袁珍梅
(甘肅有色工程勘察設(shè)計(jì)研究有限公司,甘肅 蘭州 730000)
擬處理滑坡體位于甘肅省南部某縣城,甘南藏族自治州東南部,東鄰武都區(qū),北接宕昌縣,西南與迭部縣、文縣和四川省九寨溝縣接壤,某縣城在建住宅樓南側(cè)。省道貫穿該縣全境,從縣城穿城而過,連接縣城的江盤公路(縣城—云臺(tái))可直達(dá)滑坡工程區(qū),交通條件較為便利。由于當(dāng)?shù)鼐用裨谝延欣匣麦w上削坡建房形成高邊坡,受降水和地震等因素的影響,發(fā)生了新的滑坡災(zāi)害。滑坡東西寬約60 m,南北長(zhǎng)約84 m,滑體平均厚度13 m,體積約6.55×104m3,為一中層牽引式小型滑坡?;缕矫嫘螒B(tài)呈舌形,前緣兩側(cè)局部地形高陡、臨空。
1)該縣城屬北亞熱帶向北溫帶的過渡地帶,受大氣環(huán)流和地形影響,具有垂直氣候分帶明顯和干濕季分明兩大特點(diǎn),年內(nèi)氣候受季風(fēng)控制明顯。隨著海拔的升高,高山與河谷氣候垂直變化明顯,高山地帶寒暑交替,四季分明,河谷地帶夏無(wú)酷暑,冬無(wú)嚴(yán)寒。區(qū)內(nèi)氣溫變化較小,晝夜溫差不大,多年平均氣溫12.9 ℃,最高平均氣溫23.0 ℃,最低平均氣溫1.7 ℃,受地理位置、地形和植被的共同影響,河谷區(qū)氣溫明顯高于山區(qū)??h城標(biāo)準(zhǔn)凍土深度54 cm,為季節(jié)性凍土。
2)工程區(qū)屬西秦嶺地質(zhì)構(gòu)造帶隴南山地,西秦嶺與岷山山脈呈西北—東南向橫貫全縣,地貌成因?qū)贅?gòu)造侵蝕中高山地。白龍江干流自北西向東南穿過縣境。受構(gòu)造侵蝕和流水沖蝕的共同影響,工程區(qū)地貌形態(tài)可劃分為構(gòu)造侵蝕中高山地和沖洪積河谷兩種地貌類型。
3)工程區(qū)地處秦嶺東西向構(gòu)造帶的西延部分,構(gòu)造活動(dòng)十分強(qiáng)烈,形成了沿北西向展布的大致平行的斷裂和褶皺帶。工程區(qū)位于泥盆系組成的一個(gè)向北西傾伏的復(fù)式背斜構(gòu)造之上,背斜褶皺緊密,構(gòu)造線往西收斂,往東張開,次一級(jí)褶皺較為發(fā)育,受晚期斷層破壞比較明顯,尤其是背斜北翼沿蔥地—舟曲—中派一線發(fā)育的一組擠壓性斷裂帶,對(duì)本區(qū)地層分割控制明顯,影響著山體及白龍江的總體走向。與這組北西向斷裂相伴生的北北東向、北東向和近東西向的三組斷裂,延伸較短,間隔相對(duì)較寬,切斷主斷裂帶,使區(qū)內(nèi)地層及山體表現(xiàn)出斷塊發(fā)育特征。
工程區(qū)出露的地層主要為上古生界泥盆系中統(tǒng)古道嶺組和第四系填土(Q4ml)、全新統(tǒng)滑坡堆積含碎石粉土(Q4del)、上更新統(tǒng)老滑坡堆積物(Q3del)等。工程區(qū)及周邊主要有:
(1)填土(Q4ml)。雜填土:分布于工程區(qū)人工建筑區(qū),雜色,稍密,干燥,為人工堆積物,不均勻,主要以粉土為主,含碎石、角礫等,厚約1~3.4 m。素填土:分布于已建人工建筑區(qū)下部,黑色,稍密,稍濕,為人工堆積物,不均勻,主要由粉土組成,含碎石、角礫等。碎石巖性以千枚巖、炭質(zhì)板巖為主,厚約1~3.6 m。
(2)全新統(tǒng)滑坡堆積含碎石粉土(Q4del)。為橋頭坡滑坡堆積體,雜色,松散~稍密,干燥~稍濕,土質(zhì)混雜不均勻,以粉土為主,含角礫、碎石、巨石,含量約占15%~30%,粒徑一般20~50 mm,最大150 mm,呈棱角狀、薄片狀,碎石母巖成分為千枚巖、炭質(zhì)板巖,部分地段為土質(zhì)較均勻的粉土,厚度大于5 m。
(3)上更新統(tǒng)老滑坡堆積物(Q3del)。工程區(qū)均有分布,大面積出露,為老滑坡堆積體。據(jù)收集鉆探資料顯示,老滑體堆積物呈雜色,中密~密實(shí),稍濕~濕,巖性以粉土和碎石為主,時(shí)而相互混雜、包含,時(shí)而成層,沒有規(guī)律性,碎石粒徑變化較大,呈棱角狀,成分為千枚巖、炭質(zhì)板巖。
1)巖體工程地質(zhì)性質(zhì)。依據(jù)巖體建造類型、巖體結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性質(zhì),工程區(qū)巖體工程地質(zhì)巖組主要為泥盆系層狀較堅(jiān)硬~較軟質(zhì)板巖、千枚巖巖組(D),主要分布于工程區(qū)西南側(cè),大面積分布,為泥盆系中統(tǒng)古道嶺組,巖性主要為含炭板巖、千枚巖,節(jié)理裂隙發(fā)育,軟硬相間,抗壓強(qiáng)度20~30 MPa。巖體較破碎~破碎,巖體質(zhì)量分級(jí)為V級(jí),屬于較堅(jiān)硬~較軟巖。承載力特征值fak=450~550 kPa。
2)土體工程地質(zhì)性質(zhì)。按土體的組成、結(jié)構(gòu)、工程特性及工程地質(zhì)指標(biāo)劃分為以下2類:
(1)填土層(Q4ml)。分布于已建及擬建場(chǎng)地平整區(qū)及外圍局部地段,為人工堆積物。雜色,黑色,松散~稍密,干燥,土質(zhì)不均,以粉土為主,混雜有碎石、角礫等,力學(xué)性質(zhì)差。地基土承載力特征值fak=50~70 kPa。
(2)單一結(jié)構(gòu)含碎石粉土(Q4del)。分布于滑坡體及周邊,滑坡堆積成因。雜色,松散~稍密,干燥~稍濕,土質(zhì)混雜不均勻,以粉土為主,含角礫、碎石、巨石,含量約占15%~30%,粒徑一般20~50 mm,最大150 mm,呈棱角狀、薄片狀,碎石母巖成分為千枚巖、炭質(zhì)板巖。部分地段為土質(zhì)較均勻的粉土,厚度大于5 m。該層孔隙大,透水性強(qiáng),壓縮性低,其物理力學(xué)性質(zhì)較差,承載力特征值為120~150 kPa。
工程區(qū)北側(cè)的白龍江屬長(zhǎng)江水系。白龍江發(fā)源于西傾山與岷山之間的郎木寺,屬嘉陵江上游的一級(jí)支流,于舟曲縣西北尕瓦山入境向東南方向徑流,縣境內(nèi)干流總長(zhǎng)70.7 km,自然落差420 m,大小支流22條,流域面積1 330.20 km2,多年平均流量3.68×108m3。據(jù)立節(jié)水文站資料:白龍江徑流系數(shù)0.499,最大洪水流量189 m3/s,最小枯水流量9.26 m3/s。豐水期泥沙含量較高。
工程區(qū)內(nèi)無(wú)永久性地表水,僅在雨季坡面沖溝內(nèi)可形成暫時(shí)性洪流。由于流程短且坡降大,因此一經(jīng)停雨,溝谷洪流便快速排泄殆盡。
根據(jù)定性評(píng)價(jià)及定量計(jì)算,綜合評(píng)價(jià)認(rèn)為該滑坡在現(xiàn)狀條件下穩(wěn)定性差,特別是滑坡后緣裂縫基本貫穿,前緣在地震作用下已經(jīng)發(fā)生滑塌,在自重、地震、降水及人為活動(dòng)等因素作用下,滑坡再次整體滑移的可能性大。
以人為本,確保受威脅群眾的生命及財(cái)產(chǎn)安全;將拆遷降至最低;設(shè)計(jì)方案符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際且科學(xué)合理、治理措施安全可靠且兼顧經(jīng)濟(jì)、美觀。
首先對(duì)工程區(qū)受影響居民進(jìn)行搬遷,之后采用錨索抗滑樁+擋土板+錨索肋板墻+錨桿格構(gòu)+重力式擋土墻+路面硬化+排水渠等綜合治理措施對(duì)滑坡進(jìn)行加固處理,提高抗滑移穩(wěn)定性,防止再次滑坡,保護(hù)滑坡坡頂及坡腳受威脅群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全,并且恢復(fù)坡頂?shù)缆方煌ǎ巩?dāng)?shù)鼐用癯鲂型〞场?/p>
本工程設(shè)計(jì)依據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50330—2013)及《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB 10025—2019)相關(guān)規(guī)定執(zhí)行[1-2]。
1)抗滑樁設(shè)計(jì)。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁布設(shè)于滑坡體前緣,樁身穿透潛在滑動(dòng)面深入下部穩(wěn)定地層中,利用穩(wěn)定地層的錨固力及錨索拉力提供抗力,來防止滑坡下滑。措施實(shí)施后,滑坡整體抗滑移安全系數(shù)在自然工況下為1.3,暴雨及地震工況下達(dá)到1.15。樁截面為矩形,寬1.8 m、長(zhǎng)2.4 m,樁長(zhǎng)20 m,樁中心距為6.0 m。樁縱筋采用HRB400,箍筋為HPB235、C30砼。樁之間設(shè)擋土板,樁頂預(yù)留平臺(tái)寬2 m。
2)預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)。抗滑樁樁頂設(shè)置3根預(yù)應(yīng)力錨索,采用3束直徑15.20 mm鋼絞線制作,鋼絞線為7絲標(biāo)準(zhǔn)型,強(qiáng)度級(jí)別為1860 N/mm2。錨孔孔內(nèi)采用M30水泥砂漿注漿,自由段孔徑為150 mm,錨固段擴(kuò)孔孔徑220 mm、安裝傾角為25°,錨固段長(zhǎng)10.0 m,設(shè)計(jì)鎖定錨固力242 kN。
3)擋土板設(shè)計(jì)??够瑯稑堕g設(shè)擋土板。板長(zhǎng)4.2 m,寬1.0 m,厚0.3 m,C25砼現(xiàn)澆,保護(hù)層厚度大于等于35 mm。擋土板雙面縱橫向均勻布筋,縱、橫筋規(guī)格均為?14HRB400級(jí),間距200×200 mm,板間預(yù)留泄水孔。
1)格構(gòu)設(shè)計(jì)。抗滑樁頂部斜坡段布設(shè)格構(gòu)工程,配套使用錨桿。設(shè)計(jì)格構(gòu)橫、豎肋間距均為3.0 m,截面為矩形300 mm×400 mm主筋采用Φ18HRB400,箍筋Φ8HPB235、C30砼。豎肋設(shè)基礎(chǔ),埋深1.2 m。
2)錨桿設(shè)計(jì)。錨桿設(shè)置于格構(gòu)梁節(jié)點(diǎn)處,采用Φ28HRB400級(jí)鋼筋制作。自下而上共設(shè)3排,長(zhǎng)度9 m,進(jìn)入土層8.5 m,安裝傾角30°。錨孔孔徑為Φ130 mm,采用M30水泥砂漿全黏結(jié)注漿。
1)肋柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。于坡腳處設(shè)肋柱,間距3.0 m,長(zhǎng)10 m,截面為0.6 m的正方形。柱身主筋采用?22HRB 400螺紋鋼,箍筋為?10HPB235鋼筋,間距為200 mm,C30砼,保護(hù)層厚度大于等于50 mm。
2)預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)。肋柱上設(shè)錨索,采用3束直徑15.20 mm鋼絞線制作,鋼絞線為7絲標(biāo)準(zhǔn)型,強(qiáng)度級(jí)別為1 860 N/mm2。錨孔孔內(nèi)采用M30水泥砂漿注漿,自由段孔徑為150 mm,錨固段擴(kuò)孔孔徑220 mm、安裝傾角為20°。
結(jié)合滑坡后緣坡體情況,在已建錨索格構(gòu)工程下部護(hù)面墻外設(shè)置重力式擋土墻。墻高為7.0 m,墻頂寬1.0 m,為仰斜式擋土墻,背坡比為1∶0.3,胸坡比為1∶0.4,墻趾擴(kuò)展0.5 m,厚1.5 m,基礎(chǔ)埋深2.0 m。M7.5漿砌塊石砌筑墻體,塊石強(qiáng)度MU30,墻頂用5 cmM10水泥砂漿壓頂。墻體預(yù)留兩排泄水孔,內(nèi)置?110PVC管,坡率5%。反濾土工布包裹進(jìn)水口,呈梅花形布置,最低排泄水孔高出地面0.5 m,以下填筑厚0.3 m壓實(shí)黏土。墻背填筑厚0.3 m,直徑2~5 mm的砂礫石反濾層。根據(jù)擋墻平面位置間隔10 m設(shè)伸縮縫,寬2.0 cm,縫內(nèi)填塞浸瀝青木板條。
坡頂中斷公路恢復(fù)后進(jìn)行道路硬化,設(shè)計(jì)路面6 m寬,采用15 cm厚C25混凝土鋪設(shè),下部鋪20 cm砂礫石墊層及10 cm三七灰土。路面每隔10 m設(shè)伸縮縫一道。路拱橫坡為5%。道路內(nèi)側(cè)對(duì)既有受損排水渠進(jìn)行翻新重建,并與原未受損排水渠順接。設(shè)計(jì)排水渠寬0.5 m,渠深0.5 m,壁厚0.15 m,材料為C15砼,渠底鋪設(shè)30 cm厚三七灰土墊層。
拆除工程區(qū)民房→錨索抗滑樁→擋土板→滑坡前緣削坡→滑體回填→錨桿格構(gòu)工程→錨索肋板墻→重力式擋墻→道路恢復(fù)、硬化→排水渠。
該治理工程計(jì)劃6個(gè)月完成。其中,1個(gè)月為準(zhǔn)備期,要求完成施工場(chǎng)地平整、施工住房、場(chǎng)內(nèi)外交通、原材料采購(gòu)和用水、用電等。施工期為4個(gè)月,需完成主體工程,剩余2個(gè)月完成后續(xù)工作,具體作業(yè)分組按施工進(jìn)度計(jì)劃執(zhí)行。
1)施工前需做好滑坡周邊的排水系統(tǒng)并填實(shí)地表裂縫,完善工程內(nèi)部的排水系統(tǒng)或臨時(shí)排水系統(tǒng),疏通地表水,嚴(yán)禁滑坡體內(nèi)出現(xiàn)積水。
2)若坡面過濕或地下水滲出時(shí),須在坡腳處先行實(shí)施滲水管排水,疏干土體以增強(qiáng)其自穩(wěn)能力。滲水管采用?100雙壁波紋管,上面2/3部分開孔,外包無(wú)紡?fù)凉げ迹鲂迸潘露?%。
3)樁基開挖嚴(yán)禁使用大爆破施工,如果錨固工程無(wú)法及時(shí)跟上,不得實(shí)施下級(jí)邊坡開挖,盡量避免邊坡被雨水淋濕、日照風(fēng)化,嚴(yán)禁采取拉通槽或大范圍的開挖施工。
4)抗滑樁施工。
(1)上部邊坡防護(hù)施工完成后再實(shí)施抗滑樁,邊施工邊澆筑鋼筋砼鎖口及護(hù)壁。
(2)井口上搭設(shè)臨時(shí)風(fēng)雨棚后進(jìn)行樁孔開挖,井口周邊做好臨時(shí)排水系統(tǒng)。
(3)樁身施工時(shí),開挖一段后應(yīng)及時(shí)登錄巖芯,仔細(xì)校核滑面情況。
(4)混凝土護(hù)壁應(yīng)在樁孔開挖過程中及時(shí)施做,采用C20砼,根據(jù)構(gòu)造要求及地層的穩(wěn)定性配設(shè)鋼筋。每開挖1.0~1.5 m設(shè)置護(hù)壁一節(jié),厚0.3 m。護(hù)壁后的樁孔須保持垂直光滑。
(5)樁孔開挖到一定深度,需設(shè)應(yīng)急軟梯,并采取相應(yīng)安全措施以防止掉塊。樁井深度大于10 m需采取井下通風(fēng)。
(6)樁井開挖時(shí)應(yīng)間隔兩樁跳槽施工。樁井應(yīng)采用人工開挖,嚴(yán)禁機(jī)械爆破。
(7)豎筋接頭采用雙面搭接焊、對(duì)焊,同一截面內(nèi)接頭不得大于50%,同一根鋼筋上不得存在過多接頭。豎筋不得在土石分界或滑面處搭接。
(8)砼應(yīng)通過串筒或?qū)Ч茏⑷霕犊祝涞锥伺c混凝土面的距離為1~3 m。樁身砼灌注須連續(xù)進(jìn)行且振搗密實(shí)。
5)預(yù)應(yīng)力錨索工程。
(1)錨索孔必須按圖紙精確放位,干鉆鉆孔且跟管鉆進(jìn)以防孔壁坍塌。成孔后,用高壓風(fēng)管插入孔底吹孔,待孔內(nèi)殘?jiān)胺蹓m吹干凈后立刻將錨索安裝就位。
(2)錨索孔鉆探出的巖芯必須編錄,準(zhǔn)確鑒別巖石的風(fēng)化程度及厚度。
(3)錨索必須作好防腐、防銹處理。錨索錨固段要清污除銹,自由段錨索還需涂黃油、防腐劑且套塑料管,張拉段也要涂防腐劑。
(4)注漿采用孔底注漿且需分段,先注錨固段,待錨索張拉完成后再進(jìn)行自由段注漿。
(5)錨索的錨固段長(zhǎng)度不得小于10 m,且必須自較好的微風(fēng)化巖層起算,進(jìn)入完整基巖深度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。
(6)孔內(nèi)砂漿強(qiáng)度達(dá)到70%以后進(jìn)行錨索張拉,張拉前應(yīng)查驗(yàn)錨具并對(duì)張拉千斤頂油泵進(jìn)行標(biāo)定,標(biāo)定時(shí)千斤頂最大出力不得小于錨索張拉最大值;張拉過程中應(yīng)對(duì)錨索受力及伸長(zhǎng)情況作好記錄,校核伸長(zhǎng)與受力值的相符性。
(7)錨索張拉須分2次逐級(jí)進(jìn)行,第一次張拉值為總張拉力的70%,2次張拉時(shí)間間隔不得少于3~5 d。總張拉力應(yīng)包括超張拉力值,其值宜為10%~15%。
(8)錨索張拉鎖定后,于48 d內(nèi)進(jìn)行自由段注漿。因自由段孔壁較破碎,水泥漿會(huì)有所流失,因此自由段注漿需反復(fù)進(jìn)行多次。
(9)應(yīng)選擇有經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)伍進(jìn)行錨索施工。
6)施工期間應(yīng)隨時(shí)觀測(cè)坡體的位移變化,如出現(xiàn)情況異常,為確保安全應(yīng)及時(shí)終止施工。
7)施工過程中坡腳處嚴(yán)禁形成積水洼地,水流應(yīng)盡量匯向中線沿縱向排出。
8)未盡事宜請(qǐng)按照有關(guān)規(guī)范及規(guī)程嚴(yán)格執(zhí)行,施工中若發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況、錨索位置及承載力等方面與設(shè)計(jì)有出入,請(qǐng)及時(shí)與設(shè)計(jì)、監(jiān)理駐現(xiàn)場(chǎng)配合施工人員聯(lián)系,及時(shí)做出調(diào)整處理。
本工程通過采用錨索抗滑樁、擋土板、錨桿格構(gòu)、錨索肋板墻、重力式擋土墻、路面硬化、排水渠等滑坡地質(zhì)災(zāi)害綜合治理措施的實(shí)施,增加了滑坡體的穩(wěn)定性,保證區(qū)內(nèi)群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全,把滑坡災(zāi)害損失降低到最低程度,給區(qū)內(nèi)居民創(chuàng)造了一個(gè)安全的生活環(huán)境。