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        國道212線文縣高樓山滑坡治理方案

        2017-05-18 12:40:16艾璇
        科技視界 2016年19期
        關(guān)鍵詞:治理

        艾璇

        [摘要]滑坡是山區(qū)公路常見的地質(zhì)災(zāi)害之一,針對國道212線文縣高樓山滑坡的特點(diǎn),通過實(shí)地勘測及科學(xué)分析,查明了滑坡的類型及成因,提出了合理的滑坡處治措施。通過工后效果驗(yàn)證了抗滑樁+錨索框格梁是處治山區(qū)公路滑坡的一種有效措施。

        [關(guān)鍵詞]文縣高樓山滑坡;治理;方案

        1滑坡工程概況

        國道212線是聯(lián)系甘川兩省及重慶直轄市的重要通道,也是貫穿占我省國土面積五分之一的南部地區(qū)和聯(lián)系臨夏、甘南等兩個少數(shù)民族自治州的主要通道。工程區(qū)位于南北地震帶的中段,即天水一武都一文縣地震帶,勘察區(qū)所在地區(qū)地震頻繁,歷史上曾發(fā)生過多次破壞性地震,是有名的地震區(qū)之一。

        由于長期地震多發(fā)以及強(qiáng)降雨的影響,隴南市文縣堡子壩鎮(zhèn)高家山村境內(nèi)國道212線K541+000-K541+500段處路面開裂,路基發(fā)生不均勻沉降、滑移,該段以路基形成展布于高樓山埡口文縣端山體斜坡處,回頭彎道半徑約20m,路基設(shè)計(jì)寬8.0m,為典型半挖半填的陡坡路基。

        2滑坡工程地質(zhì)概況

        2.1滑坡地形地貌

        根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及勘察成果,K541+000-K541+500段滑坡為一大型古滑坡,滑坡特征明顯,平面形態(tài)總體上呈“長舌”型?;麦w所在斜坡地形北高、南低,為一凹型洼地,地勢起伏大,相對高差約400m,平均坡度23°,上部可達(dá)35-46°,整體上呈上緩-中陡-下緩之勢,滑坡后緣位于斜坡陡緩相間之處,其后為基巖陡壁,調(diào)查期間未見后緣拉張裂隙:在古滑坡體前部形成一個大型堆積平臺,平臺坡度約為5?!?0°?;伦髠?cè)界以沖溝為界,右側(cè)邊界以突出山嘴為界。

        2.2滑坡變形特征

        通過本次勘察表明,該段路基處于古滑坡后緣斜坡坡地帶,G212線在古滑坡體后部以半填半挖的陡坡路基形式通過,路基臨坡側(cè)采用路肩擋墻支擋。古滑坡滑動后,其原滑坡后壁經(jīng)多年風(fēng)化、坡積形成由角礫土和碎石土組成的斜坡,在地下水、路基荷載及車輛荷載作用下產(chǎn)生蠕滑變形,引起了路基的整體下沉、路基路面拉張開裂及路肩擋墻移位開裂,

        K541+225~K541+500段路基近年產(chǎn)生持續(xù)蠕滑變形,路基在雨季和春融時期產(chǎn)生沉降,經(jīng)填筑修補(bǔ)后次年同期又產(chǎn)生沉降,往復(fù)循環(huán)。路基每年下錯位移為10-20cm,水平位移不明顯;路基在K541+225處產(chǎn)生橫向裂縫,裂縫長約10m,寬約2-5cm,裂縫走向與路線走向呈35°-60°夾角,裂縫兩側(cè)路基沉降差異明顯,累計(jì)沉降差約為50-80cm。在本次維修改造工程施工過程中K540+900-K541+180段路基在路線中心附近產(chǎn)生拉張裂縫,路面結(jié)構(gòu)層被拉裂破壞,裂縫長約100m,寬約2-5cm。沿路線走向縱向發(fā)育,靠山側(cè)邊溝為近期新建,未見明顯裂縫。K541+225-K541+500、K540+900~K541+180段臨坡側(cè)路肩擋墻為拆除原舊路肩擋墻后新建,新建擋墻未見明顯的墻體開裂等變形跡象,根據(jù)走訪調(diào)查資料,原始舊路肩擋墻存在明顯的外移凸出變形,墻體多有剪切裂縫。K541+225-K541+500段路基以下至古滑坡中部平臺間的斜坡地帶,土體松軟,含水量大,坡面有水滲出,坡體表面處于蠕動變形階段。

        根據(jù)現(xiàn)場裂縫的發(fā)育特征及性質(zhì),路基變形表現(xiàn)為差異性垂直不均勻沉降及水平滑移,其中路堤沿下伏軟弱層的水平滑移破壞危害最為嚴(yán)重。

        3滑坡穩(wěn)定性分析及評價

        3.1定性分析

        根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查訪問,該古滑坡下部滑坡堆積平臺耕作居住多年,未產(chǎn)生變形現(xiàn)象,認(rèn)為該古滑坡體整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。古滑坡后緣斜坡經(jīng)多年風(fēng)化坡積形成的角礫土和碎石土在路基荷載及車輛荷載作用下產(chǎn)生蠕滑變形,引起了路基的整體下沉和路基路面開裂。根據(jù)路基的變形破壞形式、范圍及強(qiáng)烈程度,特別是路基范圍裂縫發(fā)展變形情況以及以往誘發(fā)變形的主要因素,初步判斷目前路基沿下伏軟弱層整體滑移處于初期蠕變階段,在正常工況下處于極限平衡狀態(tài),在降雨工況下處于蠕動滑移狀態(tài)。

        3.2定量計(jì)算

        3.2.1計(jì)算方法

        結(jié)合該路基變形情況,選取裂縫所在部位,選定1-1典型斷面,潛在滑裂面為折線形滑面,采用傳遞系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D30-2015中陡坡路堤沿軟弱層穩(wěn)定性分析要求,采用三種工況進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算:

        工況一(正常工況):處于天然狀態(tài)下的工況

        工況二(非正常工況Ⅰ):處于暴雨或連續(xù)降雨?duì)顟B(tài)下的工況

        工況三(非正常工況Ⅱ):處于地震等荷載作用下的工況

        3.2.2計(jì)算參數(shù)取值

        根據(jù)路基變形現(xiàn)狀(欠穩(wěn)定狀態(tài)),沿全風(fēng)化炭質(zhì)千枚巖滑動采用天然和飽和峰值及殘余強(qiáng)度之間數(shù)值作為穩(wěn)定性驗(yàn)算的參數(shù)。由上述情況及滑坡防治的工程經(jīng)驗(yàn),主滑帶巖土體的力學(xué)指標(biāo)根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn),反算,工程經(jīng)驗(yàn)綜合確定。

        本次穩(wěn)定性計(jì)算僅考慮水平地震作用,地震動峰值加速度取0.3g,地震作用綜合系數(shù)取0.25,水平向地震系數(shù)取0.3,地震重要性系數(shù)取1.3。根據(jù)公路等級,滑坡穩(wěn)定安全系數(shù)正常工況不小于1.20,非正常工況Ⅰ下不小于1.15,非正常工況Ⅱ不小于1.05。

        4治理方案

        4.1抗滑樁

        根據(jù)勘察及穩(wěn)定性分析結(jié)果,擬在下側(cè)路基路肩擋墻外側(cè)設(shè)置抗滑樁支擋。根據(jù)滑面埋深、斷面樁前剩余下滑力及抗滑樁樁身內(nèi)力計(jì)算結(jié)果,在K541+240-K541+385范圍內(nèi),設(shè)置樁徑為2.0m×1.6m的普通抗滑樁,抗滑樁間距為5m,樁長分別為15m、20m,共30根。其中K541+240~K541+310段樁長為15m,采用C30混凝土澆筑:K541+310-K541+385段樁長為20m,采用C30混凝土澆筑。

        4.2錨索框格梁

        對K541+240-K541+370段上下側(cè)道路間坡面采用錨索框格梁進(jìn)行防護(hù),防護(hù)范圍為K541+240-K541+370段整個坡面,錨固面積約為3120m2。其中框格采用C30混凝土澆注,預(yù)應(yīng)力錨索采用270級(1860MPa)高強(qiáng)度低松弛鋼絞線,錨索長度為30m,其中錨固端長10m,縱橫向間距為3.0m。

        5施工順序與施工技術(shù)要求

        5.1施工工序

        根據(jù)推薦方案,本項(xiàng)目主要采用抗滑樁+錨索框格梁措施進(jìn)行處置。

        病害治理工程要按照施工工序進(jìn)行,總體上施工的先后順序如下:坡面修整→錨索框格梁→抗滑樁。在現(xiàn)場條件允許的情況下,部分工程工作可進(jìn)行平行作業(yè)。

        總體施工順序安排依次為:錨索框格梁、抗滑樁。

        5.2施工技術(shù)要求

        5.2.1錨索框格梁

        1)鉆孔前在邊坡用鋼管搭好架子,作為鉆機(jī)工作平臺,采用錨桿工程鉆機(jī)進(jìn)行風(fēng)動干鉆法施工,鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,再穩(wěn)鉆1~2min,防止孔底尖達(dá)不到設(shè)計(jì)孔徑。鉆孔孔壁不能有沉渣及水體粘滯。在鉆孔完成后使用高壓風(fēng)(風(fēng)壓0.2N-0.4MPa),等孔內(nèi)巖粉及水體全部清除出孔外,除相對堅(jiān)硬的巖體錨固外,不得采用高壓水沖洗,若遇錨孔中有承壓水流出,待水壓水量變小后方可安裝錨索與注漿。

        2)鉆孔的孔深應(yīng)大于設(shè)計(jì)50cm、孔徑均不得小于13cm,鉆孔的傾斜度應(yīng)為20°,鉆孔完成后必須采用高壓風(fēng)清孔,孔位的偏差不得超過±5cm。

        3)預(yù)應(yīng)力鋼絞線下料時必須采用切割,嚴(yán)禁電弧切割。

        4)錨索安裝完畢后應(yīng)按設(shè)計(jì)要求盡快注漿,如鉆孔過程中發(fā)現(xiàn)錨固地層地下水量較大,巖層有泥化現(xiàn)象應(yīng)及時報(bào)告。

        5)張拉應(yīng)分級循環(huán)張拉,采用應(yīng)力控制及伸長值雙控,當(dāng)實(shí)際伸長值大于計(jì)算伸長值10%或小于5%時,應(yīng)暫停張拉,待查明原因并采取措施調(diào)整后方可繼續(xù)張拉。

        6)框格梁施工:a、測量放線:施工前應(yīng)對錨索孔、框格梁的位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位;b、坑槽開挖:坑槽開挖應(yīng)遵循至上而下,以兩側(cè)向中間分級分段施工,并堅(jiān)持開挖一臺,防護(hù)一臺。以確保施工安全;c、鋼筋制作安裝:坑槽檢驗(yàn)合格后即可根據(jù)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求的規(guī)格、間距、布置、焊接等進(jìn)行框格梁鋼筋綁扎作業(yè);d、框格豎肋上下順直,橫梁左右平齊,豎向肋柱定位必須準(zhǔn)確,應(yīng)垂直于路線;e、模板安裝:模板應(yīng)具有足夠的鋼度,接縫嚴(yán)密,支撐牢固,不漏漿;f、砼澆筑:每片框格梁砼施工時應(yīng)一次性澆筑完成,并振搗密實(shí),做好砼試件抗壓強(qiáng)度記錄。

        5.2.2抗滑樁

        1)抗滑樁的施工工序?yàn)椋簻y放樁位-樁位場地整平-鎖口盤施工-開挖樁節(jié)與護(hù)壁施工-樁體鋼筋綁扎-樁體混凝土澆注。

        2)抗滑樁要按給定坐標(biāo),準(zhǔn)確放線定位。

        3)抗滑樁施工前應(yīng)先將樁位附近邊坡或表層易滑塌部分采取措施,并做好樁位附近地表水的攔截工作,

        4)抗滑樁應(yīng)視具體地質(zhì)情況跳單樁或兩樁開挖,按設(shè)計(jì)做好鎖口盤和每節(jié)護(hù)壁。

        5)抗滑樁應(yīng)分節(jié)開挖,每節(jié)開挖深度1.0m,開挖一節(jié),做好該節(jié)護(hù)壁,當(dāng)護(hù)壁砼具有一定強(qiáng)度后方可開挖下一節(jié),為了保證工期,護(hù)壁應(yīng)加速凝劑。護(hù)壁各節(jié)縱向鋼筋必須焊接,禁止簡單綁扎。

        6)澆筑護(hù)壁砼時,必須保證護(hù)壁不侵入樁截面凈空以內(nèi)。樁坑開挖過程中應(yīng)隨時校準(zhǔn)其垂直度和凈空尺寸。

        7)樁坑挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后進(jìn)行驗(yàn)槽,保證封底厚度。

        8)樁身砼應(yīng)邊灌注邊振搗,全樁混凝土澆筑應(yīng)不間斷一次澆筑完畢。

        6施工安全要點(diǎn)

        6.1施工前應(yīng)按設(shè)計(jì)文件提供的控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測,尤其對抗滑樁樁基孔位進(jìn)行嚴(yán)格控制,確保施工放樣的準(zhǔn)確性。

        6.2指派具有專業(yè)知識的專職安全員定期查看滑坡體,仔細(xì)查明滑坡區(qū)域內(nèi)的裂隙,并及時處理裂縫,以免雨水下滲,防止產(chǎn)生新的滑坡。

        6.3為確保施工安全,對滑坡區(qū)域設(shè)置4個監(jiān)測點(diǎn),用全站儀定期測量各個點(diǎn)的三維坐標(biāo),實(shí)時監(jiān)測滑坡體的變形情況,

        7結(jié)論

        本項(xiàng)目主要應(yīng)用了錨索框格梁和抗滑樁對路基滑坡處治,錨索框格梁和抗滑樁尤其適用地形受限的回頭曲線邊坡滑坡的地質(zhì)災(zāi)害處治,即起到支擋路基填土的作用,又起到抵抗滑動土體下滑的作用,證明本項(xiàng)目滑坡處治工程設(shè)計(jì)是成功的。

        [責(zé)任編輯:王偉平]

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