■林文霞

(福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，福州　350004)

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寧武高速公路仙巖1#大橋滑坡及其治理方案

■林文霞

(福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，福州350004)

摘要闡述了寧武高速公路仙巖1#大橋滑坡所處的地質(zhì)環(huán)境條件,分析滑坡特征及成因機(jī)制,并通過現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查研究和系統(tǒng)監(jiān)測(cè),提出了綜合治理方案，為同類滑坡治理提供參考。

關(guān)鍵詞大橋滑坡變形監(jiān)測(cè)治理方案

寧武高速公路仙巖1#大橋滑坡具山區(qū)高速公路滑坡典型代表：形成漸變復(fù)雜，規(guī)模不大但危害性嚴(yán)重。橋區(qū)原為一崩坡積不良地質(zhì)堆積體，經(jīng)人工開挖，不同部位堆填，樁基挖孔爆破，使表層原崩坡積體蠕動(dòng)，在雨水觸發(fā)作用下形成滑坡。

仙巖1#大橋位于南地洋隧道與仙巖隧道之間，屬低山陡坡地帶，坡體中上部自然坡度30～48°，中下部10～15°，具明顯的上陡下緩多級(jí)小臺(tái)階地形。擬建橋從坡體中部跨過，2009年12月27日左線3-1、3-2、4-1、4-2樁孔開孔，其余樁孔也相繼開孔，但發(fā)現(xiàn)樁孔開裂及坡面變形等跡象，2010年2月4日起進(jìn)行坡體系統(tǒng)性監(jiān)測(cè)。

1　監(jiān)測(cè)成果分析

仙巖1#大橋滑坡涉及左線2～6號(hào)樁及右線4～6號(hào)樁間坡面，寬約60m，監(jiān)測(cè)主要有橋梁孔樁監(jiān)測(cè)(人工挖孔，護(hù)壁，未澆筑)，各樁變形詳見表1；坡面三道擋墻監(jiān)測(cè)；其他坡面地表點(diǎn)監(jiān)測(cè)，經(jīng)6個(gè)多月連續(xù)監(jiān)測(cè)成果分析，其結(jié)論如下：

表1　仙巖　1#大橋樁孔位移監(jiān)測(cè)成果表

(1)左線4-1、4-2、5-1樁橫向最大位移分別為18mm/d、21mm/d、20mm/d；右線5-1、5-2、6-2樁橫向最大位移分別為9mm/d、10mm/d、27mm/d；左線3-1、3-2從孔口以下3m有開裂現(xiàn)象，縫寬2mm左右；左線4-2從孔口以下3m有開裂現(xiàn)象，縫寬10mm左右；左線5-1從孔口以下5m有開裂現(xiàn)象，縫寬20mm左右。各樁位移見表1。

(2)3月24日量測(cè)發(fā)現(xiàn)，右線5-1、5-2樁土石交界處發(fā)生整體滑動(dòng)，橫向剪切位移達(dá)13.2cm。經(jīng)過多次量測(cè)的數(shù)據(jù)比較，至今右線5-1達(dá)19.6cm，右線5-2達(dá)25.5cm；右線6-2樁基橫向偏移197mm，縱向偏移57mm。

(3)經(jīng)觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示：孔樁最大橫向位移377mm，最大縱向位移94mm。

(4)攪拌站擋墻縱向最大位移7mm，最大橫向位移32mm，沉降11mm；料倉擋墻，最大縱向位移10mm，橫向位移145mm，沉降10mm；樁基附近地表橫向最大位55mm，縱向位移11mm，沉降量14mm；右線4#墩擋墻橫向最大位移122mm，縱向位移54mm，沉降量20mm。

(5)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，監(jiān)測(cè)樁孔變形仍不斷發(fā)展，且雨水時(shí)變形加速，樁孔入巖后(多在6～8m處)已無位移。變形總體上位移上部大下部小，坡腳擋墻位移已較小。

2　滑坡工程地質(zhì)概況

仙巖1#大橋場(chǎng)區(qū)變形嚴(yán)重，故對(duì)其進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害補(bǔ)勘，共增加6個(gè)鉆孔，結(jié)合原仙巖1#大橋勘察報(bào)告及挖孔樁情況，揭示場(chǎng)區(qū)主要巖土層情況，主要地質(zhì)工作詳見表2。

表2　仙巖1#大橋滑坡地質(zhì)工作統(tǒng)計(jì)表

①雜填土(Qml)：灰黃色或雜色，稍密為主，干。成份以粘粉粒、碎石為主，碎石粒徑以2～8cm為主，含量一般25％～40％，局部可達(dá)75％。主要分布在斜坡中下部。揭露厚度2.20～7.20m。

④213坡積含碎石粉質(zhì)粘土(Qdl)：褐黃色，稍密，濕，成份主要以粉粘粒及碎石，碎石含量一般在30％～40％，粒徑3～8cm不等，呈棱角狀為主，結(jié)構(gòu)較為松散。除少量的挖方區(qū)外，場(chǎng)地大多有分布，揭露厚度1.80～7.70m，崩坡積成因。

⑦211砂土狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖(J3n)：淺灰色，巖芯多呈散體狀，組織結(jié)構(gòu)已大部分破壞，巖芯遇水易軟化、崩解。屬極軟巖，巖體完整程度為破碎，巖體的基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)，僅局部有揭露，厚度2.70～4.30m。

⑦212碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖(J3n)：淺灰色，巖芯多5～8cm呈碎塊狀，塊體已通體風(fēng)化，錘擊易碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，屬極軟巖，巖體完整程度為破碎,巖體的基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。該層各孔均有揭露，厚度0.80～6.60m。

⑦213中風(fēng)化凝灰熔巖(J3n)：淺灰、灰白色，巖芯呈5～8cm碎塊或10～25cm短柱狀，少量為35～40cm中柱狀，巖質(zhì)較新鮮，凝灰結(jié)構(gòu)，塊塊構(gòu)造，節(jié)理裂隙較發(fā)育，傾角以50～75°為主。屬較硬巖，巖體完整程度為較完整，巖體的基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅲ級(jí)。該層各孔均有揭露，未揭穿，揭露厚度5.30～11.00m。局部侵入閃長(zhǎng)玢巖巖脈。

3　滑坡特征及成因分析

3.1滑坡特征

(1)已變形滑坡體范圍大致位于仙巖1大橋左線3#樁基到6#樁基之間，右線4#樁基到6#樁基間，寬約60m，主滑方向175°，與路線夾角65°。已變形范圍面積約1萬m2，臺(tái)階狀，自然坡上部45°，中下部5～15°，高差約40m。

(2)滑動(dòng)面：從挖孔樁內(nèi)變形可明顯看出，滑動(dòng)面位于原崩坡積體與下伏凝灰熔巖交界面處，傾角20～30°，滑體厚約6～9m，為堆積層順層牽引式滑坡，中層中型工程滑坡。

3.2滑坡成因分析

(1)橋址地形起伏較大，橫向坡度較陡，且表層分布有厚度約3～8m的結(jié)構(gòu)較松散的崩坡積體，地形上陡下緩，為老崩坡積堆積體，在坡體部多處臺(tái)階式開挖便道、攪拌站，破壞原斜坡穩(wěn)定，從而使原崩坡積體沿土巖交界面復(fù)活變形。

(2)近期連續(xù)降雨，雨水下滲增加土體自重及隧道爆破、孔樁開挖爆破等也是加劇坡體變形的因素；

(3)崩坡積層成份為粉粘粒及碎石，碎石含量一般在30％～40％，粒徑3～8cm不等，呈棱角狀為主，結(jié)構(gòu)較為松散，厚度3～8m，透水性好，樁孔開挖后沿土沿交界面處地下水發(fā)育，使坡體易依附該面蠕滑。已挖好樁孔顯示，在土巖交界處約4～8m位置，大量地下水涌出。

(4)坡體可能存在多個(gè)滑動(dòng)依附面，呈臺(tái)階式溜滑。

4　滑坡綜合治理

因場(chǎng)區(qū)為大橋重要構(gòu)筑物區(qū)，滑坡治理需進(jìn)行兩方面工作，一是滑坡治理，二是橋梁結(jié)構(gòu)物加強(qiáng)加固。

4.1滑坡病害整治

(1)應(yīng)急措施

①按已建立地表及樁孔監(jiān)點(diǎn)，擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍(至變形界線外側(cè))，繼續(xù)監(jiān)測(cè)及巡視，如有異常及時(shí)匯報(bào)，并對(duì)下方攪拌站、料場(chǎng)及生活區(qū)預(yù)警預(yù)報(bào)，確保生產(chǎn)安全。

②沿已溜塌坡面做好臨時(shí)排水系統(tǒng)。

③需對(duì)該段不穩(wěn)定斜坡進(jìn)行綜合治理，確保大橋及線路安全。

(2)治理工程措施

根據(jù)路線所經(jīng)場(chǎng)地地形、地質(zhì)，綜合工程安全、經(jīng)濟(jì)等因素，主要采用上部卸載，(護(hù))樁錨固相結(jié)合的綜合治理方案，措施有：

①護(hù)樁：在Y5-2號(hào)及Y6-2號(hào)右上方不小于6.0m處分別設(shè)2根和1根錨索抗滑樁，樁截面為矩形，2.5m×2.0m，長(zhǎng)16m，樁頂設(shè)3根預(yù)應(yīng)力錨索(距樁頂1m處2根距樁頂2m處1根)，錨索長(zhǎng)20m，錨固段長(zhǎng)均為8m，設(shè)計(jì)拉力均為900kN；在Z4-2號(hào)及Z5-2號(hào)左下方不小于6.0m處分別設(shè)2根和1根錨索抗滑樁，樁截面為矩形，2.5m×2.0m，長(zhǎng)17m，樁頂設(shè)3根預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長(zhǎng)22m，錨固段長(zhǎng)均為8m，設(shè)計(jì)拉力均為900kN；樁頂錨索施工時(shí)可據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適當(dāng)調(diào)整(提前樁位)放樣，避免與橋樁相干擾。

②坡面錨索框架加固：從上至下，在往仙巖施工便道擋墻上部坡面、堆料場(chǎng)擋墻、攪拌站擋墻等分別設(shè)一道錨索框架。第一道框架分上下兩階，上階11片，下階12片，框架水平寬6m，高8～10m，設(shè)2排4根錨索，施工時(shí)可據(jù)地形適當(dāng)調(diào)整，第一道錨索第1～4排長(zhǎng)分別為22m、22 m、24 m和24 m，錨固段長(zhǎng)均為8 m，設(shè)計(jì)拉力均為900kN。第二道框架10片，框架水平寬6m，高6～8m，設(shè)4根錨索。第二道錨索錨索上排長(zhǎng)24 m，下排長(zhǎng)22 m，錨固段長(zhǎng)均為8 m，設(shè)計(jì)拉力均為900kN。第三道框架3片，框架水平寬6m，交錯(cuò)間距4m，高10～13m，3排6根錨索，錨索上排長(zhǎng)32 m，中排長(zhǎng)30 m，下排長(zhǎng)26 m，錨固段長(zhǎng)均為8 m，設(shè)計(jì)拉力均為900kN。

預(yù)應(yīng)力錨索采用8索拉壓復(fù)合型錨索，鉆孔孔徑165mm。第一、二道框架內(nèi)采用錨噴防護(hù)。

③上部清坡卸載及坡面防護(hù)：往仙巖施工便道擋墻上部坡面已溜塌呈散體狀，適當(dāng)清除坡面已溜塌體，并采用錨噴防護(hù)。錨噴設(shè)計(jì)參數(shù)：系統(tǒng)錨桿長(zhǎng)5m，掛@20cm×20cmφ8mm鋼筋網(wǎng)，噴10cmC20砼。

④截排水工程：在坡頂設(shè)一道截水天溝，以截排地表水，并從兩側(cè)沖溝引出。在坡體地表設(shè)好臨時(shí)排水系統(tǒng)，以防地表水及生產(chǎn)生活用水下滲。

⑤仙巖1#大橋樁孔位移主要涉及左線4～6#墩及右線3～5#墩共12根樁，在坡體綜合整治后，經(jīng)變形監(jiān)測(cè)穩(wěn)定后，方可進(jìn)行樁柱施工。

⑥除擋墻坡面外，其余坡面噴播植草(或植樹)綠化防護(hù)。

4.2仙巖1號(hào)大橋橋梁結(jié)構(gòu)加強(qiáng)

(1)橋梁結(jié)構(gòu)

仙巖大橋位于南地洋隧道與仙巖隧道之間。左線樁號(hào)ZK120+340.6～+567.4，長(zhǎng)226.8m，為7×30m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)T梁+1×16m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支空心板；右線1號(hào)樁號(hào)YK120+299.6～+516，長(zhǎng)216.4m，為7×30m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁。左線1～5#墩柱徑180cm，樁徑200cm；左線6～7#墩、右線1～6#墩柱徑160cm，樁徑180cm。

(2)橋梁結(jié)構(gòu)加強(qiáng)

因受拌和站建設(shè)、施工便道、樁基施工平臺(tái)開挖等因素影響，橋址區(qū)自然地表遭到不同程度破壞，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度影響，主要采用加大樁柱徑，提高樁柱配筋率相結(jié)合的方案，采取的橋梁結(jié)構(gòu)加強(qiáng)措施有：

①樁柱直徑擴(kuò)大：左線3～5#墩樁孔已按設(shè)計(jì)樁徑200cm開挖至原設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高，樁徑若增大為220cm現(xiàn)場(chǎng)施作較困難，考慮施作可行性，樁徑加大為250cm。樁柱主筋采用56Φ28(樁基配筋率為0.70％)。

②加大配筋率：左線6#、右線4～6#墩原設(shè)計(jì)主筋采用38Φ25(樁基配筋率為0.73％)，提高為48Φ25(樁基配筋率為0.93％)；左線2#墩原設(shè)計(jì)主筋采用36Φ28(樁基配筋率為0.71％)，提高為46Φ25(樁基配筋率為0.90％)。

③施工次序：橋梁結(jié)構(gòu)加強(qiáng)要求在場(chǎng)區(qū)不穩(wěn)定斜坡治理完成且觀測(cè)穩(wěn)定后進(jìn)行。

④樁基加長(zhǎng)：因地表受到破壞，左線5#墩、6#墩樁長(zhǎng)不滿足設(shè)計(jì)要求，左線5#墩2#樁加長(zhǎng)2m；左線6#墩1#樁、2#樁均加長(zhǎng)3m。

5　結(jié)論

橋隧構(gòu)造物場(chǎng)區(qū)滑坡危害重大，通過對(duì)仙巖1#大橋滑坡病害的特征的成因分析，結(jié)合全面有效勘察和監(jiān)測(cè)，制定綜合治理方案，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

(1)滑坡治理費(fèi)用達(dá)700萬元，前后工期近18個(gè)月，因此，橋隧構(gòu)筑物場(chǎng)區(qū)前期巖土工程勘察極其重要。否則，不僅將增加大量工程費(fèi)用和施工工期，而且即便進(jìn)行治理后，仍存在工程隱患。

(2)重大構(gòu)物滑坡治理時(shí)，除了需通過各種勘察手段找出地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生原因外，綜合監(jiān)測(cè)也是很重要的。由于工程相關(guān)各方面的高度重視，對(duì)本滑坡場(chǎng)區(qū)進(jìn)行系統(tǒng)性監(jiān)測(cè)，為滑坡治理提供了可靠的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

(3)該滑坡治理和橋梁施工已于2012年2月完成，近期4個(gè)月深孔位移監(jiān)測(cè)、錨索應(yīng)力監(jiān)

測(cè)、擋墻構(gòu)筑物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均表明，滑坡穩(wěn)定性較好，綜合治理工程較成功。

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