王新建，閆新亮，李 鋒

(北京中色資源環(huán)境工程股份有限公司，北京 100012)

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獅尾河流域地質(zhì)災(zāi)害治理防護(hù)堤工程施工設(shè)計(jì)問(wèn)題討論

王新建，閆新亮，李 鋒

(北京中色資源環(huán)境工程股份有限公司，北京 100012)

云南省云龍縣獅尾河流域地質(zhì)災(zāi)害治理防護(hù)堤工程的施工設(shè)計(jì)存在不少問(wèn)題，特別是河道地形變化和防護(hù)堤越過(guò)已建固床壩這2個(gè)問(wèn)題，嚴(yán)重制約著施工進(jìn)度，影響著施工質(zhì)量和工程安全。在分析原施工設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提出了切實(shí)可行的解決辦法，并取得了良好的治理效果。

防護(hù)堤；施工設(shè)計(jì)；泥石流；地質(zhì)災(zāi)害治理

1 項(xiàng)目背景

云南省云龍縣城獅尾河流域地質(zhì)災(zāi)害防治工程是我公司在云南承接的第一項(xiàng)地質(zhì)災(zāi)害治理工程。

云龍縣城曾發(fā)生過(guò)多次滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害，特別是1993年8月29日，獅尾河流域暴發(fā)特大型泥石流，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)7億余元，其中獅尾河流域造成直接經(jīng)濟(jì)損失8629萬(wàn)元。雨季一來(lái)，云南省云龍縣大范圍發(fā)生滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害，這些地質(zhì)災(zāi)害給當(dāng)?shù)厝嗣裆?、?cái)產(chǎn)造成了巨大的損失，云龍縣城地處地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)區(qū)，且地質(zhì)災(zāi)害損失十分嚴(yán)重，災(zāi)情發(fā)生后得到了各級(jí)人民政府和社會(huì)各界的高度重視。

由于各級(jí)政府對(duì)該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的重視而對(duì)該區(qū)泥石流進(jìn)行了幾次治理：1994年完成了V形復(fù)式排導(dǎo)槽治理(見圖1)。1994—1997年期間共完成防沖堤600余米，谷坊30道，固床壩30道，攔砂壩5道(見圖2)。

圖1 復(fù)式V形排導(dǎo)槽

圖2 攔砂壩照片

1997年9月3日，獅尾河流域又暴發(fā)特大泥石流，現(xiàn)場(chǎng)估測(cè)流量達(dá)208 m3/s，大于200年一遇的洪水泥石流流量(198 m3/s)。修建的復(fù)式V形排導(dǎo)槽工程初見成效，泥石流順利通過(guò)，未對(duì)和平村、象麓村及云龍縣城產(chǎn)生大的危害。2011年8月16日，獅尾河流域再次暴發(fā)特大泥石流，由于獅尾河流域采取了一些治理措施，如復(fù)式V形排導(dǎo)槽、谷坊群、攔砂壩及固床壩工程，泥石流順利通過(guò)，未對(duì)和平村、象麓村及云龍縣城產(chǎn)生大的危害。這2次泥石流均能順利通過(guò)，說(shuō)明前期獅尾河流域治理措施發(fā)揮了較大的作用。

但由于近幾年地質(zhì)災(zāi)害增多，現(xiàn)有的工程已不能滿足治理滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害的要求，為了進(jìn)一步控制并減輕滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害的危害，使云龍縣及其縣城經(jīng)濟(jì)較快發(fā)展，2011—2013年，大理州及云龍縣委托有關(guān)單位對(duì)獅尾河進(jìn)行了詳細(xì)的勘查設(shè)計(jì)治理。2014年1月，我單位中標(biāo)云龍縣城獅尾河流域地質(zhì)災(zāi)害防治工程項(xiàng)目。

施工過(guò)程中，遇到了一系列設(shè)計(jì)問(wèn)題，將本計(jì)劃開工的日期一再推遲，根據(jù)記錄應(yīng)該影響了1個(gè)月的工期。如果不解決，將會(huì)嚴(yán)重影響施工質(zhì)量和工程安全。

2 施工設(shè)計(jì)概況和存在的問(wèn)題

2.1 施工設(shè)計(jì)概況

2.1.1 綜合布置

干溝場(chǎng)箐谷坊壩GF1、GF2、GF3、GF4、GF5及獅尾河谷坊壩GF6；獅尾河攔砂壩LS1；獅尾河防護(hù)堤4段757 m。

2.1.2 防護(hù)堤設(shè)計(jì)概況

(1)防護(hù)堤主要設(shè)置在干溝場(chǎng)村—山井村獅尾河兩岸加固或修建，設(shè)在獅尾河兩側(cè)，沿溝邊砌筑，總長(zhǎng)約3.681 km，采用C25毛石砼。

(2)兩側(cè)防護(hù)堤凈寬按無(wú)底排導(dǎo)槽進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)縱坡降為40‰，彎道的曲率半徑R=125.0 m，設(shè)計(jì)流速Vc采用設(shè)計(jì)頻率30年一遇之值為7.47 m/s、設(shè)計(jì)流量采用設(shè)計(jì)頻率30年一遇之峰值流量Qc=128.90 m3/s。

(3)設(shè)計(jì)荷載、抗滑穩(wěn)定性、抗傾覆、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、合力偏心距及基底應(yīng)力的驗(yàn)算均符合防護(hù)堤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算，設(shè)計(jì)防護(hù)堤滿足設(shè)計(jì)規(guī)范安全要求。

(4)防護(hù)堤呈梯形形狀，上寬800 mm，下寬1680 mm，彎道段下寬為1780 mm。

(5)以清基線為基準(zhǔn)，對(duì)清基線以上部分作挖方處理，對(duì)清基線以下部分作填方處理，保證防護(hù)堤埋深≮1.5 m，地面以上有效高度≮2 m，彎道位置有效高度≮2.5 m，彎道超高過(guò)渡段≮5 m；防沖地段，基礎(chǔ)加深2～3 m。

(6)防護(hù)堤按10～15 m設(shè)計(jì)伸縮縫一條，縫中填塞瀝青麻筋或杉木板，填塞深度≮25 cm。

(7)根據(jù)地下水情況，應(yīng)在防護(hù)堤上適當(dāng)增設(shè)排水孔(主要是防護(hù)堤位于坡體下部且緊臨坡體段)，排水孔可采用?80 mm PVC管，排水孔外傾4%。

(8)防護(hù)堤進(jìn)入口采用直墻式翼墻。

(9)防護(hù)堤基礎(chǔ)開挖時(shí)，開挖臨時(shí)坡比均按1∶1放坡；防護(hù)堤背面路堤式填土，邊坡坡率按1∶1.5放坡。

2.2 施工設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

2.2.1 與已建固床壩處未設(shè)置防護(hù)堤連接問(wèn)題

防護(hù)堤的修筑會(huì)經(jīng)過(guò)數(shù)座已建固床壩，如按設(shè)計(jì)要求，防護(hù)堤高度不低于河床以上2 m，(以圖3為例)將導(dǎo)致整段防護(hù)堤坡降的大幅度變化，不利于水流流出，可能會(huì)引起水流沖向兩側(cè)，不利于邊坡的穩(wěn)定。

圖3 固床壩處防護(hù)堤

2.2.2 設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)發(fā)生了變化，不能滿足外露高度和埋深的要求

這是因?yàn)榭辈煸O(shè)計(jì)的時(shí)間與施工的時(shí)間有一定的差距，各種地形情況會(huì)發(fā)生變更。

按設(shè)計(jì)要求，防護(hù)堤埋深≮1.5 m，設(shè)計(jì)文件中已明確給出防護(hù)堤基底高程，經(jīng)實(shí)測(cè)，對(duì)原地面到河床高差數(shù)值的測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，如果按設(shè)計(jì)文件中防護(hù)堤基底高程施工，將會(huì)不滿足埋深≮1.5 m這個(gè)條件，如圖4所示。

如果按此設(shè)計(jì)施工，設(shè)計(jì)防護(hù)堤基底高程與實(shí)際防護(hù)堤基底可能會(huì)產(chǎn)生一定的差值。這個(gè)差值可能不固定，有些比設(shè)計(jì)值大，有些會(huì)比設(shè)計(jì)值小。具體見表1。

圖4 基底產(chǎn)生的設(shè)計(jì)差值

表1 實(shí)際防護(hù)堤基底與設(shè)計(jì)防護(hù)堤基底的差(部分?jǐn)?shù)據(jù))

2.2.3 防護(hù)堤與旁邊公路的橫穿涵洞未設(shè)置連接措施

防護(hù)提F8—F9段及F40—F41段公路涵洞與此兩段防護(hù)堤形成直接對(duì)沖，可能對(duì)防護(hù)堤造成破壞。如圖5所示。

圖5 對(duì)接公路涵洞

一般應(yīng)采取連接措施與防護(hù)堤有效地連接，保證防護(hù)堤的穩(wěn)定。

2.2.4 個(gè)別段落臨近公路的防護(hù)堤有高大陡的土質(zhì)邊坡，未采取加強(qiáng)措施

獅尾河流域地質(zhì)災(zāi)害防治工程在勘查設(shè)計(jì)階段，旁邊的黃金公路大橋還未開工。治理項(xiàng)目開工后，地形發(fā)生了很大的變化。

其中有一座大橋橫跨獅尾河，大橋建成后，造成局部高大陡的邊坡，按照常規(guī)的設(shè)計(jì)尺寸(上寬800 mm，下寬1680 mm的尺寸，深度3.5 m)無(wú)法滿足防護(hù)堤穩(wěn)定性的要求。

原因有4個(gè)：(1)原來(lái)大橋下游50 m范圍內(nèi)填筑的土石邊坡較陡，根據(jù)實(shí)測(cè)應(yīng)該在1∶0.5以上；(2)填方高度有10～15 m高；(3)上方為公路，動(dòng)荷載較大；(4)防護(hù)堤基礎(chǔ)開挖不在填方邊坡坡腳以外，在坡腳里邊約3～5 m，造成填方坡率更陡，實(shí)測(cè)坡率>1∶0.75。

以上原因造成該處防護(hù)堤不穩(wěn)定，進(jìn)而會(huì)影響黃金公路(即躍龍公路)的安全。如圖6所示。

圖6 高大陡邊坡防護(hù)堤

2.2.5 個(gè)別段落基底遇到了基巖，未設(shè)置設(shè)計(jì)措施

獅尾河上游F49—F56段遇到了巖石基底，設(shè)計(jì)上未采取有效的施工措施，這樣造成防護(hù)堤與基巖不能有效地連接在一起，不利于防護(hù)堤的穩(wěn)定，特別是該處位于河道轉(zhuǎn)彎處，水流急速，容易引起防護(hù)堤的損壞。

2.2.6 大部分段落地下水豐富，未采取處理措施

防護(hù)堤位于獅尾河兩側(cè)，地下水豐富(見圖7)，設(shè)計(jì)中并未采取有關(guān)的設(shè)計(jì)措施，而是直接傾倒毛石混凝土。這樣造成基底應(yīng)力不達(dá)標(biāo)，影響防護(hù)堤的穩(wěn)定，長(zhǎng)期會(huì)造成防護(hù)堤的斷裂。按照施工規(guī)范規(guī)定，如此的基底應(yīng)該設(shè)計(jì)增加基底應(yīng)力的措施。

圖7 地下水豐富

3 施工中的解決辦法

3.1 與已建固床壩處未設(shè)置防護(hù)堤連接問(wèn)題

經(jīng)過(guò)與設(shè)計(jì)單位協(xié)商，采取控制銜接段斜坡比率的方法，兩端仍然按照設(shè)計(jì)的外露高度2.0 m、埋深1.5 m設(shè)置防護(hù)堤。一般比率設(shè)置為1∶0.75。同時(shí)，將底部固床壩上部鉆孔植入連接筋，一般采用?16 mm的螺紋鋼，間距符合設(shè)計(jì)，縱向間距50 cm，橫向間距60 cm，植入壩體30 cm，外露50 cm。

如將此兩段直接連接起來(lái)，既能保持坡降的連續(xù)性，也能保證美觀，如圖8所示。

圖8 跨結(jié)構(gòu)物連接設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)際測(cè)量?jī)啥胃卟睿凑招逼滦甭?∶0.75的設(shè)置，連接長(zhǎng)度一般在15～20 m。增加工程量有限。

3.2 設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)發(fā)生了變化，不能滿足外露高度和埋深的要求

因?yàn)榭辈樵O(shè)計(jì)的時(shí)間與施工時(shí)間的相距較遠(yuǎn)，地形變化比較明顯，所以這種變化非常正常。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)單位和建設(shè)方同意，我們確定了工作原則，重新進(jìn)行了測(cè)量，點(diǎn)位不變，重新測(cè)定河床高程，按照施工圖確定的外露高度和埋深重新確定，防護(hù)堤的高程包括頂面高程和底面高程，經(jīng)設(shè)計(jì)代表同意，重新繪制設(shè)計(jì)變更施工圖。

3.3 防護(hù)堤與旁邊公路的橫穿涵洞未設(shè)置連接措施

橫跨公路的涵洞邊坡很陡，水流很急，對(duì)連接獅尾河河道會(huì)造成很大的沖刷，而且還會(huì)有短距離的泥石流滾落，不利于防護(hù)堤的穩(wěn)定。

經(jīng)過(guò)與設(shè)計(jì)方設(shè)計(jì)代表充分協(xié)商，最后確定了采用跌水排水溝連接獅尾河河道的方式連接，連接采用漿砌石鋪砌，具體見圖9。

圖9 連接跌水溝設(shè)計(jì)

排水溝砌體采用M10漿砌片石砌筑；石料抗壓強(qiáng)度≮30 MPa；溝頂和溝底采用M10漿砌片石，厚度30 cm，砂漿抹面厚度2 cm；溝邦要求平整光滑；排水溝坡度按涵洞口至擬建好的防護(hù)堤頂放坡即可，排水溝與擬建防護(hù)堤段做到過(guò)度美觀。排水溝每10 m設(shè)2 cm寬伸縮縫，縫內(nèi)填塞瀝青木板，沿內(nèi)面和頂面填塞，填塞深度≮15 cm。

圖中挖方與回填工程量需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)來(lái)確定，回填用膨脹性小的碎石土或沙土，不得用膨脹性大的材料，回填前需夯實(shí)排水溝基礎(chǔ)。

3.4 個(gè)別段落臨近公路的防護(hù)堤有高大陡的土質(zhì)邊坡，未采取加強(qiáng)措施

對(duì)于該處的危害治理，建設(shè)方和設(shè)計(jì)方非常贊同，提出了相應(yīng)的修改意見。一般對(duì)防護(hù)堤的形式寬度和高度進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。具體見圖10。

本段防護(hù)堤長(zhǎng)20 m，采用C25毛石混凝土砌筑防護(hù)堤；從圖10可以看出，頂寬變成了1200 mm，底寬變成了2667 mm，最重要的是底部采用了斜面坡度，坡度為0.1∶1，由此引起總高度變?yōu)?222mm，迎水面由直立改為1∶0.1的坡度，背水坡改為1∶0.25的坡度。

圖10 高大陡坡防護(hù)堤設(shè)計(jì)

施工時(shí)按照專項(xiàng)安全施工方案采取一系列防護(hù)措施，加強(qiáng)安全監(jiān)管和公路的監(jiān)測(cè)，確保了施工無(wú)安全事故。

3.5 個(gè)別段落遇到了基巖，未設(shè)置設(shè)計(jì)措施

獅尾河上游段遇到了巖石基底，設(shè)計(jì)上未采取任何措施，問(wèn)題提出后，設(shè)計(jì)方非常重視，負(fù)責(zé)人到現(xiàn)場(chǎng)查看，提出了非常有效的辦法，具體如下。

(1)沖洗巖石面，保證無(wú)銹污等附著在巖石面，光滑巖面要鑿毛。

(2)連接筋采用?16 mm的Ⅱ級(jí)鋼，采用?22 mm鉆頭鉆孔，沖洗潔凈，用42.5水泥漿液灌滿，然后插入加工好的鋼筋。應(yīng)保護(hù)連接筋在水泥漿終凝前不受到碰撞。

(3)連接筋的布置縱向?yàn)?0 cm，橫向布置根據(jù)高程位置布置2～4排，呈梅花形布置。施工中根據(jù)原堤身的實(shí)際情況，縱向間距可以做適當(dāng)調(diào)整，但最大不能超過(guò)50 cm，可以適當(dāng)加密。

(4)連接筋橫向間距根據(jù)不同高程面的位置，間距一般為60 cm，布置1～2根。

(5)鋼筋外漏長(zhǎng)度為50 cm，埋深為30 cm，總長(zhǎng)度為80 cm。

(6)鋼筋和水泥的材料質(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)檢驗(yàn)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

施工效果見圖11。

3.6 大部分段落地下水豐富，未采取處理措施

圖11 施工效果

碎石墊層、貧混凝土墊層、砂墊層，我們根據(jù)地質(zhì)情況選用了碎石墊層，既增加了防護(hù)堤的穩(wěn)定性，又能給建設(shè)方節(jié)省資金。

墊層厚度一般采用20 cm，表面5 cm厚度采用粒徑<10 mm的碎石，下部15 cm厚度采用20～31.5 mm的碎石，攤鋪均勻，夯實(shí)。

4 實(shí)施效果

通過(guò)我方的努力，施工工期順利保證，整體治理工程的工程質(zhì)量得到了有效保證，施工安全得到了有效保證。按照大理州政府的要求順利在要求的工期前完成了治理任務(wù)。從2014年至今，已經(jīng)歷了3個(gè)年度，未發(fā)生質(zhì)量安全事故，經(jīng)受了洪水的考驗(yàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

地質(zhì)災(zāi)害的防治和治理相對(duì)比較不完善，各地在勘查設(shè)計(jì)上還存在好多不完善的地方，同時(shí)資金的欠缺也會(huì)造成設(shè)計(jì)上的不完善。需要施工單位或監(jiān)理單位在實(shí)施工程的過(guò)程中，盡量完善，以保證治理工程的預(yù)期效果。

[1] DZ/T 0219—2006，滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] GB 50010—2002,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] GB 50204—2002,混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

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[5] 張盛鯤,彭敏.汶川地震災(zāi)區(qū)文家溝特大地質(zhì)災(zāi)害防治引水隧洞設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)施工[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2013,40(3):71-74.

[6] 李乾坤,石勝偉,韓新強(qiáng),等.國(guó)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害機(jī)理與防治技術(shù)研究現(xiàn)狀[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2013,40(7):52-54.

[7] 梁柱,陳燕,陳宏偉.特大型泥石流地質(zhì)災(zāi)害治理工程[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2013,40(8):70-74.

Discussion of Construction Drawing Design for Geological Hazard Protection Embankment in Shiweihe Basin/

WANGXin-jian,YANXin-liang,LIFeng

(SINOREX Resource and Environment Engineering 〈Beijing〉 Co., Ltd., Beijing 100012, China)

In the construction process of Shiweihe of Yunlong County, Yunnan Province, some problems in the design of geological disaster control were encountered. There are many designing mistakes in the construction drawings of the protection embankment, especially the river terrain changes and protection embankment crossing over the built dam, which seriously restricted the construction progress, the construction period was delayed for a month and the construction quality and engineering safety were affected. Based on the actual project situation, some feasible solutions are put forward in this paper.

protection embankment; construction drawings design; debris flow; geological disaster prevention

2017-03-02

王新建，男，漢族，1971年生，高級(jí)工程師，工程測(cè)量專業(yè)，從事工程技術(shù)及管理工作，北京市朝陽(yáng)區(qū)安外北苑五號(hào)院四區(qū)，905484285@qq.com。

TV64

A

1672-7428(2017)06-0069-05