■林文霞

(福建省交通规划设计院，福州　350004)



宁武高速公路仙岩1#大桥滑坡及其治理方案

■林文霞

(福建省交通规划设计院，福州350004)

摘要阐述了宁武高速公路仙岩1#大桥滑坡所处的地质环境条件,分析滑坡特征及成因机制,并通过现场的调查研究和系统监测,提出了综合治理方案，为同类滑坡治理提供参考。

关键词大桥滑坡变形监测治理方案

宁武高速公路仙岩1#大桥滑坡具山区高速公路滑坡典型代表：形成渐变复杂，规模不大但危害性严重。桥区原为一崩坡积不良地质堆积体，经人工开挖，不同部位堆填，桩基挖孔爆破，使表层原崩坡积体蠕动，在雨水触发作用下形成滑坡。

仙岩1#大桥位于南地洋隧道与仙岩隧道之间，属低山陡坡地带，坡体中上部自然坡度30～48°，中下部10～15°，具明显的上陡下缓多级小台阶地形。拟建桥从坡体中部跨过，2009年12月27日左线3-1、3-2、4-1、4-2桩孔开孔，其余桩孔也相继开孔，但发现桩孔开裂及坡面变形等迹象，2010年2月4日起进行坡体系统性监测。

1　监测成果分析

仙岩1#大桥滑坡涉及左线2～6号桩及右线4～6号桩间坡面，宽约60m，监测主要有桥梁孔桩监测(人工挖孔，护壁，未浇筑)，各桩变形详见表1；坡面三道挡墙监测；其他坡面地表点监测，经6个多月连续监测成果分析，其结论如下：

表1　仙岩　1#大桥桩孔位移监测成果表

(1)左线4-1、4-2、5-1桩横向最大位移分别为18mm/d、21mm/d、20mm/d；右线5-1、5-2、6-2桩横向最大位移分别为9mm/d、10mm/d、27mm/d；左线3-1、3-2从孔口以下3m有开裂现象，缝宽2mm左右；左线4-2从孔口以下3m有开裂现象，缝宽10mm左右；左线5-1从孔口以下5m有开裂现象，缝宽20mm左右。各桩位移见表1。

(2)3月24日量测发现，右线5-1、5-2桩土石交界处发生整体滑动，横向剪切位移达13.2cm。经过多次量测的数据比较，至今右线5-1达19.6cm，右线5-2达25.5cm；右线6-2桩基横向偏移197mm，纵向偏移57mm。

(3)经观测数据显示：孔桩最大横向位移377mm，最大纵向位移94mm。

(4)搅拌站挡墙纵向最大位移7mm，最大横向位移32mm，沉降11mm；料仓挡墙，最大纵向位移10mm，横向位移145mm，沉降10mm；桩基附近地表横向最大位55mm，纵向位移11mm，沉降量14mm；右线4#墩挡墙横向最大位移122mm，纵向位移54mm，沉降量20mm。

(5)监测数据分析，监测桩孔变形仍不断发展，且雨水时变形加速，桩孔入岩后(多在6～8m处)已无位移。变形总体上位移上部大下部小，坡脚挡墙位移已较小。

2　滑坡工程地质概况

仙岩1#大桥场区变形严重，故对其进行地质灾害补勘，共增加6个钻孔，结合原仙岩1#大桥勘察报告及挖孔桩情况，揭示场区主要岩土层情况，主要地质工作详见表2。

表2　仙岩1#大桥滑坡地质工作统计表

①杂填土(Qml)：灰黄色或杂色，稍密为主，干。成份以粘粉粒、碎石为主，碎石粒径以2～8cm为主，含量一般25％～40％，局部可达75％。主要分布在斜坡中下部。揭露厚度2.20～7.20m。

④213坡积含碎石粉质粘土(Qdl)：褐黄色，稍密，湿，成份主要以粉粘粒及碎石，碎石含量一般在30％～40％，粒径3～8cm不等，呈棱角状为主，结构较为松散。除少量的挖方区外，场地大多有分布，揭露厚度1.80～7.70m，崩坡积成因。

⑦211砂土状强风化凝灰熔岩(J3n)：浅灰色，岩芯多呈散体状，组织结构已大部分破坏，岩芯遇水易软化、崩解。属极软岩，岩体完整程度为破碎，岩体的基本质量等级为Ⅴ级，仅局部有揭露，厚度2.70～4.30m。

⑦212碎块状强风化凝灰熔岩(J3n)：浅灰色，岩芯多5～8cm呈碎块状，块体已通体风化，锤击易碎，节理裂隙发育，属极软岩，岩体完整程度为破碎,岩体的基本质量等级为Ⅴ级。该层各孔均有揭露，厚度0.80～6.60m。

⑦213中风化凝灰熔岩(J3n)：浅灰、灰白色，岩芯呈5～8cm碎块或10～25cm短柱状，少量为35～40cm中柱状，岩质较新鲜，凝灰结构，块块构造，节理裂隙较发育，倾角以50～75°为主。属较硬岩，岩体完整程度为较完整，岩体的基本质量等级为Ⅲ级。该层各孔均有揭露，未揭穿，揭露厚度5.30～11.00m。局部侵入闪长玢岩岩脉。

3　滑坡特征及成因分析

3.1滑坡特征

(1)已变形滑坡体范围大致位于仙岩1大桥左线3#桩基到6#桩基之间，右线4#桩基到6#桩基间，宽约60m，主滑方向175°，与路线夹角65°。已变形范围面积约1万m2，台阶状，自然坡上部45°，中下部5～15°，高差约40m。

(2)滑动面：从挖孔桩内变形可明显看出，滑动面位于原崩坡积体与下伏凝灰熔岩交界面处，倾角20～30°，滑体厚约6～9m，为堆积层顺层牵引式滑坡，中层中型工程滑坡。

3.2滑坡成因分析

(1)桥址地形起伏较大，横向坡度较陡，且表层分布有厚度约3～8m的结构较松散的崩坡积体，地形上陡下缓，为老崩坡积堆积体，在坡体部多处台阶式开挖便道、搅拌站，破坏原斜坡稳定，从而使原崩坡积体沿土岩交界面复活变形。

(2)近期连续降雨，雨水下渗增加土体自重及隧道爆破、孔桩开挖爆破等也是加剧坡体变形的因素；

(3)崩坡积层成份为粉粘粒及碎石，碎石含量一般在30％～40％，粒径3～8cm不等，呈棱角状为主，结构较为松散，厚度3～8m，透水性好，桩孔开挖后沿土沿交界面处地下水发育，使坡体易依附该面蠕滑。已挖好桩孔显示，在土岩交界处约4～8m位置，大量地下水涌出。

(4)坡体可能存在多个滑动依附面，呈台阶式溜滑。

4　滑坡综合治理

因场区为大桥重要构筑物区，滑坡治理需进行两方面工作，一是滑坡治理，二是桥梁结构物加强加固。

4.1滑坡病害整治

(1)应急措施

①按已建立地表及桩孔监点，扩大监测范围(至变形界线外侧)，继续监测及巡视，如有异常及时汇报，并对下方搅拌站、料场及生活区预警预报，确保生产安全。

②沿已溜塌坡面做好临时排水系统。

③需对该段不稳定斜坡进行综合治理，确保大桥及线路安全。

(2)治理工程措施

根据路线所经场地地形、地质，综合工程安全、经济等因素，主要采用上部卸载，(护)桩锚固相结合的综合治理方案，措施有：

①护桩：在Y5-2号及Y6-2号右上方不小于6.0m处分别设2根和1根锚索抗滑桩，桩截面为矩形，2.5m×2.0m，长16m，桩顶设3根预应力锚索(距桩顶1m处2根距桩顶2m处1根)，锚索长20m，锚固段长均为8m，设计拉力均为900kN；在Z4-2号及Z5-2号左下方不小于6.0m处分别设2根和1根锚索抗滑桩，桩截面为矩形，2.5m×2.0m，长17m，桩顶设3根预应力锚索，锚索长22m，锚固段长均为8m，设计拉力均为900kN；桩顶锚索施工时可据现场情况适当调整(提前桩位)放样，避免与桥桩相干扰。

②坡面锚索框架加固：从上至下，在往仙岩施工便道挡墙上部坡面、堆料场挡墙、搅拌站挡墙等分别设一道锚索框架。第一道框架分上下两阶，上阶11片，下阶12片，框架水平宽6m，高8～10m，设2排4根锚索，施工时可据地形适当调整，第一道锚索第1～4排长分别为22m、22 m、24 m和24 m，锚固段长均为8 m，设计拉力均为900kN。第二道框架10片，框架水平宽6m，高6～8m，设4根锚索。第二道锚索锚索上排长24 m，下排长22 m，锚固段长均为8 m，设计拉力均为900kN。第三道框架3片，框架水平宽6m，交错间距4m，高10～13m，3排6根锚索，锚索上排长32 m，中排长30 m，下排长26 m，锚固段长均为8 m，设计拉力均为900kN。

预应力锚索采用8索拉压复合型锚索，钻孔孔径165mm。第一、二道框架内采用锚喷防护。

③上部清坡卸载及坡面防护：往仙岩施工便道挡墙上部坡面已溜塌呈散体状，适当清除坡面已溜塌体，并采用锚喷防护。锚喷设计参数：系统锚杆长5m，挂@20cm×20cmφ8mm钢筋网，喷10cmC20砼。

④截排水工程：在坡顶设一道截水天沟，以截排地表水，并从两侧冲沟引出。在坡体地表设好临时排水系统，以防地表水及生产生活用水下渗。

⑤仙岩1#大桥桩孔位移主要涉及左线4～6#墩及右线3～5#墩共12根桩，在坡体综合整治后，经变形监测稳定后，方可进行桩柱施工。

⑥除挡墙坡面外，其余坡面喷播植草(或植树)绿化防护。

4.2仙岩1号大桥桥梁结构加强

(1)桥梁结构

仙岩大桥位于南地洋隧道与仙岩隧道之间。左线桩号ZK120+340.6～+567.4，长226.8m，为7×30m预应力混凝土连续刚构T梁+1×16m预应力混凝土简支空心板；右线1号桩号YK120+299.6～+516，长216.4m，为7×30m预应力混凝土连续T梁。左线1～5#墩柱径180cm，桩径200cm；左线6～7#墩、右线1～6#墩柱径160cm，桩径180cm。

(2)桥梁结构加强

因受拌和站建设、施工便道、桩基施工平台开挖等因素影响，桥址区自然地表遭到不同程度破坏，对桥梁结构产生不同程度影响，主要采用加大桩柱径，提高桩柱配筋率相结合的方案，采取的桥梁结构加强措施有：

①桩柱直径扩大：左线3～5#墩桩孔已按设计桩径200cm开挖至原设计桩底标高，桩径若增大为220cm现场施作较困难，考虑施作可行性，桩径加大为250cm。桩柱主筋采用56Φ28(桩基配筋率为0.70％)。

②加大配筋率：左线6#、右线4～6#墩原设计主筋采用38Φ25(桩基配筋率为0.73％)，提高为48Φ25(桩基配筋率为0.93％)；左线2#墩原设计主筋采用36Φ28(桩基配筋率为0.71％)，提高为46Φ25(桩基配筋率为0.90％)。

③施工次序：桥梁结构加强要求在场区不稳定斜坡治理完成且观测稳定后进行。

④桩基加长：因地表受到破坏，左线5#墩、6#墩桩长不满足设计要求，左线5#墩2#桩加长2m；左线6#墩1#桩、2#桩均加长3m。

5　结论

桥隧构造物场区滑坡危害重大，通过对仙岩1#大桥滑坡病害的特征的成因分析，结合全面有效勘察和监测，制定综合治理方案，得出以下几点结论：

(1)滑坡治理费用达700万元，前后工期近18个月，因此，桥隧构筑物场区前期岩土工程勘察极其重要。否则，不仅将增加大量工程费用和施工工期，而且即便进行治理后，仍存在工程隐患。

(2)重大构物滑坡治理时，除了需通过各种勘察手段找出地质灾害产生原因外，综合监测也是很重要的。由于工程相关各方面的高度重视，对本滑坡场区进行系统性监测，为滑坡治理提供了可靠的监测数据。

(3)该滑坡治理和桥梁施工已于2012年2月完成，近期4个月深孔位移监测、锚索应力监

测、挡墙构筑物监测数据均表明，滑坡稳定性较好，综合治理工程较成功。

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