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某公路项目地质滑坡稳定性及治理分析

2023-07-17杨庆

交通科技与管理 2023年12期
关键词:复杂地质山区公路滑坡

杨庆

摘要 公路项目路堑山体滑坡是十分常见的地质灾害,发生山体滑坡,会极大地增加公路建设成本,还可能会严重危及施工人员生命安全。基于此,文章以某山区公路项目地质滑坡治理的工程实践为依托,论述了滑坡治理的应急处治方案,分析评价了滑坡段的稳定性情况,并基于项目特征,提出了公路项目路侧地质滑坡的综合治理措施,旨在为同行提供参考、借鉴。

关键词 复杂地质;山区公路;滑坡;稳定性

中图分类号 P642.22文献标识码 A文章编号 2096-8949(2023)12-0111-03

0 引言

随着经济的发展,基础设施不断完善,公路建设里程不断增加。而不同地域,因公路路线所经地质场区存在差异性,加之水文、气候、人为等因素的影响,使山区公路在运营过程中频繁发生各类地质灾害,其中较为常见的山体滑坡、滑塌,严重的阻断交通,影响沿线群众生命财产安全[1]。因此,该文将分析山区公路地质滑坡成因,并制定具体的治理措施,以促进沿途路基的整体稳定性,具有十分重要的工程实践意义。

1 工程概况

K41+900~K42+000段右侧边坡为岩土混合边坡,在2020年雨季极端强降雨作用下,坡体覆盖层及强风化层物理力学参数急剧降低,沿坡面发生滑移。滑坡体平面形态呈“圈椅型”,主滑方向近乎垂直于坡脚公路,走向为231°。滑坡后缘以滑坡壁为界,两侧滑坡侧壁位于耕地内,边坡整体向坡脚发生滑移,堆积于坡脚,并将公路掩埋。滑坡平面尺寸宽约60 m,长约180 m。滑体主要为含碎石粉质黏土和强风化泥灰岩、泥岩,平均厚度约3.5 m,滑坡面积约10 800 m2,滑坡体积约37 800 m3,

属浅层-小型-牵引式滑坡。

2 应急处治方案

综合分析坡体形状的变化情况,設计如下应急处置方案:

(1)因滑坡阻断交通,为方便抢修,在滑坡体下侧安全区域临时修建抢修便道方便通行,并迅速采取排水方案,将场内积水尽快排出[2]。

(2)对于滑坡产生的滑塌后缘张拉裂缝需采取适宜方案,作封闭处理,可就近取黏性土回填,或采用水泥砂浆,进行注浆闭合。

(3)在距离滑塌后缘增设临时排水设施,阻止地表径流渗入滑塌土体。

(4)加强滑坡土体稳定性监测,通过监测边坡坡顶水平位移及垂直位移、地表裂缝、地下水、渗水与降雨关系,并详细记录各项数据,并组织定期巡查,严控土体变形趋势。

3 滑坡形成机理分析

(1)地形地貌:该边坡为单斜坡,且为顺层坡,地势总体后缘高前缘低,山体自然坡度陡,易于地面径流及雨水的汇集和下渗,为滑坡形成提供了基础[3]。

(2)地质情况:滑坡区覆盖层厚,主要为含碎石粉质黏土。土体松散,均匀性差,渗水性强,抗剪强度低。其中所含碎石、角砾成分主要为泥灰岩、泥岩,遇水易软化和崩解,加之下伏基岩有泥岩夹层,其中风化层为相对隔水层,在持续强降雨情况下,大量地表水下渗使土体强度降低,为滑坡形成提供了物质基础。

(3)强降雨作用:坡体有大量耕地分布,相对平缓,为汇水区。自2020年7月以来项目区持续强降雨,地表水在短时间内难以以地表径流的方式排泄,大量地表水入渗至坡体内部,滑体含水量在很短时间内迅速提高,滑带土体抗剪强度指标急剧降低,同时滑体重度增大,综合导致滑坡发生[4]。

4 稳定性评价

4.1 岩土体物理力学指标

根据现场地质调查及工程经验,结合边坡现状稳定性反算,并参照《公路路基设计规范》(JTG D30—2015)《工程岩体分级标准》(GB/T 50218—2014),推荐场区岩土体的物理力学指标如表1所示。

4.2 计算工况

公路路基设计规范文件中,针对边坡稳定性的分析有明确要求,据此通过3种工况计算稳定性:

(1)工况一(正常工况)只有自身重量。

(2)工况二(非正常工况Ⅰ)为自身重量外加暴雨。

(3)工况三(非正常工况Ⅱ)为自身重量外加暴雨和地震影响。该文验算滑坡稳定性,采用了前两种工况。

4.3 稳定性计算结果

坡体表面覆盖层和强风化层已沿坡面发生滑移,选取K41+967断面作为计算断面,恢复原地面根据《公路滑坡防治设计规范》(JTG/T 3334—2018)及《公路路基设计规范》(JTGD30—2015),暴雨工况取稳定系数0.95进行反算,计算得滑面参数如下:γ =20 kN/m3、c =10 kPa、

φ=6.5°。 综上所述,现对边坡现状进行稳定性分析,岩土体物理力学参数按表2取值,计算结果如表2所示。

4.4 稳定性评价分析

计算结果显示,坡体不满足边坡安全系数要求,易破坏,须对坡体进行工程处治。

5 地质滑坡的综合治理方案

5.1 总体思路

为防止大量积水流入地缝,加剧滑坡危险,必须采取必要的治理手段,填充滑坡体地表裂缝[5]。开凿斜坡后缘的稳定层,设计环形截水沟拦截地表水并迅速排放,以形成完整的排水系统,并在滑坡表面设计框架锚杆植草、钢管桩等方式加强坡体支护[6]。

5.2 处治方案要点

通过勘察当地地形,对K41+900~K42+000段具体治理措施:清方→挡墙→钢管桩+冠梁→截(排)水沟→框架锚杆植草→钢管桩+冠梁→绿化槽,如图1所示。

(1)清方:清除坡体表层松散覆盖层及强风化层至稳定基岩面即可,清方量约23 457 m3;其中,设计挡墙墙顶按1∶10坡率清方后进行混凝土封面。

(2)挡墙:在坡脚边沟内侧0.75 m处设挡墙进行支挡,挡墙宽2.5 m,高6 m,面坡坡率为1∶0.25,背坡坡率为1∶0.15,墙趾坡率为1∶0,墙趾距离边沟沟底1 m,挡墙总长约65 m;挡墙材料为C20片石混凝土。

(3)B型钢管桩+冠梁:理顺坡面后在滑坡后缘设置钢管桩,处理范围共三段,长度分别为14 m、20 m、26 m。设计钢管桩长8 m,嵌固端长6 m,外露2 m,钢管桩总长1 440 m;钢管桩顶部施作冠梁进行加固,尺寸为2 m×2 m。

(4)截(排)水沟:①在滑坡边界外侧修建一道截水沟,利用右侧坡体原始地形将坡体水流引排至右侧既有自然冲沟,截水沟净截面尺寸50 cm×50 cm,沟帮和沟底厚 30 cm,材料为C20混凝土,截水沟长度约200 m;②在挡墙上边坡处修建一道排水沟及绿化槽,排水沟净截面尺寸50 cm×50 cm,沟帮和沟底厚30 cm,材料为C20混凝土,排水沟长度约100 m;③对坡脚既有边沟损毁部分进行修复,长度约100 m;④对既有排水涵洞进行疏排,保证畅通[7]。

(5)A型钢管桩+冠梁:理顺坡面后在滑坡前缘设置A型钢管桩+冠梁。设计A型钢管桩长12 m,钢管桩总长450 m,无缝钢管内嵌入12#工字钢;钢管桩顶部施作冠梁进行加固,尺寸为1.5 m×2 m。

(6)框架锚杆植草:对滑坡左侧区域采用框架锚杆植草处治,锚杆长9 m,锚杆间距为3.0 m见方,倾角25°。框架由C30混凝土及钢筋骨架构成,框架宽30 cm,厚30 cm。防护面积869.73 m2。

(7)绿化槽:在排水沟下边坡侧及框架锚杆底部设绿化槽,总长度约270 m。

5.3 加强安全管理

开展安全生产管理工作,最根本的要求是不断完善管理机构,并明确划分岗位职责,根据安全生产的具体要求,成立工作专班,不断健全管理组织,科学划定职责权限[8]。安全生产管理部门需制定工作方案,有序推进各项工作,通过持续开展安全管理工作,有效提升施工质量。

加强安全管理还需要做好以下3方面的工作:

(1)不断提升安全管理水平,做好劳保防护,切实保护施工人员的健康安全。

(2)严格执法,定期开展安全巡查,及时发现并消除潜在安全隐患,杜绝违规作业。

(3)加强安全培训工作,要求施工人员严格遵守作业规程,提升自身安全防护意识,提高安全风险识别能力,时刻重视安全施工[9]。

6 其他注意事项

该公路工程项目所在地的地质环境复杂,整治难度大,施工作业过程效率低下,因未做好充分应对雨季施工的方案,应急措施落实不到位,滑坡治理工程耗时长且效果不佳。因此,在整治过程中必须注意:

(1)地下水是导致边坡变形的主因,还会引发滑坡,为增强边坡稳定性,提升坡体结构的安全性,应在雨季来临前,完成开挖施工[10]。

(2)每开挖一级边坡后需立即加固,由上而下推進施工。

(3)抗滑桩挖孔施工环节,若地质环境出现明显变化,需要立即上报工程监理及设计人员,根据收集到的地层和坡体结构信息,及时调整设计方案,并改进施工技术。

7 结语

综上所述,滑坡属于一种常见的地质灾害,严重危及山区公路安全。所以,应有效开展滑坡调查工作,探究其成因、类型及危害。该山区公路发生滑坡,主要是受地质、气象等因素的综合影响。经分析发现,水是引发山体滑坡的主要因素,因此必须制定科学、完整的截水和排水方案。因当地的地质环境恶劣,通过采取科学的滑坡治理措施,严格遵守技术规范,能达到良好的滑坡治理效果。经设置抗滑桩方案后,并未出现边坡滑移问题,确保了公路通行安全。综上,运用该治理方案,有利于提升安全施工水平,滑坡变形及失稳问题也得到了有效解决,滑坡治理成效显著,达到了施工预期。

参考文献

[1]何维山, 唐俊, 宋正辉. 某山区公路碎石土滑坡成因及稳定性分析[J]. 广西科技大学学报, 2021(4): 100-103.

[2]张勐, 冯靖. 某山区公路巨型深层滑坡稳定性及处治方案研究[J]. 企业科技与发展, 2022(6): 107-109.

[3]李云. 山区公路堆积体滑坡稳定性分析及处治对策研究[J]. 运输经理世界, 2021(8): 25-26.

[4]韩若飞, 常乐, 李永红, 等.  陡峭复杂地形山区滑坡地质灾害监测研究[C]//刘代志. 国家安全地球物理丛书(十七)——生态环境与地球物理. 西安地图出版社, 2021: 183-190.

[5]方鑫. 山区公路滑坡边坡稳定性分析及治理方法研究[J]. 工程建设与设计, 2021(5): 55-57.

[6]袁宏成. 某山区公路滑坡稳定性分析[J]. 新型工业化, 2020(7): 165-166.

[7]梁亚红. 黄土山区公路滑坡稳定性分析与防治研究[J]. 建材与装饰, 2020(12): 238-239.

[8]宋昱宇. 某山区公路边坡稳定性分析及滑坡治理措施[J]. 工程技术研究, 2020(7): 72-74.

[9]林东云, 陈仁全, 任彬, 等. 鄂西南山区某公路顺层岩质滑坡机理与处治对策[C]//中国建筑学会工程勘察分会, 中国水利学会勘测专业委员会. 第十一届边坡工程技术大会论文集, 2019: 144-148.

[10]李宏俊, 潘少红. 抗滑桩在山区公路滑坡治理中的运用分析[J]. 产业创新研究, 2023(2): 139-141.

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