蔣 恒

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川成都 610031)

1 工程概況

1.1 工程簡介

紅花村滑坡位于某鐵路隧道進(jìn)口端右側(cè)斜坡上，線路里程為D4K239+640～D4K239+770段，滑坡體呈長舌狀向南西向站布，滑坡軸長約370 m，寬70～230 m，厚5～30 m，體積約86×104m3，為一大型中層—厚層堆積層滑坡。代表斷面如圖1所示。

圖1 代表性橫斷面加固設(shè)計

1.2 地質(zhì)概況

組成滑坡的物資成份為粉質(zhì)黏土(局部為松潘黃土)、粗角礫土為主，石質(zhì)成份為砂巖、炭質(zhì)板巖，滑床下部為三疊系上統(tǒng)上統(tǒng)新都橋組(T3x)炭質(zhì)板巖、砂巖，推測滑帶為土巖接觸帶附近。滑坡體自然橫坡20～45 °，局部稍陡，坡面大部分為荒地，植被較差，滑體前緣為岷江河谷階地，地形平緩，并有紅花村分布，部分民房分布于滑坡前緣地帶。從滑體的鉆孔資料分析，滑坡體上部為粉質(zhì)黏土(成份以松潘黃土為主)，下部為粗角礫土，推測該滑坡發(fā)生于第四系早期，目前處于穩(wěn)定狀態(tài)。

1.3 水文條件

測段內(nèi)地表水主要為坡面雨水。地下水主要為炭質(zhì)板巖、砂巖中的基巖裂隙水，對混凝土結(jié)構(gòu)具有酸性侵蝕，環(huán)境作用等級為H1，該工點屬于嚴(yán)寒地區(qū)，混凝土耐久性按D2凍融環(huán)境考慮。地震動峰值加速度為0.30g。

1.4 氣象特征

本線成都至川主寺(黃勝關(guān)站)段位于四川省西北部，地形高差大，區(qū)域跨度大，氣候由四川盆地濕熱氣候帶的溫暖濕潤向溫暖帶、溫帶、寒溫帶、高山寒冷帶氣候的川西高原季風(fēng)氣候區(qū)過度。年平均氣溫6～16.3 ℃，極端最高氣溫一般在31.3～36.7 ℃，極端最低氣溫一般在-5.3～-21.1 ℃。年平均降雨量484.1～1 215.1 mm。

2 古滑坡危害及病害情況

2.1 古滑坡危害

受地質(zhì)力或自身重力的影響，經(jīng)過復(fù)雜的造山及地質(zhì)運(yùn)動，山體某些部位的巖體沿地層中各種原生或次生弱面或直接切層滑動形成滑坡或堆積體。這種滑坡或堆積體再次經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代到現(xiàn)在，其中有些已經(jīng)達(dá)到了相對穩(wěn)定的狀態(tài)。這就是山區(qū)工程建設(shè)中常遇到的一類特殊地質(zhì)體——古滑坡[1]。根據(jù)劉傳正[2]、崔鵬[3]、黃潤秋等[4]及徐穎[5]等專家在古滑坡復(fù)活肇災(zāi)場地調(diào)查顯示，古滑坡在地形地貌、巖層層序、滑帶、巖丘及其邊界等方面具有自身的獨(dú)特特征。在這種地質(zhì)體上進(jìn)行工程建造容易改變滑坡坡體內(nèi)部的平衡和穩(wěn)定，導(dǎo)致其復(fù)活起跳、組構(gòu)裂解，造成災(zāi)難性的后果。由殷躍平[6]教授主編的《中國典型滑坡》畫冊，王濤等[7]以及黃潤秋，許強(qiáng)等教授[8-10]撰寫的有關(guān)滑坡研究專著中收錄和分析的大量滑坡災(zāi)害實例，其中有相當(dāng)部分是古滑坡被擾動復(fù)活所致。因此，在進(jìn)行大規(guī)模工程建設(shè)前，為維護(hù)其穩(wěn)定性，首先得對古滑坡本身的穩(wěn)定程度進(jìn)行評估，并進(jìn)行設(shè)計加固。

2.2 病害情況

某鐵路隧道進(jìn)口紅花村滑坡位于高地震烈度區(qū)，從滑坡體的鉆孔資料分析，滑坡體上部為粉質(zhì)黏土(成份以松潘黃土為主)，下部為粗角礫土。推測該滑坡發(fā)生于第四系早期，據(jù)現(xiàn)場調(diào)查:紅花村的部份民房在滑坡前緣已修建好多年，房屋完好，沒被滑坡毀壞過，從該滑體表部看，沒有滑動過的跡象，目前處于穩(wěn)定狀態(tài)。但由于線路從古滑坡前緣地段通過，工程施工易引起古滑坡復(fù)活或局部坍塌、引起整個斜坡失穩(wěn)滑動，對某鐵路隧道進(jìn)口端的相關(guān)工程、路基工程及紅花村的部份分民房影響較大，為確保紅花村部份分民房及相關(guān)工程不受影響，需對該滑坡進(jìn)行加固防護(hù)設(shè)計。

3 工程措施及穩(wěn)定性分析

3.1 主要工程措施

結(jié)合工程地質(zhì)資料，采用抗滑樁、錨索框架梁支擋體系，結(jié)合地表排水體系對滑坡體進(jìn)行綜合治理。其設(shè)計治理工程措施如下，在對其進(jìn)行穩(wěn)定性效驗。

3.1.1 抗滑樁

某鐵路隧道進(jìn)口紅花村滑坡共設(shè)103根抗滑樁，樁平面位置詳見圖2。1#～87#樁長邊平行于主軸，88#～103#樁長邊和7軸夾角18 °，樁身采用C40鋼筋混凝土灌筑，樁頂空樁采用C25片石混凝土回填，并保持順坡排水，以防形成積水坑。

圖2 某鐵路隧道進(jìn)口紅花村滑坡整治工程平面設(shè)計

3.1.2 錨索與錨索框架梁

15#～22#及88#～103#抗滑樁樁頂預(yù)留2孔錨索，第一排錨索孔距樁頂2 m，第二排錨索孔距樁頂4 m。樁身澆筑時在預(yù)留錨索孔位置預(yù)埋φ130 mm鋼管。錨索孔施工完畢后孔口0.1 m用低標(biāo)號水泥砂漿封孔，以免雨水入滲。

某鐵路隧道進(jìn)口右側(cè)邊坡較陡，局部直立，為確保該邊坡的穩(wěn)定，將該陡坎按1∶1.25分級刷坡(分級高度10 m，預(yù)留2 m寬平臺)后，于12#樁頂至23#樁頂邊坡設(shè)3 m間距錨索框架梁內(nèi)植灌草護(hù)坡進(jìn)行加固。錨索框架梁采用C35鋼筋混凝土澆筑，按正面圖每隔3～4框架設(shè)置伸縮縫及施工縫。錨索設(shè)計為壓力分散型錨索，鉆孔直徑φ110 mm，錨孔與水平面下傾角20 °，每孔錨索設(shè)計錨固段長10 m，分為兩個單元，錨索長20～25 m(不含1.5 m的張拉長度)，錨索均采用4束φ15.2 mm高強(qiáng)度、低松弛鋼無粘結(jié)絞線制作，設(shè)計錨固力300 kN，每孔錨索按設(shè)計預(yù)應(yīng)力的15 %進(jìn)行超張拉。錨索注漿采用M35水泥砂漿，注漿壓力不小于0.6 MPa，錨頭采用C40混凝土封閉。

3.1.3 擋土板

12#～23#及88#～103#抗滑樁樁后高出地面部份掛擋土板，從樁頂往下高度小于6 m擋土板按甲型板施做，高度大于6 m按乙型板施做，板后回填碎石土。

3.1.4 排水溝

沿坡面設(shè)縱橫向排水溝，縱向排水溝采用底寬0.6 m，溝深0.8 m，壁厚0.3 m的梯形C35混凝土溝，橫向排水溝采用底寬0.4 m，溝深0.6 m，壁厚0.2 m的梯形混凝土溝，排水溝出接入隧道頂部的截水天溝中及路基排水溝，整個坡面排水應(yīng)形成一個完整的排水系統(tǒng)，施工時可根據(jù)天然溝槽具體情況適當(dāng)調(diào)整水溝位置。

3.2 穩(wěn)定性校驗

各地層主要物理力學(xué)參數(shù)取值如表1所示。

結(jié)合滑坡體的地層巖性、水文條件，氣象特征等地質(zhì)勘察資料，分析其病害現(xiàn)狀及其發(fā)展規(guī)律后，采用剩余下滑力方法進(jìn)行滑坡推力計算，錨固段地基為巖層，或上層為土層，下層為巖層，樁底為自由端，以3#主軸、5#主軸和7#主軸為控制斷面對淺層和深層滑面分別進(jìn)行檢算?？刂泼鏋樯顚踊?，由于此工程處于高地震烈度區(qū)，直接計算有震工況，則深層滑面在有震工況下安全系數(shù)K=1.1時，滑坡設(shè)計推力分別為5 275 kN/m、5 719 kN/m、3 583 kN/m。因3#主軸與5#主軸滑坡推力較接近，本工程設(shè)計時以5#主軸和7#主軸為依據(jù)對滑坡進(jìn)行抗滑設(shè)防。根據(jù)TB 10025-2006《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的要求，對103根抗滑樁進(jìn)行配筋計算。各樁所受滑坡推力如表2所示。

(1)第一排樁：以主軸5#斷面計算滑坡推力為設(shè)計依據(jù)，分擔(dān)滑坡推力1 200 kN/m，5#樁計算(適用1#～6#樁、12#～24#、23#樁配筋圖)，其配筋結(jié)果如表3、表4所示，代表設(shè)計如圖3、圖4。10#樁計算(適用7#～11#樁配筋圖)計算時適當(dāng)加大推力為1 500 kN/m，20#樁計算預(yù)留了錨索孔(適用15#～23#樁配筋圖)。

(2)第二排樁：28#樁計算(適用24#～29#樁配筋圖、55#、63#)以主軸7#斷面計算滑坡推力為設(shè)計依據(jù)，分擔(dān)滑坡推力1500 kN/m；31#樁計算(適用30#～48#樁配筋圖)以主軸5#斷面計算滑坡推力為設(shè)計依據(jù)，分擔(dān)滑坡推力2 000 kN/m。

(3)第三排樁：50#樁計算(適用49#、50#、72#、74#樁)與54#樁計算(適用51#～54#)以主軸7#斷面計算滑坡推力為設(shè)計依據(jù)，分擔(dān)滑坡推力均為800 kN/m；56#樁計算(適用56#～62#樁)與66#樁計算(適用65#～71#樁)以主軸5#斷面計算滑坡推力為設(shè)計依據(jù)，分擔(dān)滑坡推力1 400 kN/m。

(4)第四排樁：73#樁計算(適用72#～74#樁)以主軸7#斷面計算滑坡推力為設(shè)計依據(jù)，分擔(dān)滑坡推力610 kN/m；80#樁計算(適用76#～84#樁)與85#樁計算(適用85#～87#樁)以主軸5#斷面計算滑坡推力為設(shè)計依據(jù)，分擔(dān)滑坡推力1 200 kN/m。

4 治理效果

施工步驟主要為：首先，施工坡面截排水措施，然后，從下至上分排施工抗滑樁，再施工洞門右側(cè)錨索框架梁，最后施工洞門及隧道工程。其中，抗滑樁施工采用人工開挖，抗滑樁間隔一樁開挖，確保施工安全，抗滑樁樁樁井基巖面以上開挖采用加強(qiáng)型混凝土鎖口和護(hù)壁，嚴(yán)防樁壁土質(zhì)及破碎強(qiáng)風(fēng)化巖石在挖孔過程中坍塌，基巖面以下采用普通型護(hù)壁。進(jìn)入遇到中風(fēng)化巖層時，采用空壓風(fēng)鉆與淺眼爆破掘進(jìn)組合的掘進(jìn)方式。樁孔土石方采用電動卷揚(yáng)機(jī)提升出渣，不同地層渣土人工轉(zhuǎn)運(yùn)分開堆放收集，機(jī)械裝運(yùn)至臨時渣場備用做路基填料。完成鋼筋籠制安報監(jiān)理驗收后進(jìn)行樁身混凝土澆注。紅花村滑坡位抗滑樁施工直接制約著某鐵路隧道進(jìn)口的開工，施工任務(wù)量大，工期緊，工作面條件有限，出渣后必須及時運(yùn)走，同時要兼顧12#～23#樁頂邊坡的預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的施工。該段103根抗滑樁分為2個循環(huán)開挖，第一循環(huán)開挖奇數(shù)樁號，第二循環(huán)開挖偶數(shù)樁號，保證同一排、同一軸上樁間隔開挖(圖5)。

表1 巖土物理力學(xué)參數(shù)

表2 各樁所受滑坡推力

表3 5#樁豎向受拉鋼筋布置

表4 5#樁箍筋布置

圖3 代表樁豎向主筋布置(單位:m)

圖4 代表樁箍筋布置(單位:cm)

圖5 抗滑樁施工

為防止修建大型便道中造成滑坡或邊坡塌方，因該段抗滑樁施工不允許建施工便道。施工中采用溜槽溜滑挖基土；鋼筋運(yùn)輸采用卷場機(jī)通過溜槽內(nèi)將鋼筋往上拉，通過轉(zhuǎn)運(yùn)至需要位置；樁基混凝土采用輸送泵泵送混凝土接力形式，將混凝土直接泵送樁孔內(nèi)。同時，采用全站儀和測斜儀對其表面和深部位移進(jìn)行監(jiān)控量測，判定滑坡的穩(wěn)定狀態(tài)。

以上工程完成后，經(jīng)監(jiān)控量測，滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，有效遏制災(zāi)害發(fā)生(圖6)。

圖6 施工完成效果

5 結(jié)束語

該隧道于2014年完工，從監(jiān)控量測資料顯示，治理后的紅花村滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，未對隧道工程造成不利影響。

(1)本工程針對紅花村滑坡治理工程共設(shè)四排，103根抗滑樁，在最不利條件，有震工況下取三個主截面進(jìn)行滑坡推力設(shè)計計算，再以深層滑坡為控制面，根據(jù)其抗滑樁數(shù)量，分別計算每個截面的推力，進(jìn)行配筋設(shè)計，保證治理效果的良好實施。

(2)滑坡推力計算以3#主軸、5#主軸和7#主軸為控制斷面分別對淺層和深層滑面分別進(jìn)行檢算，當(dāng)存在兩主軸計算結(jié)果接近時，可根據(jù)工程計算原則進(jìn)行取舍，本工程最終采用5#主軸和7#主軸對滑坡進(jìn)行抗滑設(shè)防。

(3)對紅花村古滑坡進(jìn)行治理，結(jié)合工程地質(zhì)資料，對其安全風(fēng)險進(jìn)行評估后，重點設(shè)計計算了其防護(hù)方式，采用抗滑樁、錨索框架梁支擋體系，結(jié)合地表排水體系對滑坡體進(jìn)行綜合治理，驗證了處理方式的合理性，取得了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益，可供類似工程參考。