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淺埋偏壓隧道洞口滑坡穩(wěn)定性分析及其處理方法

2019-05-09 11:06中交第二航務(wù)工程局湖北武漢430000
安徽建筑 2019年4期
關(guān)鍵詞:坡體滑動(dòng)剖面

汪 峰 (中交第二航務(wù)工程局,湖北 武漢 430000)

0 前言

近年來,隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的深入推進(jìn),我國高速公路的建設(shè)重心逐漸向西部地區(qū)轉(zhuǎn)移。西部地區(qū)山區(qū)眾多,在高速公路建設(shè)中不可避免地要進(jìn)行邊坡開挖,使許多過去處于穩(wěn)定的邊坡產(chǎn)生變形破壞或使過去曾經(jīng)發(fā)生滑動(dòng),現(xiàn)在基本穩(wěn)定的古滑坡復(fù)活。隨著山區(qū)高速公路事業(yè)的不斷發(fā)展,同滑坡災(zāi)害之間的聯(lián)系也越來越緊密[1]。

在復(fù)雜地質(zhì)條件修建公路隧道,勢必要考慮洞口出現(xiàn)坡體滑移等地質(zhì)災(zāi)害的情況,尤其是在淺埋偏壓隧道洞口段滑移跡象極為明顯,針對(duì)目前滑坡防治技術(shù)難點(diǎn),對(duì)淺埋偏壓手爬巖隧道洞口滑坡穩(wěn)定性分析采取傳統(tǒng)的極限平衡法,計(jì)算該區(qū)滑坡段的穩(wěn)定性系數(shù),再用FLAC3D有限元軟件數(shù)值模擬巖土體運(yùn)動(dòng)和變形情況。最后提出抗滑樁結(jié)合加長套拱對(duì)滑坡進(jìn)行整治。

1 施工背景

手爬巖隧道位于四川省宜賓市翠屏區(qū)思坡鄉(xiāng)境內(nèi),為川南紅層丘陵地貌。

隧道起訖里程:D2K128+160-D2K129+845,全長1685m,為雙線隧道,D2K129+036.030-D2K129+845位于R-9000的右偏曲線上。進(jìn)口縱坡坡度10~25°,出口縱坡坡度30~50°,出口邊坡仰坡位于松散塊石土中,巖質(zhì)陡坎。

手爬巖隧道出口明洞125m左右,施工過程中對(duì)明洞段仰拱以上土體開挖至明暗交界處,在施做暗洞導(dǎo)向墻及邊仰坡臨時(shí)支護(hù)過程中,發(fā)現(xiàn)暗洞左側(cè)坡頂約110m范圍內(nèi)的厚層坡積土層后緣出現(xiàn)張拉裂隙,前緣見鼓張拉裂隙,有滑動(dòng)跡象。坡體出現(xiàn)多處較長的縱向裂縫,暗洞邊仰坡臨時(shí)噴錨支護(hù)多處開裂并有水泥滲出,滑坡區(qū)剖面如圖1、圖2所示。為了預(yù)防在此處滑坡發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象,必須對(duì)此處地質(zhì)條件進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性分析。采取極限平衡法與數(shù)值模擬有限元法對(duì)滑坡體進(jìn)行穩(wěn)定性分析。

圖1 滑坡區(qū)1-1剖面圖

圖2 滑坡區(qū)2-2剖面圖

2 極限平衡法滑坡穩(wěn)定性分析及計(jì)算

2.1 傳遞系數(shù)法的基本假設(shè)

傳遞系數(shù)法[2-5]是我國工程技術(shù)人員廣泛采用的一種邊坡穩(wěn)定性分析方法。計(jì)算中將滑體分成若干個(gè)條塊,每個(gè)條塊的滑動(dòng)面都為一折線,整個(gè)滑體沿折線滑動(dòng)。計(jì)算時(shí)將各個(gè)條塊之間的推力乘以傳遞系數(shù)K,傳遞系數(shù)K同條塊傾角和內(nèi)摩擦角三角函數(shù)值相關(guān)。最后一個(gè)條塊的推力計(jì)算完成時(shí),即為邊坡的剩余下滑力。

使用傳遞系數(shù)法進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性計(jì)算時(shí),主要對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行簡化假設(shè):

①把穩(wěn)定性分析問題簡化成平面應(yīng)變問題;

②作用在滑動(dòng)體上的作用力僅以剪應(yīng)力和正應(yīng)力的形式表示;

③滑體物質(zhì)視作理想的彈塑性材料,在計(jì)算分析的過程中,假設(shè)滑體內(nèi)的巖土體不產(chǎn)生形變。當(dāng)滑體所受剪應(yīng)力超過其抗剪強(qiáng)度時(shí),則滑體產(chǎn)生剪切破壞;

④滑動(dòng)面服從莫爾-庫倫屈服準(zhǔn)則,滑帶土強(qiáng)度受巖體力學(xué)參數(shù)控制;

⑤下一條塊的剩余下滑力傾角應(yīng)與上一條塊的滑動(dòng)面傾角一致;

⑥沿整個(gè)滑動(dòng)面只滿足靜力平衡條件。

2.2 傳遞系數(shù)法的基本計(jì)算公式

傳遞系數(shù)法計(jì)算示意圖如圖1所示,穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算公式如式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)所示:

其中,每條塊間的傳遞系數(shù)為Ψi=cos(αi-αi+1)-sin(αi-αi+1)tanφi+1。

以上各式中:

Si—第i塊段滑體的縱斷面面積(m2);

γ—滑體的容重(kN/m3);

Ψi—第i條塊的剩余下滑力傳遞至第i+1條塊時(shí)的傳遞系數(shù);

Pi—第i條塊剩余下滑力的合力(KN);

Ri—作用于第i段的抗滑力(KN/m);

ci—第i條土的粘聚力聚力(KPa);

Li—第 i條塊長度(m);

αi—第 i條塊的滑面傾角(°);

Fs—坡體穩(wěn)定性系數(shù);

Ψi—條塊i滑帶土的內(nèi)摩擦角(°)

圖3 傳遞系數(shù)法計(jì)算示意圖

2.3 計(jì)算剖面的選取

計(jì)算剖面的選取應(yīng)遵循以下原則:

①剖面盡可能最大清晰地體現(xiàn)整個(gè)滑坡體的基本形態(tài);

②選取的剖面應(yīng)具有代表性,能反映滑坡體明顯的變形破壞特征;

③巖土的物理力學(xué)參數(shù)應(yīng)較為真實(shí)可靠,能較直觀地反映其真實(shí)狀況。

根據(jù)上述選取原則,綜合考慮滑坡區(qū)實(shí)際變形破壞情況,選取兩條典型剖面1-1’和2-2’進(jìn)行穩(wěn)定性分析計(jì)算,剖面走向與坡體關(guān)系呈順向,滑面呈折線型,采用基于極限平衡理論的傳遞系數(shù)法公式進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算,計(jì)算條塊的選取主要依據(jù)滑面傾角、地面形態(tài)等因素。計(jì)算條塊劃分如圖4、圖5所示。

圖4 剖面計(jì)算示意圖

圖5 剖面計(jì)算示意圖

2.4 計(jì)算工況的選取

根據(jù)滑坡體當(dāng)前的穩(wěn)定情況,考慮降雨、人類工程活動(dòng)等因素的影響,在對(duì)選定的典型剖面進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算分析時(shí),按以下兩種工況來考慮:

工況一:自重(天然狀態(tài))

為滑坡體處于自重狀態(tài)下的穩(wěn)定性情況,該工況用于評(píng)價(jià)滑坡體目前的穩(wěn)定性。

工況二:自重+暴雨(飽和狀態(tài))

這種工況為最不利組合,用于評(píng)價(jià)降雨和自身重力條件下該滑坡體的穩(wěn)定性情況。

由于在對(duì)該滑坡區(qū)進(jìn)行勘察期間通過鉆孔觀察,未發(fā)現(xiàn)有穩(wěn)定的地下水位。故在進(jìn)行天然狀態(tài)工況計(jì)算時(shí)坡體按無水考慮,暴雨?duì)顟B(tài)下按全飽和計(jì)算。

在地震烈度不小于VII度的滑坡區(qū)應(yīng)考慮水平地震力的作用,該滑坡區(qū)地震烈度為VI度,同樣可不予考慮。

2.5 計(jì)算參數(shù)及安全系數(shù)選取

計(jì)算參數(shù)的選取,特別是內(nèi)聚力C、內(nèi)摩擦角值的選取是穩(wěn)定性分析計(jì)算的重要環(huán)節(jié)。本次穩(wěn)定性分析定量計(jì)算參數(shù)的選取主要通過以下幾種途徑:

①反算法,根據(jù)邊坡穩(wěn)定狀態(tài)假定穩(wěn)定系數(shù),已滑滑面假定穩(wěn)定性系數(shù)為0.98,原地貌潛在的軟弱結(jié)構(gòu)面假定穩(wěn)定性系數(shù)為1.05~1.10。

②根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范及相鄰場地已有的對(duì)滑坡的整治經(jīng)驗(yàn)。

③工程類比法。

④室內(nèi)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)

a.滑體參數(shù)確定

滑坡滑體主要為碎石土,根據(jù)現(xiàn)場勘察作業(yè)進(jìn)行取樣,滑體重度值由室內(nèi)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)值及根據(jù)所在地區(qū)情況綜合進(jìn)行確定,天然狀況下的滑體重度γ=19kN/m,飽和狀況下的滑體重度為19.5 kN/m。

b.滑帶土C、Φ值參數(shù)確定

通過室內(nèi)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)、反演及類似工程統(tǒng)計(jì)等綜合手段,滑帶土為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖,天然狀況下C=13.5kPa,Φ=23.6°,飽和狀況下 C=11.8kPa,Φ=20.3° 。

c.計(jì)算安全系數(shù)的選取

在《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB 10025-2006)中,用傳遞系數(shù)法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算時(shí),一般將安全系數(shù)定為1.05~1.25。由于本滑坡整治的保護(hù)對(duì)象為高速公路及附近范圍內(nèi)的民房,根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGTD30-2004)第7.2.2條第1款有關(guān)規(guī)定,計(jì)算時(shí)安全系數(shù)分別為:

工況一:自重(天然狀態(tài))為1.25;

工況二:自重+暴雨(飽和狀態(tài))為1.15。

2.6 計(jì)算結(jié)果及分析

根據(jù)傳遞系數(shù)法計(jì)算公式,代入分析、整理所取得的巖土物理力學(xué)參數(shù),計(jì)算滑坡體各剖面在不同工況下的穩(wěn)定系數(shù)及剩余推力。詳細(xì)計(jì)算結(jié)果如表1、表2、表3、表4所示。

1-1‘剖面天然狀況計(jì)算表 表1

由表可知,1-1'、2-2'剖面的穩(wěn)定系數(shù)在天然狀態(tài)下均大于1,說明該滑坡在目前天然狀態(tài)下處于較為穩(wěn)定的狀態(tài);在自重和暴雨的作用下,兩個(gè)剖面的穩(wěn)定系數(shù)均小于1,1-1'剖面穩(wěn)定系數(shù)下降幅度更加明顯。且通過對(duì)比剩余下滑力計(jì)算表發(fā)現(xiàn),相對(duì)于天然狀態(tài),飽和狀態(tài)下剩余下滑力顯著增大,1-1'剖面的表現(xiàn)尤其明顯,增長幅度接近一倍。不能滿足相關(guān)的安全系數(shù)規(guī)定,說明該滑坡在自重和暴雨?duì)顟B(tài)下已經(jīng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)定量分析該滑坡的穩(wěn)定性情況,必須及時(shí)采取工程整治措施,以避免出現(xiàn)新的滑動(dòng)變形,確保在建高速公路的正常施工和附近居民、設(shè)施的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1-1‘剖面飽和狀況計(jì)算結(jié)果表 表2

2-2‘剖面天然狀況計(jì)算結(jié)果表 表3

2-2‘剖面飽和狀況計(jì)算結(jié)果表 表4

3 數(shù)值模擬滑坡穩(wěn)定性分析及計(jì)算

通過對(duì)選取的典型剖面1-1’、2-2’運(yùn)用傳遞系數(shù)法計(jì)算,對(duì)手爬巖隧道洞口滑坡段穩(wěn)定性情況進(jìn)行了初步計(jì)算分析。通過數(shù)值模擬的方法對(duì)最不利工況二進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性分析,根據(jù)剖面代表性和初步計(jì)算分析結(jié)果,發(fā)現(xiàn)1-1’剖面在飽和狀況下下滑力增長幅度最為明顯,故選擇1-1’為典型剖面對(duì)滑坡進(jìn)行穩(wěn)定性數(shù)值模擬。

選擇1-1’剖面進(jìn)行建模,模型后緣邊界延伸是滑坡所在剖體頂位置,模型前緣直抵?jǐn)M建暗洞路基處,F(xiàn)LAC3D模型示意圖如圖6所示。

圖6 1-1’剖面模型劃分示意圖

3.1 邊界條件的確定

本次模擬采用二維模型建模,沿X方向長度為175m,沿Y方向高度為105m。模型邊界條件為前后在水平方向進(jìn)行約束,底部在豎直方向進(jìn)行約束。

3.2 模型物理力學(xué)參數(shù)的確定

根據(jù)洞口滑坡段的地質(zhì)資料及室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果,參考巖體力學(xué)手冊(cè)及類似工程,物理力學(xué)參數(shù)的確定如表5所示。

模型物質(zhì)參數(shù)組成表(飽和) 表5

3.3 工況2時(shí)的滑坡數(shù)值模擬分析

圖7為滑坡在飽和工況下的總位移云圖,可以看出,在飽和工況下位移增長幅度更加顯著,位移變形主要出現(xiàn)在坡體覆蓋層,下伏基巖整體未出現(xiàn)滑動(dòng)。坡腳至前緣處位移值最大,同自然工況相比距離明顯增大。圖中顯示最大位移已達(dá)1.43m,說明在此狀況下坡體在該處已經(jīng)發(fā)生變形破壞,已經(jīng)沿潛在滑動(dòng)面滑移變形。出現(xiàn)大面積變形破壞的原因是在暴雨作用下,降水的不斷滲入導(dǎo)致巖土體強(qiáng)度大幅降低,土體所受剪應(yīng)力超過其抗剪強(qiáng)度時(shí),從而導(dǎo)致變形破壞。

圖7 飽和工況下的位移云圖

圖8 飽和工況下的滑坡最大主應(yīng)力云圖

圖9 飽和工況下的滑坡最大主應(yīng)力云圖

圖7、8為飽和工況下的最大、最小主應(yīng)力云圖??梢钥闯鰪纳喜恐疗履_位置應(yīng)力逐漸增大,應(yīng)力等值線在下伏基巖面整體比較平滑,且互相平行。坡體覆蓋層與強(qiáng)風(fēng)化層在接觸面處等值線存在部分不均勻,應(yīng)力集中現(xiàn)象較天然工況明顯。出現(xiàn)這種情況的原因是此處巖土體物理力學(xué)強(qiáng)度較低,導(dǎo)致應(yīng)力分布不均勻。坡體一定區(qū)域出現(xiàn)拉應(yīng)力分布區(qū),主要位于坡體堆積體外側(cè),大量降雨入滲不斷軟化土體,由于土體抗拉能力很差,坡體易受到張拉破壞。

圖10 飽和工況下的剪切應(yīng)變?cè)隽吭茍D

圖10為飽和工況下的剪切應(yīng)變?cè)隽吭茍D,同天然狀況對(duì)比,剪切應(yīng)變范圍明顯增大,剪切應(yīng)變?cè)隽恐狄灿辛舜蠓鹊脑黾?。剪切?yīng)變?cè)谄麦w整個(gè)區(qū)域均可見分布,坡體自上而下剪切應(yīng)變?cè)隽恐挡粩嘣龃?,在坡體前緣及坡腳處表現(xiàn)最為明顯。坡體容易沿潛在滑動(dòng)面滑移破壞。圖中可以看出潛在滑動(dòng)面位置,位于坡體覆蓋層與強(qiáng)風(fēng)化基巖接觸面,與勘察鉆孔作業(yè)所體現(xiàn)的情況基本吻合。在此工況下,覆蓋層土體強(qiáng)度急劇下降,所受剪應(yīng)力值超過其抗剪強(qiáng)度,整體性發(fā)生破壞。

圖11 飽和工況下的塑性分布區(qū)示意圖

圖11為飽和工況下的塑性分布區(qū)示意圖,從圖中可以看出,相比自然工況,在飽和工況下坡體塑性分布區(qū)范圍明顯增大,整體呈現(xiàn)貫通跡象,由坡體中部延伸至坡腳處。由于暴雨作用下大量降水滲入,坡體內(nèi)巖土體的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角強(qiáng)度指標(biāo)大幅下降,在土體力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)降低的基礎(chǔ)上,自重和降水的作用使坡體內(nèi)的應(yīng)力情況發(fā)生改變,當(dāng)剪應(yīng)力超過巖土體抗剪強(qiáng)度時(shí),從而發(fā)生剪切屈服破壞。

3.4 穩(wěn)定性計(jì)算分析

采用的FLAC3D對(duì)坡體1-1’剖面在工況二下的穩(wěn)定性系數(shù)進(jìn)行了求解,求解結(jié)果如表6所示。

穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算結(jié)果表 表6

通過對(duì)洞口滑坡段進(jìn)行FLAC3D數(shù)值模擬,得出在工況2下穩(wěn)定性系數(shù)是0.959,這與瑞典條分法得出的穩(wěn)定性系數(shù)0.986相比較接近,兩者相互驗(yàn)證,進(jìn)一步說明了在暴雨等惡劣天氣條件下,洞口滑坡越來越明顯,可能會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)現(xiàn)象,故需要做好滑坡防治措施。

4 洞口滑坡處理方法

針對(duì)手爬巖隧道施工可能造成邊仰坡山體出現(xiàn)滑移的風(fēng)險(xiǎn),可采用以下方案處理:①超前注漿加固;②抗滑樁加固;③套拱加長、填土反壓三種治理方案比選。

4.1 方案一:地表打鋼花管注漿加固滑移山體

隧道開挖外輪廓兩側(cè)13m,拱頂以上10m范圍內(nèi),采用φ108鋼花管,進(jìn)行深層注漿。手爬巖隧道出口暗洞范圍內(nèi)洞頂采用φ108鋼花管注漿加固,D2K129+535~D2K129+475段長60m,布置多排,如圖12所示。

圖12 地表打鋼花管注漿

4.2 方案二:洞口設(shè)置抗滑樁

為抵擋山體的滑移、垮塌,在隧道明洞范圍內(nèi)施做2排20根1.5×2.5~2×3m抗滑方樁,樁間距6 m??够瑯缎枰^固至巖石層中,抗滑樁長度16~28m不等。

4.3 方案三:加長套拱填土反壓

隧道大管棚施工完成后,將原有套拱基腳施工完成,左洞增加10m套拱,右洞增加10m套拱。再施工明洞,在套拱頂和明洞頂填土反壓。其中由于套拱處地基仍然為軟弱粘土,需要在套拱底打設(shè)3排注漿φ42小導(dǎo)管進(jìn)行基礎(chǔ)加固。

三種治理方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)如下:

①注漿加固屬于主動(dòng)支護(hù),通過漿液在巖土體中的滲透、充填、擠密、劈裂等作用,在漿液凝固后能改善巖土體的力學(xué)強(qiáng)度參數(shù),提高滑坡的整體穩(wěn)定性,但手爬巖隧道洞口主要為泥質(zhì)砂巖,含水量大,土質(zhì)松散,注漿加固質(zhì)量難以保證。

②抗滑樁具有可以靈活選用樁位(單排或多排,單獨(dú)或結(jié)合其他工程使用)、施工方便、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),并可根據(jù)挖孔揭示的滑面(帶)產(chǎn)狀情況隨時(shí)修改設(shè)計(jì)以符合實(shí)際需要之優(yōu)點(diǎn)。但抗滑樁需分序施工,工期較長,且工程造價(jià)較高。

③在滑坡的主滑和牽引段挖方減重,在抗滑段及前緣反壓是最經(jīng)濟(jì)有效的處理方案。加長套拱和填土反壓方案符合隧道施工“早進(jìn)晚出”原則,避免了對(duì)山體的大挖大刷,使隧道洞口周圍的植被得到妥善保護(hù),維護(hù)原有的生態(tài)地貌,且成本較小,但由于滑坡范圍較大,處理效果有限。

三種方案對(duì)比如表7。

序號(hào) 項(xiàng)目 施工難易 施工進(jìn)度 處理效果1 地表打鋼花管注漿加固滑移山體 復(fù)雜 工期長 難以保證2 洞口設(shè)置抗滑樁 較復(fù)雜 工期較長 較好3 套拱加長,填土反壓 易操作 工期短 有限

綜合考慮方案的可靠性、耐久性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性,對(duì)社會(huì)環(huán)境的影響及施工的難易程度等特點(diǎn),采用抗滑樁與套拱加長、填土反壓相結(jié)合的施工方案對(duì)洞口滑坡段進(jìn)行整治,具體實(shí)施如下:

①在D2K129+689-D2K129+713.5右側(cè)設(shè)置1#和2#預(yù)加固樁,預(yù)加固樁樁徑2m3m,樁間距5m,1#樁長22m,2#樁長25m,于線路左側(cè)設(shè)置3#~7#預(yù)加固樁,預(yù)加固樁樁徑2m3m,樁長28m,樁間距5m。先進(jìn)行預(yù)加固樁施工,待樁體經(jīng)檢測滿足設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行暗洞施工。

②隧道出口明洞長度由原來的125m增至135m,明暗分界里程調(diào)整至D2K129+710位置,明暗分界處超前大管棚長度調(diào)整為40m長,采取不對(duì)稱設(shè)置,管棚環(huán)向間距0.4m,共52根,導(dǎo)向墻應(yīng)嵌入基巖不小于1m。

③D2K129+670-D2K129+710段初期支護(hù)中型鋼鋼架間距由0.8m調(diào)整0.6m;該段位于土層中的拱頂部分,采用Φ42小導(dǎo)管代替系統(tǒng)錨桿進(jìn)行注漿加固。

5 監(jiān)測結(jié)果

圖13 深部位移及錨索應(yīng)力監(jiān)測布置平面圖

圖14 錨索應(yīng)力監(jiān)測示意圖

圖15 JCK-1累計(jì)位移-深度曲線圖

圖16 JCK-1滑動(dòng)面移動(dòng)速率-時(shí)間變化圖

對(duì)手爬巖隧道出口滑坡段進(jìn)行上述施工技術(shù)處理后,實(shí)現(xiàn)對(duì)洞口滑坡段進(jìn)行定期深部位移、支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力等監(jiān)測。其中深部位移主要在坡體范圍內(nèi)布置,使用測斜儀進(jìn)行測量;支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力監(jiān)測為錨索框格梁的預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力監(jiān)測。具體詳細(xì)監(jiān)測布置圖如圖13、圖14所示。

5.1 深部位移監(jiān)測

在坡體范圍內(nèi)共布置監(jiān)測點(diǎn)10個(gè),每個(gè)監(jiān)測孔深為25m。每周觀測兩次,取兩次觀測平均值作為該周統(tǒng)計(jì)觀測值,本次深部位移監(jiān)測共進(jìn)行23次。下面以典型的監(jiān)測孔JCK-1為例進(jìn)行分析,該孔的累計(jì)位移-深度曲線及滑動(dòng)面處移動(dòng)速率情況如圖15、16所示。

綜合JCK-1累計(jì)位移-深度曲線圖、滑動(dòng)面移動(dòng)速率變化圖可得知,累計(jì)位移深度從孔口至孔底總體呈現(xiàn)逐漸遞減的趨勢。這是由于孔口處受施工開挖引起的擾動(dòng)較大引起的。從曲線圖中可以看出,在孔深為11.5m處左右,累計(jì)位移值普遍達(dá)到最大值,說明此處為潛在的滑動(dòng)面,與先前數(shù)值模擬得出的結(jié)果較為吻合。在觀測初期位移變化較為緩慢,移動(dòng)速率曲線圖得知初期滑動(dòng)面移動(dòng)速率近乎為0。在整治工程開始大規(guī)模施工后,位移的變化速率明顯,特別是在此期間時(shí)常出現(xiàn)降雨天氣,進(jìn)一步加快了位移變化速率。從移動(dòng)速率變化圖看出,移動(dòng)速率最高達(dá)到0.7mm/d。在2015年11月中下旬預(yù)應(yīng)力錨索完成張拉后,可以看出變化速率有了明顯減緩,雖然出現(xiàn)一定反彈,但幅度和之前相比明顯減弱,最后趨于收斂。12月21日最后一期監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,孔口處至滑動(dòng)面的累計(jì)位移值有了一定的減少,說明整治工程中的支擋結(jié)構(gòu)起到了一定的作用,整治效果是較為理想的。

各監(jiān)測點(diǎn)錨索預(yù)應(yīng)力監(jiān)測反饋表(2016年6月) 表8

各監(jiān)測點(diǎn)錨索預(yù)應(yīng)力監(jiān)測反饋表(2016年7月) 表9

5.2 錨索應(yīng)力監(jiān)測

將錨索錨固力監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置在1-1剖面上,設(shè)置三個(gè)監(jiān)測點(diǎn),安裝時(shí)將測力計(jì)安放在鋼墊板與錨具之間的位置。三個(gè)測力計(jì)按照編號(hào)MS-1、MS-2、MS-3順序進(jìn)行監(jiān)測。

在監(jiān)測頻率上,在整治工程實(shí)施期間頻率為一周一次,竣工投入運(yùn)營后,正常情況下為一個(gè)月一次,天氣情況較為惡劣等特殊情況下加大監(jiān)測力度。

以竣工投入運(yùn)營后的2016年6月、7月兩個(gè)監(jiān)測數(shù)據(jù)為例,進(jìn)行分析。每月末監(jiān)測值情況如表8、9所示。所有監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測值變化曲線圖如圖17所示。

從圖中可以看出,6月18日至25日這一周內(nèi),由于當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)強(qiáng)降雨,水較多滲入坡體,坡體自重增大導(dǎo)致下滑力增大,錨索應(yīng)力值也隨之增大,監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)力值增長幅度普遍較大。此后由于天氣好轉(zhuǎn),所有監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)力值增長幅度明顯放緩,但由于尚未進(jìn)入旱季,加上水的滲入作用仍有持續(xù),應(yīng)力值并未出現(xiàn)明顯下降,但從圖中的信息可以得知,應(yīng)力值普遍趨于收斂,說明坡體整體趨于較為穩(wěn)定的狀態(tài)。

圖17 錨索應(yīng)力值變化示意圖

MS-3監(jiān)測點(diǎn)錨索應(yīng)力值損失幅度較大,明顯高于其他兩個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因主要是該監(jiān)測點(diǎn)下部土體松散程度較大,結(jié)構(gòu)面處節(jié)理裂隙發(fā)育,同時(shí)在該監(jiān)測點(diǎn)處附近一定距離內(nèi)時(shí)常進(jìn)行施工作業(yè),因此帶來了一定程度的擾動(dòng),而擾動(dòng)沖擊對(duì)預(yù)應(yīng)力值的影響程度很大。但通過這兩期監(jiān)測數(shù)據(jù)來看,該點(diǎn)預(yù)應(yīng)力損失百分比有了一定程度的減少,說明該處預(yù)應(yīng)力損失情況得到一定的緩解。

6 小結(jié)

根據(jù)計(jì)算和數(shù)值模擬結(jié)果,提出了滑坡處理措施。根據(jù)滑坡當(dāng)前的狀態(tài),提出了以抗滑樁與加長套拱相結(jié)合為主,同時(shí)以截排水、錨索框格梁等措施為輔的方案。通過現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)對(duì)整治效果進(jìn)行分析評(píng)價(jià),選取深部位移監(jiān)測和預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力值監(jiān)測。深部位移監(jiān)測的結(jié)果顯示,位移最大處為潛在滑動(dòng)面位置,與勘察和模擬結(jié)果基本吻合,驗(yàn)證了先前工作的準(zhǔn)確性。在整治工程施工期間,變形速率有所上升。在完成施工后,速率明顯下降,曲線逐漸趨于收斂,說明整治措施較為有效;錨索應(yīng)力監(jiān)測同樣反映出整治措施取得了良好的成效,最后隧道順利完成進(jìn)洞施工,有效控制了山體滑坡與洞口坍塌風(fēng)險(xiǎn)。

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