朱建華
(云南南方地勘工程總公司,云南 大理 671000)
南澗彝族自治縣位于云南省西部,大理州南部。地處東經(jīng)100°06'~100°41'、北緯24°39'~25°10'之間。從現(xiàn)場勘查情況來看,隨著近年云南省西部地區(qū)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展擴(kuò)大、人口增加,該沖溝排水量逐年增大,加之滑體結(jié)構(gòu)松散,加快了滑坡前緣掏蝕,局部前緣陡坎高達(dá)4m~5m,陡坎后部滑體逐漸失穩(wěn)變形。
滑坡長82m,前緣剪出口與后緣高差約24m,地形坡度15°~30°,植被稀疏,欠發(fā)育,為滑坡的形成創(chuàng)造了空間條件。
工程區(qū)雨季常有連續(xù)性降雨及暴雨,且雨季較長,增大了山坡巖土體的重度,同時降低其強(qiáng)度。地表水及坡體內(nèi)地表水入滲,軟化滑帶。洪水沖刷滑坡前緣沖溝,溝床淘蝕下切嚴(yán)重,逐步釋放坡體應(yīng)力。大氣降雨是引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要因素之一。
根據(jù)研究區(qū)東側(cè)滑坡區(qū)的特點,在穩(wěn)定性分析和上述方案初步論證的基礎(chǔ)上,地質(zhì)災(zāi)害治理思路主要采用:抗滑樁對滑坡推力進(jìn)行支擋保護(hù)滑坡后部居民財產(chǎn)和生命安全。
治理工程采用“抗滑樁作為主體防治工程,輔以地表截排水溝綜合治理”方案,在該綜合治理方案的基礎(chǔ)上擬選兩種方案進(jìn)行比選,原因如下分析。
根據(jù)滑動推力計算結(jié)果,剩余下滑力最大位置為滑坡中前部,滑坡前部地形相對平緩,后部稍陡,剩余下滑力從中前部至前緣逐漸遞減,抗災(zāi)能力逐漸增強(qiáng),另外該研究區(qū)域發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害威脅對象全部集中在滑坡中后部,即5-5剖面至后緣段,因此本次根據(jù)保護(hù)對象及下滑力空間分布提出兩套治理方案。
擬治理方案A除在5-5剖面附近設(shè)排樁外,另在滑坡前緣沖溝陡坎段處設(shè)置擋土墻工程。為防止地表水從滑坡后緣入滲及防治滑坡前緣沖溝繼續(xù)淘蝕下切,擬在滑坡后緣段修建排水溝,從滑坡西北側(cè)緣已有排水溝處起,沿滑坡前緣沖溝段修建排水溝。
擬治理方案B采用雙排樁方案,即除在5-5剖面設(shè)置排樁外,根據(jù)下滑力空間分布情況,另在6-6剖面附近剩余下滑力最大處再設(shè)置一排樁,截排水溝工程同方案A。
兩方案具體設(shè)計思想和工程布置分別如下。
根據(jù)場地特征、場地變形情況、下滑力分布和保護(hù)對象分布情況,方案A工程布設(shè)為:在保護(hù)對象前,沿5-5′剖面附近設(shè)置一排抗滑樁,以保護(hù)受威脅對象;在滑坡前緣沖溝剪出口段,沿著滑坡前緣沖溝陡坎設(shè)置擋土墻,以阻擋滑坡前部蠕滑及前緣陡坎繼續(xù)垮塌,造成滑坡前緣抗滑力降低,繼而造成滑坡應(yīng)力釋放,另外擋土墻還能防止樁間土流出。由于長蟲街無排水系統(tǒng),地表水易流至滑坡區(qū)及從滑坡后緣入滲,另外防止滑坡前緣沖溝繼續(xù)淘蝕,從滑坡西北側(cè)緣已有排水溝處起,沿滑坡前緣沖溝段修建排水溝,排水溝共兩段,總長285.4m。
(1)支擋工程。根據(jù)保護(hù)對象,在滑坡中部沿5-5′剖面附近設(shè)抗滑樁,根據(jù)滑坡各縱剖面推力情況和橫剖面滑面埋深情況,分2種樁型設(shè)置(分別為A型、B型抗滑樁)其中:A型抗滑樁共6棵,設(shè)計推力300KN/m,樁長8m,截面尺寸為1.5m×2.0m;B型抗滑樁共8棵,設(shè)計推力400KN/m,樁長10m,截面尺寸為1.5m×2.0mm,抗滑樁共計14棵。
(2)擋土墻工程。擋土墻工程布設(shè)于滑坡前緣剪出口沖溝陡坎段一線,采用重力式擋墻,共布設(shè)67m,墻體采用C25砼澆筑。
(3)地表排水溝工程.頻發(fā)地質(zhì)災(zāi)害地段采用預(yù)制板進(jìn)行覆蓋,與滑坡后緣V17處已有暗溝相連接,長149m。排水溝(V18-V31段)從滑坡北西側(cè)緣已有排水溝處(V18)開始布設(shè),沿坡面沖溝布設(shè)至滑坡前緣沖溝下游,長約136.4m,溝體統(tǒng)一采用C25砼澆筑。
方案A治理效果:由于本次治理滑坡規(guī)模較小,縱向長度相對較短,排樁設(shè)置于滑坡中部受保護(hù)對象前沿,且與滑坡前緣擋土墻形成聯(lián)合支擋,對該滑坡整體穩(wěn)定及保護(hù)受威脅對象直接、有效;擋土墻的設(shè)置,能防止滑坡前緣陡坎繼續(xù)垮塌,保護(hù)溝岸,防止樁間土溜出,與抗滑樁形成聯(lián)合支擋。長蟲街無有效排水系統(tǒng),地表水匯流至滑坡后緣地表,最終匯入滑坡前緣沖溝,排水溝能防止地表水流至滑坡區(qū)及從滑坡后緣入滲,避免地表水四處散流,防止沖溝繼續(xù)下切,減少水土流失。
根據(jù)場地特征、場地變形情況、下滑力分布和保護(hù)對象分布情況,方案B工程布設(shè)為:在滑坡中部5-5′剖面設(shè)置第一排(上排)抗滑樁,以支擋樁后部滑體推力并保護(hù)受威脅對象;在滑坡前部下滑力最大處沿著前緣6-6′剖面設(shè)置第二排(下排)抗滑樁,以阻止滑坡中前部滑體蠕滑。由于長蟲街無排水系統(tǒng),地表水易流至滑坡區(qū)及從滑坡后緣入滲,另外防止滑坡前緣沖溝繼續(xù)淘蝕,因此從擁翠鄉(xiāng)政府大院附近沿長蟲街至滑坡后緣段修建排水溝,從滑坡西北側(cè)緣已有排水溝處起,沿滑坡前緣沖溝段修建排水溝,排水溝共兩段,總長293m。
(1)抗滑樁支擋工程。根據(jù)穩(wěn)定性與推力計算分析,于滑坡后部沿著5-5剖面設(shè)置第一排抗滑樁,于滑坡前緣附近沿著6-6剖面設(shè)置第二排抗滑樁,根據(jù)滑坡各剖面推力情況和滑面埋深情況,共分3種樁型設(shè)置(分別為A型、B型及C型抗滑樁)。其中:
第一排樁:共14棵樁。A型抗滑樁共6棵,設(shè)計推力200KN/m,樁長8m,截面尺寸為1.5m×2.0m;B型抗滑樁共8棵,設(shè)計推力400KN/m,樁長10m,截面尺寸為1.5m×2.0m,抗滑樁均為C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
第二排樁:共13棵樁。A型抗滑樁共5棵,設(shè)計推力200KN/m,樁長8m,截面尺寸為1.5m×2.0m;C型抗滑樁共8棵,設(shè)計推力200KN/m,樁長10m,截面尺寸為1.5m×2.0mm,抗滑樁均為C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
(2)排水溝工程。同方案A。
方案B治理效果:第一排樁設(shè)置于滑坡中部附近,不僅能減小第二排樁的設(shè)計推力,而且能有效保護(hù)樁后部房屋;第二排樁設(shè)置于前緣陡坎上側(cè),能有效支擋滑坡剩余下滑力,避免推力傳遞到剪出口,相較方案A能減少開挖,保持生態(tài)及地形原貌。長蟲街無有效排水系統(tǒng),地表水匯流至滑坡后緣地表,最終匯入滑坡前緣沖溝,排水溝能防止地表水流至滑坡區(qū)及從滑坡后緣入滲,避免地表水四處散流,防止沖溝繼續(xù)下切,減少水土流失。
云南西部地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生規(guī)模較小,治理方式相對單一,主要依靠抗滑支擋或削方減載等常規(guī)措施,南澗縣東側(cè)滑坡為其中較為典型代表。該滑坡位于擁翠鄉(xiāng)集鎮(zhèn)中心,且設(shè)計工況下穩(wěn)定性較差,導(dǎo)致下滑力較大的特點,現(xiàn)今技術(shù)條件下,為達(dá)到治理滑坡災(zāi)害及保護(hù)該地區(qū)居民生命財產(chǎn)安全的目的,較為穩(wěn)妥的實施方案主要為抗滑樁支擋。因此,本次治理設(shè)計方案擬定時,兩種方案均以抗滑樁支擋為主,輔以其它手段。
下面分別從工程技術(shù)角度、施工條件、工程安全性和工程造價等幾個方面對方案A、方案B進(jìn)行比選。
(1)從工程技術(shù)角度出發(fā),方案A為單排抗滑樁+擋土墻+截排水溝,方案B為雙排抗滑樁+截排水溝,方案A中抗滑樁數(shù)量相對較少,且擋土墻施工技術(shù)相對簡單。因此,從工程技術(shù)角度出發(fā),方案A略優(yōu)于方案B。
(2)從施工條件出發(fā),兩方案均需修簡易施工便道,對現(xiàn)狀地貌、植被均有一定的破壞,方案A抗滑樁及擋土墻位置占用耕地較少,破壞較小;方案B的下排抗滑樁施工時,需增加施工便道,且占用部分私人宅基地,易引發(fā)糾紛。相對而言,方案A較方案B要略好。
(3)從工程安全性出發(fā),方案A單排樁布設(shè)在保護(hù)對象前沿一線與滑坡前緣擋土墻形成聯(lián)合支擋對滑坡整體穩(wěn)定見效快,安全性高;方案B雙排樁的設(shè)置雖對滑坡整體穩(wěn)定有效,但對前緣陡坎缺乏有效支擋,長期來看陡坎會因降雨造成局部垮塌,繼而造成樁前抗力減弱,另外樁間土溜出也存在一定安全隱患。故長遠(yuǎn)來看方案A較方案B要安全。
(4)從工程造價角度出發(fā),方案A概算總投資為279.85萬元;方案B概算總投資為293.54萬元,方案A相對較經(jīng)濟(jì)。
綜合考慮以上四個方面的因素,兩方案都具有可行性,方案A略優(yōu)于方案B,工程技術(shù)、施工條件相對簡易,安全性較可靠,由于滑坡位于擁翠鄉(xiāng)集鎮(zhèn)中心,經(jīng)濟(jì)投資相對合理,因此推薦方案A作為政府駐地東側(cè)滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理工程的綜合治理方案,即“單排抗滑樁工程+擋土墻工程+截排水溝”方案。