彭慶華,朱紹奇,張勝勇
(四川交投建設(shè)工程股份有限公司,四川成都 610041)
山體滑坡是山體一部分土體或者巖體在長(zhǎng)期河流沖刷、地下水活動(dòng)、連續(xù)暴雨、地震及人為破壞山體植被等因素的影響下,山體斜坡上的巖土在自身重力及地下水的動(dòng)靜壓力作用下,沿著貫通的剪切破壞面下滑,導(dǎo)致滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害。山體滑坡往往造成道路沖毀、房屋坍塌、人員傷亡等嚴(yán)重后果,給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。因此,如何有效地預(yù)防滑坡的發(fā)生是亟待解決的問(wèn)題。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)滑坡災(zāi)害的治理展開(kāi)了大量的研究。由于早期人們對(duì)滑坡認(rèn)識(shí)的不足,國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)滑坡的性質(zhì)和滑坡產(chǎn)生的機(jī)理展開(kāi)了大量研究。近年來(lái),國(guó)內(nèi)許多學(xué)者[3-6]采用理論分析、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬等多種研究方法,結(jié)合地質(zhì)調(diào)查、低空攝影測(cè)量、現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)測(cè)繪等手段,對(duì)滑坡特性和機(jī)理進(jìn)行了深入研究。滑坡的影響因素分為自然因素和人為因素,自然因素主要包括降雨、地下水位變化、地震等,人為因素主要包括人工開(kāi)挖坡腳、爆破作業(yè)、植被破壞、采空塌陷等。近年來(lái),在國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)滑坡機(jī)理深入研究的基礎(chǔ)上,許多學(xué)者對(duì)滑坡的治理方案和治理效果展開(kāi)了研究。在20世紀(jì)50~60年代,我國(guó)治理滑坡的方法主要是清方減重、加載反壓、抗滑擋墻和排水工程等措施。到20世紀(jì)60年代,由于抗滑樁具有施工方法簡(jiǎn)便、布置形式靈活、土方量小、以及對(duì)滑坡擾動(dòng)較小等優(yōu)點(diǎn),得到了廣泛應(yīng)用,并對(duì)抗滑樁的設(shè)計(jì)理論和方法開(kāi)展了廣泛研究。20世紀(jì)90年代,滑坡治理開(kāi)始遵循一次根治、不留后患的原則,大量采用抗滑樁與排水工程相結(jié)合的綜合治理工程措施。近年來(lái),眾多學(xué)者依據(jù)實(shí)際工程背景,對(duì)滑坡治理進(jìn)行了深入地研究和探討,提出了許多新思路,并取得大量的研究成果。
本文根據(jù)廣福橋滑坡區(qū)工程現(xiàn)狀,在前人研究的基礎(chǔ)上,從削坡卸載綜合整治技術(shù)出發(fā),對(duì)廣福橋滑坡區(qū)的滑坡治理方案進(jìn)行研究。
G213中都河大橋至上龍淵段復(fù)建公路經(jīng)勘察其K0+655~K0+875段路線(xiàn)方案右側(cè)發(fā)育滑坡一處,即廣福橋滑坡。廣福橋滑坡區(qū)位于宜賓市屏山縣新市鎮(zhèn)中都河左岸的一山坡上,北東側(cè)為一洼地,西側(cè)為中都河流向自北向南。本工程為河流深切高、中山地貌區(qū),屬構(gòu)造剝蝕地貌,東高西低。滑坡體區(qū)域目前居住有當(dāng)?shù)鼐用?戶(hù),滑坡前緣靠近中都河左側(cè)河岸。河床高程316~317 m,滑坡體地貌上略向外突出,滑體內(nèi)無(wú)沖溝發(fā)育,上下游各發(fā)育一淺溝,滑坡堆積體自然坡度為20~30 °?;潞缶壔鶐r出露,地形坡度為35~45 °,地形較為連續(xù),圈椅狀地形不明顯。
該滑坡為一堆積體滑坡,前緣發(fā)育高程 340~345 m,與中都河河床的相對(duì)高差30~35 m,后緣發(fā)育高程在 488 m左右,滑體相對(duì)高差145 m?;麦w前緣平行中都河方向發(fā)育寬255 m左右,垂直河流方向長(zhǎng)度約340 m,滑體平面面積約58 600 m2。
滑坡治理時(shí)應(yīng)遵循先上后下,分級(jí)、分區(qū)、分段的施工原則,開(kāi)挖一級(jí),支護(hù)一級(jí),不得一次開(kāi)挖到底,再進(jìn)行支護(hù)。同時(shí)施工過(guò)程中應(yīng)做好臨時(shí)排水措施,加強(qiáng)邊坡變形監(jiān)測(cè),確保施工安全。
由于本工程滑坡體面積較大,垂直長(zhǎng)度太長(zhǎng),該卸載滑坡體主要呈現(xiàn)以下幾個(gè)方面的困難:
(1)施工難度大,卸載滑坡體只能從最高處往山下卸載,由于山體陡峭、滑坡體塌方高度大、地質(zhì)松散不穩(wěn)定及征地紅線(xiàn)的制約,挖掘機(jī)要開(kāi)至滑坡體最高處地質(zhì)穩(wěn)定性好的位置才能進(jìn)行施工,不是技術(shù)十分過(guò)硬的挖掘機(jī)操作手是不敢上機(jī)作業(yè),并且油料物資的補(bǔ)給只能靠人工搬運(yùn)。
(2)危險(xiǎn)性高,由于滑坡體不穩(wěn)定性,稍有擾動(dòng)就有可能引發(fā)新的滑坡,從而機(jī)械不能充分發(fā)揮效率,施工同時(shí)必須有專(zhuān)人觀察山體變化,一旦出現(xiàn)險(xiǎn)情,立即采取應(yīng)對(duì)措施。
(3)施工工序反復(fù),卸載滑坡體只能從高處往下分階段卸載至新開(kāi)挖的周轉(zhuǎn)路上,再清理;經(jīng)過(guò)多次轉(zhuǎn)運(yùn)才能完成。
遵循“不破壞就是最大限度的保護(hù),不破壞就是最大限度的節(jié)約”的指導(dǎo)思想,擬定了以下兩個(gè)方案進(jìn)行比選。
由于滑坡體縱向長(zhǎng)度為340 m,渣土傳送距離較長(zhǎng),可采用挖機(jī)在坡頂進(jìn)行清方,將清方渣土用滑槽進(jìn)行土方傳運(yùn)。
(1)優(yōu)點(diǎn):①渣土傳運(yùn)方便,快捷;②對(duì)滑坡體中間部位不需要清方的地方不會(huì)造成進(jìn)一步破壞。
(2)缺點(diǎn):①由于該滑坡體段表層巖石風(fēng)化嚴(yán)重,滑槽支撐安裝施工難度大;②滑槽的安裝位置選擇,該滑坡體在K0+660-K0+720段坡度較陡,適合渣土傳運(yùn),但滑槽安裝難度大。在K0+800-K0+860段坡度較為平緩,便于滑槽安裝,但渣土不容易順滑槽滑下;③若遇到渣土有較大石塊,滑槽不能進(jìn)行傳運(yùn)。
用挖機(jī)從滑坡體坡度較緩處上到坡頂,對(duì)坡頂進(jìn)行清方,清方渣土通過(guò)兩臺(tái)挖機(jī)逐級(jí)向下傳運(yùn),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,若因傳運(yùn)距離太長(zhǎng),可適當(dāng)增加一臺(tái)挖機(jī)進(jìn)行渣土傳運(yùn)。
(1)優(yōu)點(diǎn):①施工難度較??;②若遇較大石塊,也能傳運(yùn)到坡腳。
(2)缺點(diǎn):①傳運(yùn)距離太長(zhǎng),在渣土傳運(yùn)過(guò)程中耗時(shí)較多;②在挖機(jī)從上至下逐級(jí)傳運(yùn)過(guò)程中,可能會(huì)對(duì)滑坡體不需要清方的部位造成進(jìn)一步破壞。
根據(jù)對(duì)以上兩個(gè)方案進(jìn)行比選,本工程選擇方案2作為該滑坡體卸載方案。在施工過(guò)程中,挖機(jī)由K0+820-K0+860段選擇坡度較為平緩的地段上到坡頂。并在從上至下傳運(yùn)過(guò)程中,對(duì)渣土傳運(yùn)過(guò)程中的松散巖層,在不破壞該區(qū)域穩(wěn)定性的情況下,對(duì)松散巖層進(jìn)行清理,并一同傳運(yùn)至坡腳。因?yàn)樵摱位麦w縱向距離太長(zhǎng),可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況適當(dāng)增加一臺(tái)挖機(jī)進(jìn)行渣土傳運(yùn)(圖1)。
圖1 削坡卸載示意
在實(shí)際施工過(guò)程中,本工程采用了Z字型施工。
滑坡體主滑段(樁號(hào) K0+655~K0+875)坡頂后緣需進(jìn)行清方,清方量約為10×104m3,其棄渣考慮運(yùn)至主線(xiàn) K2+640~K2+690 段路基左側(cè)下邊坡,作為 K2+640~K2+690 段路基反壓填料,棄渣填筑應(yīng)滿(mǎn)足反壓護(hù)坡設(shè)計(jì)要求。
由于卸載滑坡體高度高,在實(shí)際施工過(guò)程中,本工程采用了Z字型施工進(jìn)行削坡卸載。先動(dòng)用一臺(tái)挖掘機(jī)開(kāi)至坡頂,卸載滑坡體的土方由另一臺(tái)挖掘機(jī)在指定的位置經(jīng)過(guò)二次轉(zhuǎn)運(yùn)將滑坡體土石方轉(zhuǎn)運(yùn)至下方,在裝載機(jī)的配合下裝至自卸式汽車(chē)車(chē)廂內(nèi)運(yùn)至指定的棄土場(chǎng)進(jìn)行卸載。為避免在挖機(jī)從上至下逐級(jí)傳運(yùn)過(guò)程中,對(duì)滑坡體不需要清方的部位造成破壞,挖機(jī)設(shè)置在滑坡區(qū)域一定范圍以外(圖2)。
圖2 Z字型施工示意
本文依托G213中都河大橋至上龍淵段復(fù)建公路K0+655~K0+875段路線(xiàn)工程,根據(jù)其右側(cè)滑坡區(qū)域的工程地質(zhì)情況,提出了滑槽傳運(yùn)土方和挖機(jī)傳運(yùn)土方兩種削坡卸載方案,并對(duì)兩種方案進(jìn)行比選,得到了以下結(jié)論:
(1)滑坡體段表層巖石風(fēng)化較為嚴(yán)重時(shí),采用滑槽傳運(yùn)土方,滑槽支撐安裝施工難度大,坡度較陡區(qū)滑槽安裝難度大,坡度平緩區(qū)域渣土不容易順滑槽滑下,且遇較大石塊,不能通過(guò)滑槽傳運(yùn)到坡腳,故采用滑槽傳運(yùn)土方并不適用。
(2)挖機(jī)傳運(yùn)土方方案施工難度較小,較大石塊也能順利傳運(yùn)到坡腳,但對(duì)于卸載滑坡體高度較高,傳運(yùn)距離過(guò)長(zhǎng)的情況,在渣土傳運(yùn)過(guò)程中耗時(shí)較多,在挖機(jī)從上至下逐級(jí)傳運(yùn)過(guò)程中,可能會(huì)對(duì)滑坡體不需要清方的部位造成進(jìn)一步破壞。
(3)針對(duì)卸載滑坡體高度較高,傳運(yùn)距離較長(zhǎng),滑槽安裝施工難度大等問(wèn)題,可采用Z字型削坡卸載施工。先動(dòng)用一臺(tái)挖掘機(jī)開(kāi)至坡頂,施工作業(yè)采取由上而下的開(kāi)挖方式進(jìn)行。卸載滑坡體的土方由另一臺(tái)挖掘機(jī)在指定的位置經(jīng)過(guò)二次轉(zhuǎn)運(yùn)將滑坡體土石方轉(zhuǎn)運(yùn)至下方,具有良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益。