（φ49mm，长 1m），引导坡体内地下水排出，避免水压力降低岩体稳定性

四、全流程质量管控体系

（一）勘察设计阶段管控

坚持 "一岩一策" 原则，杜绝标准化模板套用。复杂地质条件下必须开展施工勘察，钻孔深入潜在滑动面以下不少于 5m，每个工点原位剪切试验不少于 3 组。施工过程中若发现地质条件与勘察报告不符，立即停工并启动设计变更程序，严禁凭经验盲目施工。

（二）施工过程关键质控点

1. 钻孔质量：实行 "三孔验收制"，即开孔验收、终孔验收、清孔验收，重点核查孔深、倾角与岩芯吻合度

2. 注浆质量：实行 "双控标准"，既控制注浆压力，也核实实际注浆量，实际注浆量大于理论注浆量方为合格

3. 张拉控制：采用应力 - 应变双控，以应力控制为主、伸长量校核为辅，实际伸长值与理论值偏差应在 ±6% 以内

4. 成品保护：锚杆外露端采取防锈措施，锚索锚头浇筑混凝土封闭，避免后期腐蚀影响耐久性

（三）验收与长期监测

工程验收除常规外观与资料检查外，必须包含现场抗拔力检测，预应力锚索还需进行锁定力验证。对于高风险边坡，建议布设自动化监测系统，对锚杆应力、边坡位移、地下水位进行长期在线监测，实现风险预警。

五、行业技术演进与发展趋势

（一）勘察技术智能化

传统人工排查危岩效率低、风险高，当前行业正向 "空天地一体化" 勘察模式转型。无人机倾斜摄影、三维激光扫描、钻孔电视等技术实现危岩识别精度毫米级，微震监测系统可捕捉 0.1m³ 级岩体破裂信号，为风险预判提供数据支撑。

（二）锚固材料高性能化

材料层面呈现两大方向：一是耐腐蚀材料应用加速，FRP 筋、环氧涂层钢筋在沿海与高腐蚀环境中应用比例持续提升；二是注浆材料改性，超细水泥、聚合物改性砂浆显著提升破碎岩层的注浆效果与早期强度。

（三）治理理念生态化

行业正从 "纯工程加固" 向 "工程安全 + 生态修复" 双目标演进。植生混凝土、生态格构梁等技术在保证结构安全的同时恢复坡面植被，降低视觉冲击。全生命周期碳足迹评估逐步纳入设计考量，掺入工业废渣的绿色混凝土可降低碳排放约 22.5%。

（四）施工工艺装配化

预制锚杆格构、模块化防护网等装配式构件减少现场作业量，施工效率提升 30% 以上。随着人工成本上升与安全管控趋严，装配式边坡治理技术将成为重要发展方向。

六、特辰工程技术优势

重庆特辰建筑加固工程有限公司深耕边坡治理领域，在危石清理与锚固工程领域形成了 "精准勘察 - 精细施工 - 精益管控" 的完整技术能力体系。公司依托西南山地复杂地质条件积累的丰富经验，可针对不同岩性、不同风险等级的边坡病害提供定制化解决方案，施工严格遵循《地质灾害治理锚固工程施工技术规程》等行业标准，关键工序全部实行样板引路。

在项目实施中，公司坚持 "安全优先、质量为本" 的原则，所有高空作业人员均持证上岗，专项施工方案经专家论证后实施。通过引入数字化施工管理手段，对锚杆孔位、注浆量、张拉力等核心参数进行全过程可追溯管理，确保每一道工序质量可控。凭借成熟的技术团队与标准化作业流程，公司已在市政道路、交通干线、厂矿园区等多个领域完成边坡治理项目，治理后边坡均通过专业机构检测验收，长期运行状态稳定。

七、适用场景

本技术体系广泛应用于以下工程场景：

• 公路、铁路沿线岩质边坡危岩治理与加固

• 水利水电工程库区、坝肩边坡稳定性加固

• 城镇建设区山体边坡挡墙加固与排险

• 矿山开采边坡与排土场稳定性治理

• 景区、园区高陡边坡安全整治

• 既有边坡挡墙病害排查与加固升级