陳 真
(中鐵十四局集團第三工程有限公司,山東 濟南 250300)
滑坡是指斜坡上的土體或者巖體,受河流沖刷、地下水活動、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影響,在重力作用下,沿著一定的軟弱面或者軟弱帶,整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現(xiàn)象。清云(清遠至云?。?高速公路建設過程中,同樣面臨滑坡問題的困擾,技術人員通過嚴格的勘測和分析,通過抗滑樁與錨索聯(lián)合應用的方式實現(xiàn)了有效的滑坡治理,其經(jīng)驗具有較高的參考價值。
清云(清遠至云浮) 高速公路TJ3 標段,全長13.0 km,在K33+438~+615 右側存在路塹滑坡。經(jīng)測定,發(fā)現(xiàn)該滑坡主要因水的作用導致,滑坡以及附近區(qū)域地下水,主要由空隙滲透而來,另有部分基巖裂隙水。上層砂巖厚度大,受到風化作用和人員活動影響,致密性差,透水性、含水性較強。中層主要為花崗巖,隔水性理想,深層基巖成分復雜,部分巖體碎裂或存在裂縫,含水量較大(圖1)。
技術人員對滑坡坡腳部分進行勘察,設置深度為7-13m的鉆孔,未發(fā)現(xiàn)地下水。對收集所獲數(shù)據(jù)進行加工,將滑坡分為兩個主要區(qū)域,包括新滑坡區(qū)和舊有滑坡區(qū),新滑坡區(qū)長度較大,約為210m,且存在一定的不穩(wěn)定性,可能受到天氣條件影響進一步擴大;舊有滑坡區(qū)長度較小,約為140m,其穩(wěn)定性較新滑坡區(qū)略高,但也存在破壞擴大的可能。為保證施工安全,需進行滑坡治理。
圖1 滑坡地質構造圖
在清云高速建設過程中,勢必牽涉到邊坡開挖問題,考慮到K33+438~+615 右側存在路塹滑坡,同時滑坡周邊存在超高壓輸電線路和桿塔(圖2),為保證施工安全、周邊區(qū)域安全,經(jīng)施工方和建設方等部門分析,發(fā)現(xiàn)三個因素是導致滑坡出現(xiàn)的主要原因,即地質因素、人員活動因素和水的影響。地址構造方面,該滑坡處存在大量的砂質巖體,碎裂程度高,中層雖能實現(xiàn)隔水,但降低了上部和基巖的整體性,增加了結構的不穩(wěn)定性[1]。下部的軟弱夾層則導致抗位移能力下降。人員活動因素的影響包括瞬時影響和長期影響兩種。瞬時影響指強烈活動導致的巖體、土體短時間形變,如施工便道開挖工程中,大型機械造成的擾動[2]。長期影響為車輛通行、人員小規(guī)模破壞等。水對滑坡的作用主要以地質構造特殊性為基礎,如滲水破壞等。
圖2 滑坡區(qū)域基本態(tài)勢
針對滑坡治理的一號方案,為一排錨索樁(三級平臺)+錨桿、錨索以及鋼錨管、鋼花管框架。該方案下,邊坡坡率為1:1.5~1:0.75,每個級別的高度均為10 米,設置三級平臺,每集平臺的寬度根據(jù)邊坡具體態(tài)勢確定,以便于施工為基礎,多在2~10 米之間。一級坡設置四排錨桿(型號:φ32) 應對淺層部分可能出現(xiàn)的后續(xù)形變和破壞,二級坡設置四排錨桿(型號:φ32),針對淺層和中淺層部分可能出現(xiàn)的破壞和形變進行控制。三級坡設置四排斜向鋼錨管(型號:φ50),控制樁前土體可能出現(xiàn)的位移和形變問題,四級以及以上坡體,均采用錨索(型號:5φ15.24) 進行穩(wěn)定,排數(shù)3~9 排不等,避免滑坡土體、巖體向周邊位置蔓延,尤其是山側位置。平臺方面,應用抗滑樁(φ2.2m) 加固,在樁頂位置通過貫梁進行連接,應用2 排錨索(型號:5φ15.24)進行加強,在各處碎落臺,應用豎向鋼花管(型號:φ89*4.5) 進行固定。
針對滑坡治理的二號方案,為兩排錨索樁+錨桿、錨索以及鋼錨管框架,設一級~四級平臺。該方案下,邊坡坡率為1:1.5~1:0.75,每個級別的高度均為10 米,設置三級平臺,每集平臺的寬度根據(jù)邊坡具體態(tài)勢確定,以便于施工為基礎,多在2~10 米之間。二級以下邊坡設計與一號方案相同,三級邊坡改用3 排錨索(型號:5φ15.24) 進行滑坡中央部位的加強,四級邊坡應用斜向鋼錨管(型號:φ50) 做加強,控制樁前土體可能出現(xiàn)的位移和形變問題。五級以上邊坡,應用錨索(型號:5φ15.24) 進行山體周邊裂縫位置的穩(wěn)定,排數(shù)3~6 排不等。平臺方面的加固方式與一號方案相同,應用抗滑樁(φ2.2m) 加固,在樁頂位置通過貫梁進行連接,應用2 排錨索(型號:5φ15.24) 進行加強。
對兩套方案進行對比,可發(fā)現(xiàn)二號方案造價較高,總支出超過一號方案110 萬元左右,其上部結構的設計更復雜,穩(wěn)定性更為突出,抗滑樁和錨索框架的存在,有效穩(wěn)定了滑坡周邊總體山體結構,可限制其形變和裂縫破壞,這對超高壓輸電線路的工作安全價值突出。下部設計與一號方案較為類似,但優(yōu)化了平臺建設方案,以更多的錨索樁控制土地和巖體的位移,提升了安全性。綜合來看,二號方案更為理想,可作為該段滑坡治理的可行選擇。
二號方案將滑坡分為四個等級,其坡形坡率、高度和平臺寬度如表1 所示:
表1 坡形坡率等設計參數(shù)
對滑坡的基本加固措施即(2.3) 所述兩排錨索樁+錨桿、錨索以及鋼錨管框架加固,結合坡率、坡形,針對設計要求進行加固,做好材料的檢查和施工規(guī)范處理。在此基礎上,額外強調排水設計和綠化加固。排水設計的主要作用是應對上層巖體和土層碎裂嚴重、滲水率高的問題,綠化加固主要強調通過植物加固土體。設計長600 m 的截水溝渠,并設計750m 長的平臺水渠,通過吊溝連接兩處設置,出現(xiàn)強降水時,截水溝渠可將水轉移至平臺水渠,給予集中處理,避免滲透。另外在碎落臺設置若干小型排水孔,將水引至別處,避免滲透至基巖處,影響土體和巖體的穩(wěn)定性。植物以草木植物為主,在整個道路周邊、滑坡周邊廣泛栽植,利用其固坡能力加強設計效果[3]。此外,額外采用注漿加固的方式,提升巖體的物理性能和剛度,確保鋼錨管密閉性良好的情況下,進行注漿,采用硅酸鹽水泥漿,水灰比0.5:1,取三管灌注方式,利用泥漿泵和氣壓泵,以22.0MPa 壓力分別進行2 次注漿,實現(xiàn)地下土體和巖體結構的加固。
滑坡治理完成后,工程建設如期進行,未發(fā)生滑坡、坡體大面積位移問題,超高壓線路的運行工作也未受到影響。坡體整體位移0.33 cm,沉降0.06 cm,均符合高速公路建設的一般標準,后續(xù)使用也未出現(xiàn)異常。對本次治理工作進行總結,給出需要注意的問題包括前期測量準備、軟弱巖體和土層的針對性處理,異常數(shù)據(jù)收集分析三個方面。前期測量準備必須充分了解滑坡的基本狀態(tài)、成因以及后續(xù)可能出現(xiàn)的持續(xù)性破壞,以擬定更具針對性的處理方案。軟弱巖體和土層,需應用多項技術給予加強,包括基本的錨索框架梁和抗滑樁,也包括灌注加固,以提升加固效果。異常數(shù)據(jù)收集分析有助于了解治理態(tài)勢,從而及時進行問題的優(yōu)化,保證工作質量。
綜上,現(xiàn)代公路建設面臨復雜的地形條件困擾,為保證工程質量、施工安全,需要綜合運用各類技術。在清云高速K33 滑坡的治理中,施工部門組織技術人員對該滑坡進行了詳細的分析調查,根據(jù)實際需要草擬方案進行評估,以抗滑樁與錨索聯(lián)合應用作為基本思路,最終選取兩排錨索樁+錨桿、錨索以及鋼錨管框架的方案,通過不同坡面的針對處理和常規(guī)基本措施完成了加固,效果理想。