賀 鋼 蔣楚生

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司， 成都 610031)

新建廣大鐵路某工點(diǎn)滑坡加固治理

賀 鋼 蔣楚生

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司， 成都 610031)

在西部大開發(fā)的進(jìn)程中，鐵路、公路工程建設(shè)飛速發(fā)展，而在建設(shè)中，不可預(yù)見的不良地質(zhì)地段影響工程建設(shè)的推進(jìn)，同時(shí)也可能危及既有構(gòu)筑物的安全。新建廣大鐵路建設(shè)工程滑坡對既有高速公路造成了重大安全影響，經(jīng)及時(shí)采取微型樁組合抗滑結(jié)構(gòu)+回填土反壓應(yīng)急措施和預(yù)應(yīng)力錨索+抗滑樁永久加固措施對滑坡進(jìn)行治理，將滑坡造成的危害及影響降低到最小。微型樁組合抗滑結(jié)構(gòu)應(yīng)急措施和預(yù)應(yīng)力錨索+抗滑樁永久加固措施在實(shí)際的滑坡治理工程中進(jìn)行了成功的運(yùn)用，既保證了既有高速公路的運(yùn)營安全，也保證了新建工程的永久穩(wěn)定。

微型樁； 應(yīng)急； 滑坡治理； 錨索

廣通至大理鐵路為國家I級(jí)電氣化雙線新建鐵路，速度目標(biāo)值為200 km/h。D2K 92+364～D2K 92+500段位于路塹斜坡地帶，路基中心最大挖深約18 m，設(shè)計(jì)于線路右側(cè)路塹坡腳設(shè)置4～6 m高重力式擋土墻，墻頂邊坡采用錨桿框架梁防護(hù)和骨架護(hù)坡防護(hù)。鐵路路塹右側(cè)上方有楚大高速公路通過，鐵路、公路平面距離約103 m，高差約40 m。該段路基屬侵蝕、剝蝕低中山河谷地貌，線路行進(jìn)于羊地沖河兩側(cè)斜坡地帶，地形起伏較大，地面高程2 095～2 240 m，相對高差30～150 m，自然橫坡5°～30°，河谷區(qū)相對平緩。線路右側(cè)毗鄰楚大高速公路。本段地質(zhì)為白堊系下統(tǒng)普昌河組(K1p)薄至中厚層狀泥巖夾砂巖，表層3.0～5.0 m厚全風(fēng)化層，其下主要為強(qiáng)風(fēng)化帶(W3)及弱風(fēng)化帶(W2)基巖。

1 滑坡特征及成因分析

1.1 滑坡發(fā)生發(fā)展

2013年11月1日14時(shí)30分，施工單位現(xiàn)場管理人員在例行巡視D2K 92+364～D2K 92+500段路基邊坡時(shí)發(fā)現(xiàn)，自D2K 92+364塹坡頂向大里程方向夾角約60°有一條向外剪出10 cm的裂縫至第二塹坡平臺(tái)底部，該裂縫長33 m，裂縫寬5～15 cm；往上巡視發(fā)現(xiàn)山體滑坡，由Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)滑坡體組成，Ⅰ級(jí)滑坡后部緩坡平臺(tái)發(fā)育4條張拉裂縫，Ⅱ級(jí)滑坡在高速公路上發(fā)育4條裂縫，公路下方往鐵路大理方向發(fā)育2條裂縫。2013年11月1日晚20時(shí)30分開始對滑坡進(jìn)行觀測，針對裂縫分布情況，埋設(shè)了3組共17個(gè)觀測點(diǎn)，每間隔1 h觀測1次?；潞缶壛芽p觀測樁累計(jì)水平位移34 mm、下沉15 mm；高速公路路面觀測樁累計(jì)水平位移23 mm、下沉8 mm，路面出現(xiàn)長約18 m的縱向裂紋，裂紋寬度0.5～1.5 cm，擋水緣外側(cè)(護(hù)欄外側(cè))出現(xiàn)一條長約30 m，寬約4～6 cm的裂縫，對其滑坡前緣采取反壓回填土應(yīng)急方案，隨著前緣填土實(shí)施，到11月2日0時(shí)滑坡位移逐漸減小，前緣回填土反壓繼續(xù)實(shí)施，11月2日0時(shí)到11月5日晚20時(shí)，觀測數(shù)據(jù)基本無變化，滑坡基本趨于穩(wěn)定。

1.2 滑坡特征

D2K 92+364～D2K 92+500段右側(cè)路塹滑坡位于線路右側(cè)17～135 m，滑坡平面上呈樹葉形，主軸長約145 m，最寬為68 m，滑坡體厚5～13 m，最厚達(dá)16.7 m，體積約7.4×104m3，為一中型巖質(zhì)滑坡。該滑坡由Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)塊體組成，地貌特征及其周界裂縫明顯、清晰?；w主要由強(qiáng)風(fēng)化的砂巖、泥巖組成，局部為泥化或全風(fēng)化的薄層泥巖、砂巖組成。鉆探揭示滑動(dòng)面以上為強(qiáng)風(fēng)化、局部弱風(fēng)化薄層至中厚層紫紅、棕黃色、灰綠色泥巖、砂巖，滑動(dòng)帶為泥化成土的薄層泥巖(厚度僅3 mm)，如圖1所示。其中Ⅰ級(jí)滑坡主軸長約96 m，寬約68 m，滑坡后部緩坡平臺(tái)發(fā)育四條拉張裂縫，裂縫與線路夾角約60°，裂縫最長16 m，最短4 m，裂縫寬度1～3 mm，間距最寬13 m。Ⅱ級(jí)滑坡主軸長約47.5 m，寬約45 m，滑坡體在高速公路上發(fā)育4條裂縫，長度大約分別2 m、8m、10 m、18 m，間距1～4 m，寬度1～2 mm，可見深度最深5 mm； 公路下方鐵路往大理方向發(fā)育2條裂縫，長度分別為16 m、28 m，可見最大寬度10 cm，最大深度20 cm。Ⅱ級(jí)滑坡前緣廣通端發(fā)育3條裂縫，長度分別為3 m、6 m、7 m，可見最大寬度3 mm，最大深度6 mm，其剪出口位于強(qiáng)風(fēng)化層中，滑面光滑，滑坡主軸與鐵路和公路斜交，交角約60°，其在鐵路右側(cè)塹坡處與剪出面相交，并可見第一級(jí)與第二級(jí)塹坡間平臺(tái)長約10 m坍塌。

圖1 滑坡及加固治理平面圖(m)

1.3 滑坡成因分析

1.3.1 地質(zhì)原因分析

(1)該段地貌屬于斜坡地帶，坡面沖溝發(fā)育；地表基巖出露較好，為白堊系下統(tǒng)普昌河組(K1p)泥巖夾砂巖，薄至中厚層狀，多屬軟質(zhì)巖，局部極軟巖，極易風(fēng)化碎裂、遇水易軟化。

(2)該段位于普棚向斜核部及北東翼，巖體受構(gòu)造影響嚴(yán)重，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育、破碎，完整性差。

(3)深路塹施工開挖，右側(cè)邊坡前緣形成大的臨空面，產(chǎn)生卸荷，在重力及近期雨水影響下，山坡上局部巖體沿隱伏軟弱結(jié)構(gòu)面蠕滑剪出，向上牽引發(fā)生地表開裂、變形。

1.3.2 施工原因分析

施工方在D2K 92+364～D2K 92+500段路塹兩級(jí)邊坡一次放坡開挖，開挖至設(shè)計(jì)路基面以上1.6 m位置，將該段擋土墻一次開挖到位，不符合相關(guān)施工規(guī)范的要求。

2 滑坡治理分析

2.1 滑坡穩(wěn)定性分析

該滑坡形成時(shí)處于蠕滑變形階段，前緣剪出位移較小。D2K 92+364～D2K 92+500段右側(cè)路塹自2013年11月1日發(fā)生滑坡后，其前緣采用反壓回填的臨時(shí)應(yīng)急措施，及布網(wǎng)觀測，結(jié)果為各觀測點(diǎn)數(shù)據(jù)自2013年11月2日0時(shí)至2013年11月5日晚20時(shí)基本無變化，說明此段滑坡已暫時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài)。

根據(jù)地勘資料，取γ=19.9～23 kN/m3(泥巖夾砂巖)，根據(jù)目前滑坡狀態(tài)及地質(zhì)綜合指標(biāo)分析得C=3 kPa，φ=14°?？紤]地震荷載取相關(guān)安全系數(shù)，計(jì)算剪出口處下滑力：E=2 100 kN/m。

2.2 加固措施的檢算分析

(1)回填反壓已經(jīng)保證滑坡暫時(shí)基本穩(wěn)定的前提下，在高速公路路堤坡腳處設(shè)置微型樁抗滑組合結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于一個(gè)擋土結(jié)構(gòu)和一個(gè)巖壁的土釘系統(tǒng),用樁包圍滑面以上的土并“釘”住滑面增大抗剪阻力，如圖2所示，組合結(jié)構(gòu)受力方向上的前后排微型樁采取傾斜模式，傾斜角度θ=15°，計(jì)算分析模型簡化成如圖3的形式，將作用于樁上的荷載沿樁軸線方向和樁垂線方向進(jìn)行分解， 分解之后樁受力狀態(tài)為橫向力和軸向力共同作用，根據(jù)橫向約束的彈性地基梁理論進(jìn)行計(jì)算，按m+k法檢算微型樁臨時(shí)承擔(dān)下滑力為E臨=350 kN/m。

圖2 微型樁組合結(jié)構(gòu)圖(mm)

(2)采取預(yù)應(yīng)力錨索+抗滑樁永久加固，主要考慮第2排、第3排抗滑樁承擔(dān)下滑力E1=1 300 kN/m，預(yù)應(yīng)力錨索承擔(dān)下滑力E2=600 kN/m，微型樁承擔(dān)永久下滑力E3=200 kN/m。

3 工程措施

3.1 應(yīng)急搶險(xiǎn)加固措施

(1)對D2K 92+360～D2K 92+480段已經(jīng)開挖邊坡坡腳進(jìn)行回填土反壓，回填土必須壓實(shí)；同時(shí)組織專人對后緣裂縫、沖溝內(nèi)裂縫進(jìn)行夯填，防止雨水進(jìn)入裂縫后加速變形滑動(dòng)。反壓回填工程實(shí)施后滑坡體趨于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

(2)為保證高速公路上行線的運(yùn)營安全，在高速公路靠鐵路側(cè)坡腳處設(shè)置微型樁組合結(jié)構(gòu)應(yīng)急加固工程，微型樁加固里程范圍為D2K 92+336～D2K 92+401，長65 m。單根微型樁由3根φ32的HRB400鋼筋構(gòu)成束筋，微型樁孔徑為150 mm，微型樁樁長(垂直高度)為20 m，每9根樁組成一個(gè)組合結(jié)構(gòu)，上部由頂板聯(lián)接。組合結(jié)構(gòu)間距(中-中)均為3.5 m，共19個(gè)微型樁單元。微型樁組合結(jié)構(gòu)大樣如圖3所示，微型樁自11月6日開始施工，于11月25日完成，期間高速公路路面的變形觀測數(shù)據(jù)無變化，表明微型樁組合結(jié)構(gòu)針對高速公路的應(yīng)急加固取得良好效果。如圖1、圖3所示。

(3)微型樁組合結(jié)構(gòu)施工。微型樁孔位按設(shè)計(jì)進(jìn)行放線，錨孔采用風(fēng)動(dòng)潛孔鉆機(jī)干鉆，潛孔鉆機(jī)可以選用MD-50、MD-80或類似性能機(jī)械，微型樁鉆孔施工可全面鋪開，不需跳槽施工，微型樁構(gòu)件下入鉆孔后及時(shí)注漿，間隔時(shí)間不超過24 h，注漿時(shí)的漿液采用標(biāo)號(hào)不低于M35的高性能抗侵蝕性水泥漿，注漿壓力不得低于0.2 MPa。施工單位根據(jù)工期情況以及鉆孔數(shù)量合理安排施工設(shè)備與人員，每個(gè)微型樁組合單元每1～2 d即可完成施工。本應(yīng)急工程施工單位采用2臺(tái)鉆機(jī)，僅15 d就完成了19個(gè)微型樁組合結(jié)構(gòu)的全部施工，施工效率極高。

圖3 滑坡應(yīng)急和永久加固橫斷面圖(m)

3.2 永久加固措施

在保證高速公路路面安全和滑坡基本處于穩(wěn)定的前提下，實(shí)施永久加固工程，如圖2，圖3所示。

(1)D2K 92+360～D2K 92+480段右側(cè)長120 m，坡腳設(shè)置樁間擋土墻，距線路左中線14.3 m處設(shè)1號(hào)～16號(hào)抗滑樁，共16根，樁截面(1.5×1.75)m～(1.5×2)m，樁間設(shè)置重力式擋土墻。

(2)D2K 92+348～D2K 92+457段，在距線路左中線30.4 m、48.6 m、87 m處設(shè)置17號(hào)～39號(hào)抗滑樁，共23根。樁截面(1.5×2.0)m～(1.75×2.75)m，樁長16.0～23.0 m。

(3)D2K 92+370～D2K 92+490段左側(cè)，長120 m，坡腳墻頂以上第一級(jí)邊坡，設(shè)錨桿框架梁護(hù)坡，錨桿長度為12.0 m。

(4)D2K 92+374～D2K 92+467段右側(cè)，長93 m，墻頂以上第二級(jí)邊坡，采用錨索框架梁內(nèi)噴播植草間種灌木防護(hù)。

(5)D2K 92+340～D2K 92+400段右側(cè)，長60 m，楚大高速公路旁設(shè)置微型樁下方，采用錨索框架梁加固，錨索橫向節(jié)點(diǎn)間距3.5 m(設(shè)置在微型樁間)，豎向間距4.0 m。

(6)在滑坡永久加固工程實(shí)施前，應(yīng)對滑坡范圍內(nèi)所有裂縫進(jìn)行粘土夯填，設(shè)置雙層排水系統(tǒng)。

3.3 滑坡永久監(jiān)控措施

加固工程實(shí)施完成后，建立永久監(jiān)測點(diǎn)網(wǎng)，對滑坡及楚大高速公路進(jìn)行變形監(jiān)測、施工安全監(jiān)測、防治效果監(jiān)測。在施工期間，監(jiān)測效果作為判斷滑坡穩(wěn)定狀態(tài)、指導(dǎo)施工、反饋設(shè)計(jì)和防治效果檢驗(yàn)的重要依據(jù)。鐵路運(yùn)營后，永久監(jiān)測網(wǎng)移交鐵路養(yǎng)護(hù)部門，監(jiān)測治理效果。

3.4 施工順序

滑坡體前緣的反壓回填→微型樁組合結(jié)構(gòu)施工→邊坡最上部錨索錨墊墩施工→30號(hào)～39號(hào)抗滑樁施工→17號(hào)～29號(hào)抗滑樁施工→第二級(jí)邊坡錨索框架梁施工→第一級(jí)邊坡開挖→第一級(jí)邊坡錨桿框架梁施工→1號(hào)～16號(hào)抗滑樁施工→樁前土體分段開挖→樁間擋土墻施工。

4 結(jié)束語

(1)在滑坡治理中最常用加固措施的是抗滑樁和預(yù)應(yīng)力錨索,但施工需要時(shí)間相對較長。在滑坡已經(jīng)危及既有構(gòu)筑物安全的情況下，兩者的運(yùn)用更是有其局限性，本案例采用滑坡前緣填土反壓+微型樁抗滑組合結(jié)構(gòu)作為應(yīng)急處理方案，抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨索作為永久加固方案，方案實(shí)施后,歷經(jīng)一個(gè)雨季的考驗(yàn),高速公路以及滑坡體經(jīng)觀測未出現(xiàn)任何變形現(xiàn)象,實(shí)踐證明,該方案是十分成功的。

(2)采用微型樁抗滑組合結(jié)構(gòu)加固處理滑坡，都是采用鉆孔機(jī)械地面上施工作業(yè)，不用采取傳統(tǒng)抗滑樁的放炮開挖，施工擾動(dòng)小，安全、環(huán)保，最主要是施工進(jìn)度快，具有許多傳統(tǒng)施工技術(shù)沒有的優(yōu)勢，應(yīng)用前景廣闊，取得了顯著的社會(huì)效益。

(3)治理滑坡的理念就在于結(jié)合地形條件和各種外在因素進(jìn)行方法的綜合考慮,以達(dá)到最佳的治理效果。從實(shí)例即可看出治理方案優(yōu)化組合的重要性，在以后類似的鐵路路塹邊坡加固與應(yīng)急搶險(xiǎn)工程中，具有巨大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

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(編輯：趙立紅 張紅英)

Reinforcement and Treatment of Landslide at a Construction Site on the New Guangtong-Dali Railway

HE Gang JIANG Chusheng

(China Railway Eryuan Engineering Group Co., Ltd., Chengdu 610031, China)

In the process of western development, the construction of railway and highway has been greatly expanded. In the construction, some unforeseen adverse geological sections affect the progress of engineering construction and may endanger the safety of the existing structures. The landslide on the new Guangtong-Dali Railway has greatly affected the safety of the existing highway. In view of this situation, the Anti-sliding Composite Structure of Mini-piles + backfill soil back pressure emergency measures and the prestressed anchor cable + permanent reinforcement measures have been timely adopted for treatment of landslide to minimize the harm and influence caused by the landslide. The successful use of Anti-sliding Composite Structure of Mini-piles of emergency measures and prestressed anchor cable + permanent reinforcement measures in the actual treatment of landslide ensures both operation safety of highway and permanent stability of the new engineering.

mini-piles; emergency; landslide treatment; anchor cable

2016-07-19

賀鋼(1978-)，男，高級(jí)工程師。

1674—8247(2016)06—0072—05

U213.1+5

A