段川林(西安鐵路局工務機械段 陜西 西安 710054)
包西線K564+050--+150段,延安~延安北區(qū)間。線路以挖方通過,邊坡下部設1:1變截面防護墻,墻頂設2.5米寬平臺。左側塹坡最高19米,塹頂外山體平緩,該段路塹頂面自然山坡出現(xiàn)多道裂縫、錯臺,護墻及平臺被擠出剪破,對行車安全構成嚴重威脅。現(xiàn)場觀測一月累計下滑36cm。
該段地貌壟崗地貌,地勢較高,地形有起伏,上層為沙質黃土層厚14m,下層為水平層狀砂巖。
由于上層土質為沙質黃土,地下泉水、雨水下滲透至路塹土壤中,在中部砂巖面聚集,形成滑坡面。這在后期施工挖孔樁時得到肯定,樁深9m處土層為塑狀砂質黃土,含水量飽和。
針對病害形成原因,根據(jù)現(xiàn)場實際情況,經(jīng)多次方案優(yōu)化,確定該處病害整治原則:綜合整治,徹底根除,確保行車、施工安全。
經(jīng)各部門現(xiàn)場多次會勘,采用抗滑樁及疏排地下水方案整治。于左線K564+055—K564+150段左側塹頂設抗滑樁20根,樁截面5號至16號樁2.5*3.0m ,其余2.0*3.0m 。樁長17—27m ,樁中心間距5m ,采用C35鋼筋砼澆筑。
3.1 精確測量,掌握病害發(fā)展的規(guī)律,確保施工安全有序可控
在滑體上建立縱橫各四道觀測網(wǎng),與滑梯以外固定點連網(wǎng),利用全站儀觀測水平、豎直位移變化,每天兩次,雨天兩小時一次。
建立回報制度,會商制度,觀測點水平位移日變化量在2mm、2mm-5mm、5mm及以上時要逐級報告、會商,并分析原因,制定相應防范措施,確保有序可控。
3.2 綜合整治,不斷優(yōu)化設計及施工方案:
3.2.1 減載:初期設計沒有減載,施工單位進入,接管后發(fā)現(xiàn)上層嵌頂裂縫達18cm,觀測,下雨天日下滑20mm多,提出必須減載,降低下滑速度,否則無法安全施工。
組織計劃、設計、建設、局總工室、工務、施工等單位現(xiàn)場辦公,聽取多方建議,研討整治方案。決定,首先上部減載,并在一級平臺設計一排72根間距1.0m,直徑10cm鋼管樁,以減緩下滑速度保證施工安全。減載后樁長統(tǒng)一減少3米,也降低了成本。
后期施工觀測證實,減載后下滑速度下降到日10mm以下,鋼管樁施工后下滑速度明顯下降,日記錄在5mm左右。
3.2.2 選擇好第一批開挖哪些樁
為了能夠很快形成抗力,減緩滑坡滑動,第一批樁的選擇很重要。我們現(xiàn)場反復觀測研究,首先施工3、6、9、12、15、18、以便迅速形成合理遏制滑坡體移動。
事實證明第一批樁施工后,滑體基本穩(wěn)定, 觀測也改為三天一次。
抗滑樁施工由于前期變化大加強了護壁設計,為雙層直徑16mm鋼筋網(wǎng)箱,護壁厚25cm,C30砼,還設計有75角鐵,鋼角架支撐。實際施工過程中觀察第一批樁護壁有裂縫,但護壁未發(fā)生錯動。
第二批開挖,2、4、7、10、14、16、19號樁,根據(jù)山體基本穩(wěn)定,護壁改為單層鋼筋,取消75角鋼支撐設計,以減少成本。
3.2.3 樁施工安全質量控制措施
樁身進入巖層中設計為12m,原設計認為進入巖層不需要護壁,但實際開挖后發(fā)現(xiàn),巖層每隔1.5m左右有一軟弱層,12樁在12m深處遇滲水發(fā)生坍塌。
險些造成人員傷亡,事后調整為全樁身設置護壁。因為陜北地質狀況巖層水平多層分布,硬層與軟層交替出現(xiàn)不完整。
安全控制措施:
(1)抗滑樁孔下工作人員必須戴安全帽;基坑內增設安全防護棚架。當重物起吊時,人員必須躲避;孔口加護欄,防止人或東西掉落孔內。
(2)在土層、圍巖松軟破碎和有滑動面的節(jié)段,應在護壁內順滑動方向,用臨時橫撐加強支護。并注意觀察其受力情況,當橫撐發(fā)生變形、破損而失效時,孔內人員應立即撤離。
(3)靠近井口堆放的材料機具應放置穩(wěn)固,嚴禁堆放重物及放置有震動的機械。
(4)在滑動面處的護壁,應予以加強。在承受推力較大的護壁和鎖口的混凝土中應增設鋼筋。
(5)挖孔樁作業(yè)時要先觀測土質和水文等情況;施工時必須采用護壁支護,認真觀測土體變化。
3.2.4 抗滑樁雖然制止了滑坡移動,但要徹底排除隱患排水是關鍵。
地面上進行了裂縫灰土夯填,設置截水溝,漿砌護坡,在滑面處含水量飽和,這里的水排除,采用了在巖層頂面高度,樁間垂直線路用潛孔鉆打眼安裝直徑10cm滲水管,長度13m至樁后。
3.2.5 樁前防護整治
20根樁子設在嵌頂,樁前原一、二級護墻巖層以上部分,已被滑體全部推掉,二級護墻土體再打了鋼管樁后已得到穩(wěn)定。在一級護墻上半部,及巖層面以上樁間設計支撐滲溝,以排除土體中滲水,然后恢復坡面漿砌及排水系統(tǒng)。
3.2.6 施工正值雨季,做好各種防排水設施,引走一切可能影響滑體穩(wěn)定的地表水非常關鍵。我們在滑坡體后壁上沿設置環(huán)向截水溝,坡面雨天全覆蓋,設置多條排水溝,建立防洪預案、防洪巡查制度,雨天24小時巡守,及時疏通引排。
2013 年包西線再次遭遇強降雨災害,發(fā)生多處路基路塹坍塌滑坡災害,該處一切完好,經(jīng)受住了考驗。證明此處的整治方法是非常合理、科學、有效的。
山體滑坡病害原因復雜,前期一定要重視地質勘查、地下水探測為整治方案的科學化、施工的順利進行及工程成本控制奠定堅實的基礎。設計文件鑒定耐心聽取勘察設計部門的意見,施工中要核實地質狀況,發(fā)現(xiàn)問題及時完善設計。
[1]中國鐵道出版社《鐵路工務安全規(guī)則》2006
[2]西鐵安【2013】9號《西安鐵路局臨近營業(yè)線施工安全實施細則》[3]鄭穎人.《邊坡與滑坡工程治理》2007-1-1