APP下载

某高速公路滑坡二次复活成因分析及处治方案

2021-12-21■张

福建交通科技 2021年8期
关键词:抗滑桩滑坡体坡体

■张 荣

(云南省交通发展投资有限责任公司,昆明 650200)

滑坡是指稳定的坡体受到自然或人为因素扰动后, 沿一定的软弱面发生局部或整体的滑移现象[1],它不仅会破坏自然生态环境,还会造成巨大的经济损失,严重时甚至将对人民生命安全造成威胁[2]。 工程建设中不乏已经治理稳定的滑坡受到某种外界因素影响后复活的案例,严重影响工程进度或高速公路的运营安全[3]。 因此,正确分析滑坡复活的成因,并采取及时、有效、彻底的处治措施对高速公路建设及运营安全至关重要。 此前工程界研究工作者针对滑坡的成因与处治做了大量的有益探索,并积累了较成熟的治理经验[4-6]。 在此基础上,本文以云南地区某山区高速K145+120 滑坡处治为背景,分析滑坡复活成因并提出处治方案,以期为今后同类工程问题的处置提供借鉴和参考。

1 工程概况

某高速公路K144+956~K145+340 段左侧路堑边坡,原设计两级边坡,坡比均为1∶0.75,边坡最高为24 m。 坡顶未设截水沟,坡面采用现浇砼拱形格护坡,坡脚设2.5 m×0.5 m 护面墙带边沟。

2015 年6 月,K145+040~K145+200 段左侧路堑边坡发生滑移 (图1), 最远牵引裂缝距堑顶约55 m,严重威胁到公路建设。 随后相关单位采取在坡脚设置抗滑挡墙, 堑顶设置抗滑桩+桩头锚索的处治方案,并于2016 年6 月完成施工。

图1 滑坡平面图

2017 年5 月进入雨季后, 当地降雨量逐渐增多,特别是6-8 月多日连续降大(暴)雨水(据有关部门统计,当地50 年内最大降雨量),使得该边坡土体含水量饱和,导致2017 年7 月该段老滑坡两侧部分复活,滑坡周界扩大,抗滑挡墙变形,部分抗滑桩变形严重,最大横向位移达140 mm,边坡后缘距坡口线约150 m 处出现新的张拉裂缝, 长度约70 m(图1)。 边坡滑塌后,工程人员立即对滑塌现场进行了踏勘,初步分析了滑塌原因,并及时设置了边坡变形观测及临时防排水等应急处置措施。 通过分析观测数据, 该边坡处于滑动变形阶段, 滑动速率达2 cm/d,需对边坡实施及时有效的工程支挡措施。

1.1 滑坡形态

该滑坡与线路方向垂直, 在老滑坡两侧呈现弧形牵引式滑坡形态。 坡体滑坡洼地、反倾台阶明显;后缘主拉张裂缝已贯通,宽0.5~1.0 m,可见深1.0~5.0 m;两侧壁剪切裂缝明显,壁高1~3 m,周界清楚。 滑体沿开挖路基面剪出,滑坡舌前缘抵至路基中线,滑坡前后缘高差63.9 m,属大型滑坡,且长度较长,接近390 m,属典型的“长拉沟”边坡失稳形式。

1.2 地层岩性

根据地勘资料, 地层主要由第四系残坡积(Q4el+dl)含碎石、块石粘性土、侏罗系(J)砂质泥岩、泥质砂岩组成。 岩石节理裂隙发育。 风化程度多为全~强风化。钻孔岩芯裂隙倾角45°~85°。地层产状:倾向308°~340°、180°,倾角15°~45°。

1.3 水文地质

根据地勘资料,滑坡区域内主要有孔隙水和裂隙水,地下水位埋深为0.3~3.5 m。 滑坡体上及滑坡后缘斜坡上有泉水浸出点9 处, 泉水流量约0.1~0.5 L/s,坡体严重富水。 部分地段地形低洼,利于地表水汇聚和地下水补给。

2 边坡滑塌成因分析

2.1 滑坡结构特征

(1)滑体:主要由含碎石及角砾亚粘土、碎石土、块石土组成。 (2)滑动带(面):经钻探及后缘裂缝情况分析,该滑坡体滑动面呈折线形。 滑面埋深一般为10 m,个别点埋深为12.9 m。 滑面分布于堆积土层,厚度为0.2~0.5 m,岩芯松软,主要成份为紫红色碎石粘土。 (3)滑床:主要由第四系含碎石、块石粘性土残坡积层,侏罗系砂质泥岩、泥质砂岩组成。 岩石呈全~强风化,节理裂隙发育。

2.2 滑坡复活成因分析

造成滑坡的原因主要有边坡开挖[7]、降雨入渗[8]、节理裂缝[9]等。 本滑坡复活的主要原因为:(1)滑体主要为第四系残坡积松散堆积物, 其中含有亚粘土,具有弱膨胀性,自由膨胀率δef=45%~60%。 滑床为侏罗系软质岩,遇水易软化,且岩体中夹有软弱层及泥化带,肉红色,厚度为5~25 cm,强度指标较低。 加之该滑坡地段地形低洼,容易形成积水,且地下水补给较为丰富,为滑坡发育创造了条件。 (2)集中强降雨使坡体富水饱和,土体含水量增大甚至达到饱和状态,滑坡体自重增加,抗滑力降低。 (3)第一次滑坡后未引起足够重视,仅在滑塌区域采取工程措施,两侧边坡仍维持原陡边坡、弱防护,未采取相应的预防措施,造成边坡的二次复活滑塌。 (4)区内小型地震活动使坡体松弛,岩体破碎,致使区内易产生滑坡。

3 边坡处治方案

3.1 处治原则

(1)防治结合、综合治理、一次根治、不留后患、安全第一。 (2)该边坡坡积体较厚,为减少对现状坡体的扰动,采取适当的工程加固与坡体开挖相结合的方式,确保坡体稳定,又注重美观。 (3)采取有效的防排水措施,疏排边坡地下水及地表水,增加边坡的稳定性。

3.2 边坡稳定性计算

为分析该边坡的稳定性,选取1 至6 号剖面为计算断面, 分别编号为1-1、2-2、3-3、4-4、5-5、6-6, 根据堑顶张拉裂缝区和前缘剪出区情况以及补勘资料,采用折线滑面计算(图2)。

图2 1-1 计算断面

由于岩土试验参数与实际参数往往存在较大偏差,本次计算以反算参数为主,根据该边坡所处滑动状态,选取现状安全系数1.0 进行反算[10],并结合相关试验与经验参数综合确定岩土力学参数(表1)。

表1 边坡验算选用力学参数

根据相关规范要求,采用反算岩土参数,当计算安全系数达到1.2 时,滑坡剩余下滑力如表2 所示。

表2 滑坡剩余下滑力(单位:kN)

3.3 边坡处治方案设计

由于该滑坡纵横向范围较大,第一次变更设计抗滑桩变形严重,因此本次处治方案采用适当“卸载+分级支护”的设计思路(图3):(1)在新滑坡区域按照一、二、三级边坡坡比为1∶2、1∶1.75、1∶1.5,一、二级平台宽度为8 m、6 m 适当削坡减载,减少下滑力;(2)坡脚及第二级宽平台处根据下滑力大小分段分别设置1.5×2 m、2×2.5 m、2.5×3 m 抗滑桩;边坡设置3 排锚索格梁加固。 (3)在滑坡顶部裂缝上部设置截水沟截断滑坡以上地表水,防止地表水进入滑坡体;在滑坡体区域内设置纵、横向盲沟及复式排水沟, 系统截排滑坡体内地下水及地表水,并将盲沟及复式排水沟与边沟相接, 将所截排的地表、地下水全部引入路基边沟。 (4)在第一级边坡上设置两排仰斜疏干孔,排泄滑坡体内地下水。 (5)对该边坡施工期及运营期采取不间断的地表位移、深层位移等监测,确保施工及运营的安全稳定。

图3 边坡处治方案典型设计图

3.4 加固效果

该滑坡采用截排水、刷坡减载、锚索框格梁护坡、重力式支挡、两级抗滑桩固脚等综合措施进行加固处治,至今已有3 年多,期间该处经受了强降雨、 小级别的地震活动以及其他外在因素影响,通过长时间的边坡沉降监测、锚索及钢筋应力监测与运营检验,并结合其他多项监测数据分析,目前该边坡现状稳定,各项监测数据变化均很小,各种加固措施稳定,疏排水措施长久有效,未见边坡变形迹象,表明滑坡治理达到预期效果。

4 结语

通过对某高速公路滑坡二次复活的成因进行综合分析,并结合计算成果,设计合理有效的处治方案,并取得较好的治理效果。 通过该处治方案的成功实践得到以下几点结论:(1)滑坡二次复活一般规模较大,对高速公路运营安全影响较大,处治措施应及时有效,彻底根治滑坡病害。 (2)对横向范围较大的大型滑坡,采取削坡减载并结合多级抗滑桩+锚索格梁的组合方式能起到行之有效的处治效果。 (3)对于富水性滑坡,采取截水+盲沟及复式排水沟的方式疏排地表水及地下水作用明显。

猜你喜欢

抗滑桩滑坡体坡体
方截面抗滑桩旋挖钻成孔工艺探析
降雨对库区边坡入渗规律的影响研究
采动-裂隙水耦合下含深大裂隙岩溶山体失稳破坏机理
新疆BEJ山口水库近坝库岸HP2滑坡体稳定性分析
试论预应力锚索抗滑桩在滑坡治理中的应用
乌弄龙水电站库区拉金神谷坡体变形成因机制分析
浅谈地质灾害防治工程中抗滑桩设计关键要点
不同开采位置对边坡稳定性影响的数值模拟分析
公路滑坡治理工程抗滑桩设计
强震下紫坪铺坝前大型古滑坡体变形破坏效应