劉 銳

(中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司土木建筑設(shè)計三院，四川成都 610031)

工程建設(shè)中，由于地質(zhì)條件變化、施工方法不當(dāng)、集中降雨等原因?qū)е侣坊吰略谧灾刈饔孟掳l(fā)生滑坡的案例時有發(fā)生。宋章等[1]總結(jié)云桂鐵路路塹邊坡滑坡原因及治理措施，提出合理布設(shè)抗滑樁和疏排地表水的綜合方案。董時俊[2]指出靈臺滑坡主要受降雨影響，分析比較滑坡天然狀態(tài)與飽水狀態(tài)的應(yīng)力～應(yīng)變行為。任華鋒[3]總結(jié)蘭渝線太公車站滑坡的形成原因。林亞芳[4]認為抗滑樁是承受側(cè)向荷載用以整治滑坡的合理措施。

本文依托新建鐵路工程，結(jié)合對滑坡成因的分析，采取臨時措施及永久整治措施，為類似地層的路塹形式通過的線路設(shè)計及施工提供經(jīng)驗，為類似工程滑坡治理及支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考。

1 工程概況

1.1 地形地貌

該段總體地形屬云貴高原低中山剝蝕、溶蝕地貌，地面高程1 270～1 320 m，相對高差50 m，總體地勢呈左高右低的一面坡開闊地形(圖1)。

圖1 滑坡工點平面示意

1.2 地層巖性

本段上覆坡殘積(Q4d1+el)黏土，下伏二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P21)頁巖、硅質(zhì)頁巖、砂巖夾煤層、泥巖，二疊系下統(tǒng)茅口組(P1m)灰?guī)r。各層巖土特征分述如下：

<6-7>黏土(Q4d1+el)：黃褐，硬塑狀，含約少量灰?guī)r質(zhì)碎石角礫，弱膨脹性，厚0～4 m。

<17>頁巖、硅質(zhì)頁巖、砂巖夾煤層、泥巖(P21)：褐黃，頁巖泥巖為泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，差異風(fēng)化現(xiàn)象明顯，節(jié)理裂隙發(fā)育。為區(qū)內(nèi)主要含煤地層。全風(fēng)化帶(W4)厚1～12 m；強風(fēng)化帶(W3)厚2～13 m；弱風(fēng)化帶(W2)煤層和炭質(zhì)頁巖、泥巖，厚度5～20 m。

<17-1>煤層(P21)：灰黑、炭黑色等，弱風(fēng)化為主，厚度0.2～1 m。

<19>灰?guī)r(P1m)：淺灰～灰色，厚層～塊狀構(gòu)造，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，巖體較完整。

鉆孔SZ-大方-1、SZ-大方-2揭示代表性斷面示意(圖2)。

1.3 氣象水文條件

地表水不發(fā)育，地下水主要為基巖裂隙水和巖溶水，對混凝土無侵蝕性。

1.4 原設(shè)計

(1)該段路基為路塹形式通過。

(2)DK335+598.37～DK335+850段左側(cè)，路塹坡腳設(shè)錨固樁，共43根，采用C35混凝土灌注。于樁間設(shè)置土釘墻，土釘墻墻面采用C35鋼筋混凝土澆筑。

(3)DK335+598.37～DK335+850段左側(cè)，樁頂設(shè)3 m寬漿砌平臺后刷坡，坡率1∶2.5，樁頂以上第1級邊坡設(shè)錨桿框架梁護坡。

(4)DK335+642、DK335+727左側(cè)路塹設(shè)置吊溝。

路塹形式代表性斷面示意(圖3)。

圖2 路塹左側(cè)滑坡地層代表性斷面

圖3 路塹原設(shè)計代表性斷面

1.5 施工、滑坡情況簡介

路塹坡腳錨固樁、土釘墻及邊坡錨桿框架梁完成施工。

2017年7月12日，施工單位發(fā)現(xiàn)DK335+645～+725左側(cè)樁頂15 m平臺上發(fā)育貫通裂縫，左側(cè)190 m發(fā)育貫通裂縫，最長17 m，寬度1～4 cm，并發(fā)現(xiàn)兩個小陷坑。裂縫長度及平面位置見圖1，現(xiàn)場裂縫照片見圖4、圖5。

圖4 中線左側(cè)190m發(fā)育貫通裂縫

圖5 樁頂平臺貫通裂縫

2 滑坡變形特征

滑坡體平面上呈橢圓形(圖1)，滑坡周界明顯，滑體內(nèi)裂縫多見，可見深度0.4～0.8 m，裂縫貫通性好。鉆孔未發(fā)現(xiàn)地下水。分析現(xiàn)場重新勘探2個斷面、6個鉆孔資料，尚未形成完整貫通的破裂面。綜合判定，目前處于蠕動變形破壞階段。主軸橫斷面見圖6。

3 工程滑坡產(chǎn)生及原因分析

現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)裂縫區(qū)域自然橫坡呈現(xiàn)左高右低的一面坡開闊地形，存在地形偏壓。同時地下水的流向主要為從線路左側(cè)向線路右側(cè)的山下移動。

2017年6月中旬至7月初連續(xù)降中到大雨，持續(xù)時間超過20 d。大量表水下滲，并沿巖石層面、砂巖和頁巖、泥巖、碳質(zhì)頁巖、煤層的分界面(不利結(jié)構(gòu)面)往線路右側(cè)的山下移動，軟化了泥巖、碳質(zhì)頁巖、煤層，使其物理力學(xué)指標(biāo)急劇降低。加之土釘墻泄水孔部分堵塞，增加了抗滑樁背后的動、靜水壓力，增加了抗滑樁背后山體的重量，相當(dāng)于增大了下滑力(土體自重)的同時抗滑力又減小了，從而導(dǎo)致斜坡土體局部產(chǎn)生裂縫、土釘墻頂部平臺和墻體開裂。

線路左側(cè)200 m附近發(fā)現(xiàn)的兩個小陷坑，為零星采空區(qū)塌陷所致，規(guī)模和范圍很小，但為表水下滲提供了便利的通道。

4 穩(wěn)定性分析

4.1 滑面確定

通過DK335+660左193 m、DK335+650左100 m處、DK335+650左14 m處、DK335+688左16 m、DK335+688左110 m、DK335+688左190 m六個干鉆孔，查明軟弱結(jié)構(gòu)面深度、厚度等。

4.2 計算巖土參數(shù)

根據(jù)鉆探取芯室內(nèi)試驗結(jié)果(天然黏聚力C及摩擦角φ)，采用瑞典條分法(表1)分析滑坡體穩(wěn)定性，通過極限平衡狀態(tài)法反算并分析滑動面綜合摩擦角φ，并采用折線滑面法計算各橫斷面(含主軸斷面)在極限平衡狀態(tài)下的出口推力。

根據(jù)室內(nèi)試驗結(jié)果，巖土層參數(shù)見表2。

4.3 節(jié)穩(wěn)定性計算結(jié)果及評價

采用C=30 kPa、φ=12°計算DK335+660主軸斷面最小安全系數(shù)為Fs=1.361 2(穩(wěn)定狀態(tài))，原設(shè)計采用的措施(錨固樁+錨桿框架梁)是合理的。

裂縫出現(xiàn)后，根據(jù)現(xiàn)場資料分析并繪制出各斷面折線滑裂面，采用表1(折線滑面法計算時安全系數(shù)取0.95)及表2巖土層參數(shù)，張青波[5]建議滑坡推力計算宜按反算值進行設(shè)計，反算出DK335+660主軸斷面極限平衡狀態(tài)下黏聚力C=5 kPa時摩擦角φ=10.343°。

圖6 滑坡主軸橫斷面

表2 各土層參數(shù)

采用表2參數(shù)，其中滑裂面起點左側(cè)土層綜合參數(shù)采用C=5 kPa，φ=10.343°，折線滑面法計算推力采用的安全系數(shù)[6-7]采用1.15，計算出口剩余下滑力見表3。

可看出其中DK335+680斷面出口推力最大，為1 330.5 kN。

原設(shè)計左側(cè)路塹坡腳處有錨固樁，為有效利用該錨固樁，擬準(zhǔn)備在距離中線左側(cè)80 m處左右設(shè)置一排錨索樁。對DK335+680主軸斷面進行分段進行檢算，檢算結(jié)果如表4。

表3 各斷面計算結(jié)果 kN

表4 DK335+680斷面計算結(jié)果 kN

5 滑坡整治措施及效果

5.1 整治方案

首先做好隔、防排水措施，補打土釘墻泄水孔。在滑坡中段附近，沿與滑坡主軸垂直方向設(shè)置錨索抗滑樁；邊坡采用錨索框架梁防護(圖7)。

5.2 主要工程措施

5.2.1 臨時工程

(1)黏土夯填地表裂縫，并用彩條布將滑坡體全部遮蓋。

(2)DK335+390～DK335+850段左側(cè)樁間土釘墻補打泄水孔。

(3)DK335+640～DK335+740段左側(cè)坡腳處，采用普通土壓實回填反壓，反壓前在側(cè)溝鋪設(shè)厚度5 cm的木板，使側(cè)溝排水暢通。

(4)左側(cè)樁頂平臺外側(cè)及塹頂外增設(shè)邊樁作為位移觀測點。

5.2.2 支擋工程

(1)DK335+628～DK335+748段左側(cè)，長120 m，距離Ⅱ股道80 m設(shè)置一排錨索樁，樁截面2.0 m×3.0 m～2.5 m×3.5 m，樁間距(中-中)均為6 m，樁長22～34 m；采用C35鋼筋混凝土灌注。錨索鉆孔采用φ130 mm，均為一孔6束，其抗拉強度不得低于1 860 MPa，采用M40水泥砂漿摻粉煤灰灌注，注漿壓力不小于0.8 MPa。

圖7 DK335+680斷面錨索樁加固

(2)DK335+788～DK335+824段左側(cè)，長36 m，距離Ⅱ股道58.11 m設(shè)置一排錨固樁，樁截面1.75 m×2.5 m，樁間距(中-中)均為6 m，樁長20 m。采用C35鋼筋混凝土灌注。

(3)DK335+628～DK335+748段左側(cè)，長120 m，邊坡采用錨索框架梁內(nèi)灌草護坡加固，框架梁節(jié)點間距3.6 m，采用C35鋼筋混凝土現(xiàn)場澆注。

整治工程平面布置見圖8。

圖8 滑坡整治工程設(shè)計平面布置

5.3 整治效果

滑坡發(fā)生后，立即采取臨時措施并積極開展錨索樁等工程施工，順利完成滑坡整治。施工及后續(xù)工作中保持對該滑坡的觀測工作，目前經(jīng)過1個雨季的檢驗，該滑坡狀態(tài)穩(wěn)定。

6 滑坡整治體會

(1)工程滑坡是地層產(chǎn)狀、節(jié)理裂隙、開挖擾動及雨水下滲等因素綜合作用的結(jié)果。

(2)合理確定設(shè)計參數(shù)，本著“ 標(biāo)本兼治” 的原則，滑坡推力宜按反算值及經(jīng)驗值進行設(shè)計。

(3)采用回填反壓法可有效地緩解滑坡變形的進一步發(fā)展；滑坡治理采用雙排抗滑樁進行支擋，同時加強防護，完善防排水措施，綜合治理滑坡體。