李成強(qiáng),周科,陳濤
(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司,貴州 貴陽 550081)
滑坡區(qū)為侵蝕型低中山地形,區(qū)域西部和東南部分布溪溝,兩溪溝均向南西徑流后匯入樂旺河。西部和東南部溪溝下游段其豐水期流量分別為10.0L/s、20.0L/s,豐枯季變化較大,枯季干涸。
場區(qū)屬于亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候。年平均氣溫15.3℃,一月平均氣溫4.9℃,七月平均氣溫24.0℃,最高氣溫39.4℃,最低氣溫-7.8℃。年平均降雨量1248mm,且多集中在每年5~8 月,占年平均降雨量60%左右,日最大降雨量243.8mm。根據(jù)氣象局提供資料顯示:2021 年5 月2 日至7 月28 日,累計降雨量為632.2 毫米。降雨日數(shù)42 天,晴熱少雨日數(shù)46 天。期間主要出現(xiàn)2 次強(qiáng)降雨過程,分別為5 月22 日夜間降雨(累計降雨44.7mm)、6 月26 日至7 月2 日持續(xù)性強(qiáng)降雨(累計降雨252.3mm)。
場區(qū)地處貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū),巖層產(chǎn)狀為單斜坡構(gòu)造,產(chǎn)狀300°∠13°。
根據(jù)鉆探等相關(guān)地質(zhì)勘察資料,覆蓋層為殘坡積層(Qel+dl)含碎石粉質(zhì)粘土:灰褐、松散狀,一般厚0~7.0m;粉質(zhì)粘土夾塊石:灰褐、黃褐色,塊石成分以灰?guī)r、白云巖為主,塊徑0.2~2.0m,一般厚3.0~5.0m;基巖為寒武系下統(tǒng)牛蹄塘-明心寺組(∈1n+m)粉砂質(zhì)泥巖夾炭質(zhì)泥巖。
滑坡區(qū)場地地表水發(fā)育,以兩側(cè)山脊為界呈一個匯水面,坡面水多呈散流狀向地勢低洼處匯集后匯于谷底現(xiàn)有排水溝內(nèi)排泄。根據(jù)調(diào)繪結(jié)果,泉點(diǎn)S2 位于K11+472 右側(cè)50m 處,調(diào)查期間流量Q=0.2~0.5L/s,調(diào)訪最大流量Q=3.0L/s。根據(jù)鉆孔水位測量,受地形制約,場地水力梯度較大,無統(tǒng)一的潛水面,其水位受降雨影響較大,豐水期水位埋藏較淺,枯水期埋藏較深。
滑坡后緣位于K11+260~K11+480 右側(cè)約170.0m;滑坡前緣位于路線左側(cè)約60m 原國道G354 處,前后緣高差約62m。該滑坡體長約250m,寬約150m,滑坡面積約24641 m2,厚度9.0~11.0m,滑坡體積約24 萬m3,為中型滑坡。
經(jīng)現(xiàn)場調(diào)繪及測量發(fā)現(xiàn),滑坡主滑方向180°?;卵刂骰较蜷L250m,橫向最大寬度150m,滑坡前后緣高差62m,平面上呈“圈椅狀”。后緣裂縫寬3cm,延伸長度30m,見下沉現(xiàn)象;坡體上有多處裂縫,滑坡左側(cè)邊緣沉降錯位明顯,最大錯臺高度0.3m,縫寬0.1~0.3m,裂縫深度1.0m;滑坡中部橫向裂縫,最大縫寬20cm,下挫0.3~0.5m,測量深度約1.2m,兩側(cè)延展長約150m;滑坡前緣最初位于邊坡開挖坡腳處,滑坡發(fā)生后40 天左右(7 月中旬)采取在滑坡前緣進(jìn)行反壓措施,前緣耕地和房屋開裂變形。
滑體厚度9.0~11.0m,主要由強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖夾炭質(zhì)泥巖、含碎石粉質(zhì)粘土及粘土夾塊石組成。
據(jù)深部位移監(jiān)測數(shù)據(jù),滑坡上部JCK2 孔口自2021年8 月11 日以來累積位移量為8.27mm,滑坡中前部JCK1 孔口在2021 年9 月13 日降大雨后,次日監(jiān)測位移量為7.01mm,在距孔口16.5m 處有滑動面。綜合分析,該滑坡屬中型-淺層牽引式滑坡?;禄嫖挥陲L(fēng)化分界面處,主滑動面埋深9.0~11.0m。
圖1 JCK1 位移-時間(速率)變化曲線
圖2 JCK2 位移-時間(速率)變化曲線
滑床主要為強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖夾炭質(zhì)泥巖(強(qiáng)風(fēng)化界線),局部為含碎石粉質(zhì)粘土和粘土夾塊石。
(1)地形地貌。滑坡區(qū)位于斜坡上,自然坡度為10°~15°,前緣和后緣地形高差約27m,前緣開闊,整體呈下陡中緩上陡,為滑坡產(chǎn)生了有利的地形條件。
(2)地層巖性?;聟^(qū)土層為含碎石粉質(zhì)粘土、粘土夾塊石,厚度為3.0~5.0m,強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖夾炭質(zhì)泥巖為易滑巖組,遇水易軟化,使巖體物理力學(xué)指標(biāo)和穩(wěn)定性進(jìn)一步降低。
(3)水的作用。雨季5-7 月累計降雨量為632.2mm,降雨過程持續(xù)性長,自然斜坡巖土體在強(qiáng)降雨及連續(xù)降雨作用下,低洼的地形使降雨快速入滲,使坡體下滑力增大,抗滑力急劇減小,穩(wěn)定性急劇降低。
(4)人為因素。滑坡中部公路旁為當(dāng)?shù)鼐用裥藿ǚ课輹r進(jìn)行了開挖平場,且棄土直接堆置在坡體,致使局部形成積水區(qū)域,雨水直接向坡體下滲,棄土使公路邊溝堵塞排水不暢,導(dǎo)致地表水直接沖刷坡體。
根據(jù)監(jiān)測成果,滑坡初期處于蠕動變形階段,后期對坡腳反壓后現(xiàn)處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。結(jié)合滑坡山體變形跡象,采用GEO5 軟件對典型斷面進(jìn)行計算分析,其中剩余下滑力按不平衡推力法(隱式)計算,結(jié)果如表1所列。
表1 剩余下滑力計算結(jié)果
根據(jù)計算結(jié)果,滑坡計算穩(wěn)定性系數(shù)小于安全系數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn),要采取必要的工程措施才能保證滑坡的穩(wěn)定性。
通過對滑坡變形破壞機(jī)理綜合計算和分析,擬定的處理方案為2 個:
具體處治治理措施:第一級邊坡采用1:0.75 放坡后內(nèi)側(cè)采用長18~20m 的直徑2m 圓樁抗滑樁固腳,外側(cè)坡面用實(shí)體護(hù)面墻封閉,第二~級邊坡按照1:1~1:1.5放坡后采用錨索框架植草結(jié)合錨桿掛網(wǎng)噴射砼防護(hù),對滑坡后緣裂縫用水泥砂漿進(jìn)行封堵,治理方案總金額約為673.59 萬元。
具體處治治理措施:山體滑坡變形后,為了減緩變形,坡腳進(jìn)行了反壓回填??紤]路線的平面、縱面指標(biāo)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況,將該段平面往左側(cè)調(diào)整。改線后路線長度較原設(shè)計增長86.633m,但平面指標(biāo)有所降低,最小圓曲線半徑由原設(shè)計125m 調(diào)整為65m,縱坡由原設(shè)計最大-5.503%調(diào)整為-6.2%,平縱指標(biāo)仍滿足國道二級公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)現(xiàn)場地形條件,在路線左側(cè)設(shè)置10m 高路肩墻,路肩墻基底設(shè)置3-4 排φ108mm 鋼管樁注漿加固基礎(chǔ)、鋼管樁長12—15m 橫、縱向間距為1m,鋼管內(nèi)插入3 根φ25 鋼筋增加抗剪,鋼管樁頂設(shè)置100cm 橫系梁連接為一體,橫系梁澆筑時預(yù)埋φ25 鋼筋增加與路肩墻連接,鋼筋橫向間距0.5m,縱向間距1m,并預(yù)留路肩墻基底所需橫坡。治理方案總金額約為723.10 萬元。
綜合比較,改線方案總投資增加金額較多,但建安費(fèi)增加較少;且改線方案主要為在滑坡前緣填土,起反壓作用,同時減少處治時間,推薦改線方案。
本文以復(fù)雜地質(zhì)公路滑坡勘察設(shè)計和治理的工程實(shí)例,通過對公路滑坡變形破壞機(jī)理分析和滑坡處治設(shè)計方案比選,采取安全、經(jīng)濟(jì)、可行、環(huán)保的原則綜合治理措施,保證公路滑坡處治穩(wěn)定。