李志強,俞敏,陳志高

(廣西壯族自治區(qū)桂林水文工程地質(zhì)勘察院，桂林 541002)

以金竹寨滑坡治理工程為例淺談預(yù)應(yīng)力錨索在風(fēng)景名勝區(qū)滑坡治理中的應(yīng)用

李志強,俞敏,陳志高

(廣西壯族自治區(qū)桂林水文工程地質(zhì)勘察院，桂林 541002)

龍勝梯田金竹寨發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害，邊坡治理迫在眉睫。本文就預(yù)應(yīng)力錨索在該滑坡治理工程中實際應(yīng)用作了介紹，金竹寨滑坡的預(yù)應(yīng)力錨索治理達(dá)到了災(zāi)害除、工期短、地貌恢復(fù)好的效果，是風(fēng)景名勝區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理的一個較為典型案例。

風(fēng)景區(qū)；滑坡治理；預(yù)應(yīng)力錨索；地形地貌恢復(fù)

1 工程概況

1.1 整治概況

金竹寨滑坡位于廣西壯族自治區(qū)龍勝各族自治縣東南部，著名的龍脊梯田風(fēng)景名勝區(qū)入口處的金竹寨。金竹寨滑坡在2009年6月的連續(xù)大暴雨影響下形成的發(fā)生位移變形，前緣凸脹5～30 cm，后緣拉裂縫3～10 cm，發(fā)生蠕滑變形。滑坡威脅到邊坡上下18戶住戶及旅客約800人的生命安全，威脅直接經(jīng)濟財產(chǎn)約300萬元，并威脅坡下景區(qū)公路停車場的安全運行，同時影響龍脊景區(qū)的正常運營以及約3 hm2水田、果園的種植，潛在間接經(jīng)濟損失近千萬元。因此，盡快對地質(zhì)災(zāi)害采取有效防治措施，十分緊迫而必要。

1.2 工程地質(zhì)特征

滑坡區(qū)位于構(gòu)造剝蝕侵蝕中低山地貌區(qū)，河谷兩側(cè)山體連綿起伏，山頂呈渾圓狀，相對高差400～700 m，山坡坡度多在30°～50°之間。上覆土層為含角礫粘土(厚5.2～6.2 m)，下伏為元古界丹洲群拱洞組板巖，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，多為風(fēng)化裂隙，裂隙多為充填粘性土，巖體破碎，巖芯呈塊狀，浸水易軟化，暴曬后易碎裂，物理力學(xué)性質(zhì)急劇降低。

1.3 水文地質(zhì)條件

滑坡區(qū)的地下水類型分為松散層孔隙水和碎屑巖基巖裂隙水兩種類型。其中松散層孔隙水儲存、運移于第四系含角礫粘土中，其孔隙細(xì)小，含水性差，屬弱透水層，地下水貧乏；孔隙水主要靠大氣降水補給，小部分地下水垂直向深部滲透補充基巖，大部分沿山坡產(chǎn)生短距離徑流，在滑坡坡腳或中下部以季節(jié)性小泉流出坡面?；鶐r裂隙水賦存于構(gòu)造裂隙、風(fēng)化裂隙、層間裂隙中，裂隙細(xì)小，且多被充填，含水性弱、透水性差，屬相對隔水層，主要接受大氣降雨和上覆第四系土層孔隙水的補給。由于基巖與坡殘積層均具有較大的透水性差異，地表水透過覆蓋土層后，聚集在坡殘積層與基巖接觸面形成飽水帶，軟化土體，致使土層重量增加，抗剪強度降低，從而形成軟弱結(jié)構(gòu)面，使邊坡工程地質(zhì)條件惡化，是造成邊坡滑移的主要原因。

2 邊坡穩(wěn)定性分析

從2009年6月底強降雨期間滑坡的變形特征推斷，該滑坡前緣公路邊擋土墻突出，路面有鼓脹隆起、房屋傾斜，與后緣橫向弧形張拉裂縫是同時出現(xiàn)的，滑體內(nèi)沒有出現(xiàn)局部的滑移變形現(xiàn)象，表明該滑坡當(dāng)時屬于整體性滑移變形的滑體，并且整個滑帶已基本貫穿，處于極限平衡的欠穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)滑坡變形特征，基巖埋深及地下水影響等邊界條件，通過優(yōu)化計算而得出最不利滑動面，再根據(jù)剩余下滑力傳遞系數(shù)法，計算出剖面最大剩余下滑力為580.03 kN。

3 整治工程設(shè)計

根據(jù)金竹寨滑坡的勘查成果和前面的分析，在充分掌握金竹寨滑坡影響因素、穩(wěn)定性狀況以及危害特征等的基礎(chǔ)上，確定該滑坡采用預(yù)應(yīng)力錨索壓力梁分級治理措施(圖1)，并輔以動態(tài)監(jiān)測。

圖1 預(yù)應(yīng)力錨索布置剖面圖

3.1 預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計

為防止滑坡從坡面上段陡坎剪出，在保證滑坡威脅對象安全的前提下，考慮加固工程的施工可操作性，治理工程設(shè)計在滑坡上部陡坎處布置4排預(yù)應(yīng)力錨索。錨索橫向間距為2.5 m，單束錨索設(shè)計抗拔力為600 kN。壓力梁為矩形梁，梁身截面尺寸為1.2 m×0.6 m(寬×高)，混凝土等級選用C30。

3.1.1 錨索孔徑及傾角設(shè)計

根據(jù)工程經(jīng)驗及經(jīng)濟合理性，設(shè)計錨索孔為130 mm，傾角為下傾25°。

3.1.2 單束錨索所需綱絞線根數(shù)

3.1.3 單束錨索內(nèi)錨固段長度計算

3.2 壓力梁設(shè)計

考慮局部受壓破壞及滿足承載力要求，于是在錨索點處設(shè)置壓力梁，間距2.5 m。

3.2.1 地基承載力驗算

3.2.2 局部受壓承載力計算

4 施工技術(shù)措施

4.1 施工順序

壓力梁基礎(chǔ)開挖→錨索成孔、下錨、注漿→壓力梁施工→錨索張拉鎖定→表土回填，恢復(fù)地貌。

4.1.1 壓力梁基礎(chǔ)開挖

按設(shè)計要求進(jìn)行測量放樣后，對壓力梁設(shè)置位置進(jìn)行開挖，開挖深度為0.8 m，為錨索及壓力梁施工完后回填恢復(fù)地貌創(chuàng)造空間條件。

4.1.2 鉆孔

鉆探設(shè)備采用ZSDL-160型錨索鉆機，成孔孔徑110 mm。錨索水平、垂直方向韻孔距誤差不應(yīng)大于100 mm，鉆孔軸線的偏斜率不應(yīng)大于錨索長度的2%，向鉆孔中安放錨索前，將孔內(nèi)巖粉和土屑清洗干凈。

4.1.3 錨索的制作、存儲和安放

錨索制作前需對錨索鋼絞線進(jìn)行除油和除銹，在錨固段長度范圍，桿體上不得有可能影響與注漿體有效粘結(jié)和影響錨索使用壽命的有害物質(zhì)，并應(yīng)確保滿足設(shè)計要求的注漿體保護(hù)層厚度，在自由段桿體上應(yīng)設(shè)置有效的隔離層；鋼筋、鋼絞線或鋼絲應(yīng)采用切割機切斷；桿體制作時應(yīng)按設(shè)計要求進(jìn)行防腐處理；加工完成的桿體在存儲、搬運、安放時，應(yīng)避免機械損傷、介質(zhì)侵蝕和污染；鋼絞線需平直排列，沿桿體軸線方向每隔1.0～1.5 m設(shè)置一個隔離架，注漿管和排氣管應(yīng)與桿體綁扎牢固，綁扎材料不宜采用鍍鋅材料。

4.1.4 注漿

鉤蟲性十二指腸炎綜合征是由鉤蟲入侵人體寄生于十二指腸引起的腸道寄生蟲性疾病，又稱Griesinger綜合征，1843年由意大利學(xué)者Dabin最初發(fā)現(xiàn)[1]。鉤蟲是一種圓蟲，長約10 mm，有雌雄之別，成蟲常隱匿于黏液或腸道黏膜皺褶中，其寄生部位多集中于十二指腸降段與球部，該病主要臨床表現(xiàn)為缺鐵性貧血和營養(yǎng)不良，可有不同程度的上腹部疼痛，偶伴腹脹、食欲不振、惡心、嘔吐、便秘、腹瀉等不適。鉤蟲性十二指腸炎綜合征常規(guī)確診主要依靠糞便涂片找蟲卵檢查，但由于該方法有一定局限性，且檢查陽性率相對較低，易漏診。當(dāng)今診療手段中，電子胃鏡檢查是其診斷的有效方法之一，可提供較為可靠的依據(jù)。

根據(jù)本工程實際特點，錨固段的砂漿標(biāo)號為M30，采用砂漿配合比為水泥∶粗砂∶水=1∶1.12∶0.42，水泥為425普通水泥。經(jīng)28 d后試驗得出試塊平均抗壓強度為36.3 MPa，滿足要求。

本工程錨索為向下傾斜，在向鉆孔內(nèi)注漿時，注漿管的出漿口應(yīng)插入距孔底300～500 mm處，漿液自下而上連續(xù)灌注，且確保從孔內(nèi)順利排水、排氣；注漿設(shè)備應(yīng)有足夠的漿液生產(chǎn)能力和所需的額定壓力，采用的注漿管應(yīng)能在1 h內(nèi)完成單根錨索的連續(xù)注漿；注漿后不得隨意敲擊桿體，也不得在桿體上懸掛重物。注漿漿液選用灰砂比10.5～11的水泥砂漿，并可加入一定量的外加劑或摻合料。錨索張拉后，對錨頭和錨索自由段間的空隙進(jìn)行補漿。

4.1.5 壓力梁的制作

內(nèi)錨固段注漿后，立即澆制張拉承壓壓力梁，壓力梁為承壓構(gòu)件，將錨索的集中荷載均勻地傳遞到巖土體。為使壓力梁表面與錨索垂直，預(yù)先將一根外徑與錨孔直徑相同的薄壁鋼管和一塊適當(dāng)尺寸的鋼板正交焊接固定。壓力梁采用現(xiàn)澆制作，先幫扎鋼筋支架，將正交焊接的鋼管插入鉆孔一定深度，然后支模澆筑砼，采用插入式振搗密實，并加強養(yǎng)護(hù)。

壓力梁砼標(biāo)號為C30，施工中采用砼的配合比為水泥∶中砂：碎石∶水=1∶1.66∶3.28∶0.51，水泥為425普通水泥。經(jīng)28 d后試驗得出試塊平均抗壓強度為32.1MPa，滿足張拉要求。

4.1.6 預(yù)應(yīng)力錨索的張拉和鎖定

錨索正式張拉前，應(yīng)取60 kN拉力對錨索預(yù)張拉1～2次，使桿體完全平直，各部位接觸緊密。當(dāng)錨索張拉至600～650 kN時，保持15 min，然后卸荷至鎖定荷載設(shè)計值進(jìn)行鎖定。

4.1.7 地貌恢復(fù)

由于該滑坡治理的主要特點為風(fēng)景名勝區(qū)，故治理后的地貌恢復(fù)至關(guān)重要。為了地貌恢復(fù)效果的保證，在施工前對原有景區(qū)地貌拍照并作詳細(xì)的記錄，并將預(yù)應(yīng)力錨索施工區(qū)域耕植土收集妥善保存，錨索壓力梁施工結(jié)束后進(jìn)行填埋，再進(jìn)行耕植土回覆，耕植土覆土厚度不小于40 cm。填埋覆土后，嚴(yán)格按治理前的照片記錄對治理區(qū)域田坎、植被等進(jìn)行修復(fù)。地貌恢復(fù)均為人工施工，不再使用機械施工，以避免機械震動對景區(qū)地形地貌造成為此破壞，甚至對預(yù)應(yīng)力錨索的治理效果產(chǎn)生負(fù)面影響。

5 預(yù)應(yīng)力錨索的工程效果

2010年12月施工完錨索至今已有6 a余，經(jīng)過多次雨季考驗，該滑坡未出現(xiàn)再次滑動變形跡象，且景區(qū)地貌恢復(fù)效果良好，龍脊梯田的旅游價值未受絲毫影響，將災(zāi)害治理、環(huán)境保護(hù)、旅游開發(fā)有機地結(jié)合在一起，經(jīng)濟效益與社會效益完美地顯現(xiàn)了出來(圖2、圖3)。

圖2 滑坡治理前(攝于2010年5月)

圖3 滑坡治理后(攝于2017年1月)

6 結(jié)語

風(fēng)景名勝區(qū)人員流動大，短時間內(nèi)人口密集，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害后危險性高，潛在損失大，一旦造成人員傷亡社會影響惡劣。由于景區(qū)運營的影響，要求地質(zhì)災(zāi)害治理施工工期不能太長，而且施工后地貌恢復(fù)效果要求高。預(yù)應(yīng)力錨索施工方便，無需大面積開挖，對原始地形地貌破壞相對較小，施工結(jié)束后地貌恢復(fù)易于操作，恢復(fù)效果良好。金竹寨滑坡的預(yù)應(yīng)力錨索治理即達(dá)到了災(zāi)害除、工期短、地貌恢復(fù)好的效果，可以作為景區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理工程的一個較為典型的實例來借鑒參考。

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[3] 巨能攀,向喜瓊,黃潤秋.滑坡治理設(shè)計中幾個問題的討論[J].工程地質(zhì)學(xué)報，2002,(S1)：284-287.

[4] 俞敏，李旺珍，等.預(yù)應(yīng)力錨索在公路高陡邊坡加固整治工程中的應(yīng)用[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2006,33(8)：38-41.

[5] 譚彬建，俞敏，等.桂柳高速公路K444+712～+822上行線邊坡預(yù)應(yīng)力錨索加固方案設(shè)計[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2010,37(5)：73-77.

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[8] 中華人民共和國國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).滑坡防治工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范(DZ/T0218-2006)[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2006.

IN THE LANDSLIDE CONTROL PROJECT FOR THE APPLICATION OF GOLD ZHUZHAI CASES OF PRESTRESSED ANCHOR CABLES IN LANDSLIDE CONTROL IN SCENIC AREA

LI Zhi-qiang,YU Min,CHEN Zhi-gao

(The Guangxi Zhuang Autonomous Region Institute of hydrogeology and engineering geology, Guilin 541002,China)

landslide Landslide terrace of Longsheng gold Zhuzhai, slope imminent. In this paper, the prestressed anchor cable in Landslide Engineering in practical application are introduced, the prestressed anchor cable Zhuzhai landslide governance gold reached in disaster and short period of construction, landscape restoration good effect, is a geological disaster scenic area landslide is a typical case.

scenic area; landslide control; Prestressed anchor cable;landform restoration

1006-4362(2017)02-0074-04

2017-01-06 改回日期： 2017-02-17

P642.22

A

李志強(1984- )，男，漢族，甘肅會寧人，就職于廣西壯族自治區(qū)桂林水文工程地質(zhì)勘察院，土木工程專業(yè)，水工環(huán)工程師，主要從事礦山水文地質(zhì)詳查、地下水資源論證、地質(zhì)災(zāi)害評估、地質(zhì)災(zāi)害勘查設(shè)計等相關(guān)工作。E-mail：361180111@qq.com