上三高速公路K43+280～350滑坡整治及生态防护

2011-11-24王桂军

浙江交通职业技术学院学报 2011年2期

王桂军

(浙江沪杭甬高速公路绍兴管理处,浙江绍兴 312071)

0 引言

上三高速公路建于1997年,于2000年12月建成通车。2000年1月在路堑边坡施工开挖过程中,K43+280～350坡顶土层发生滑塌,后进行简单清方处理。在边坡坡顶外形成一个宽约15～30 m缓坡平台,平台后形成高约2～3 m的陡壁。陡壁后自然山坡坡顶高程110 m,坡面呈陡-缓-陡的形态,路线在缓坡下切坡通过,边坡上方仍然具有较大的汇水面积。

2009年8月8日,受台风 “莫拉克”影响,嵊州地区持续强降雨,山坡土体长时间处于饱水状态。8月15日下午,上三高速公路嵊州段K43+280～380左侧边坡坡顶出现土层坍塌、滑落等现象,如图1所示。

图1 边坡代表性断面图

1 滑坡区地质概况

1.1 滑坡区岩层条件

K43+280～380滑坡体位于曹娥江东侧丘陵坡脚,地形位于丘陵坡脚缓坡。丘陵区的地层岩性自老到新分别为:

基层侏罗统大爽组,为公路沿线主要基层,岩性为紫红色、灰紫色晶屑凝灰岩、角砾凝灰岩,局部夹碎屑沉积岩。

第三系新统嵊县组 (N2s),为第三系火山喷发岩浆溢流而成,岩性为玄武岩,分别于公路沿线丘陵上部,顶部往往较为平缓。

第四系残坡积层,分布于丘陵斜坡,岩性为含粘性土碎石为主,层厚1～3 m,碎石成份以玄武岩为主。

1.2 滑坡区地质构造

滑坡区大地构造单元为华南加里东褶皱系浙东南褶皱带,地处丽水—宁波隆起之新昌—定海断隆,基底为前震旦系陈蔡群地层,上覆巨厚层中生界火山碎屑岩,以强烈断裂作用为主,该断裂控制仙岩—马岙段曹娥江的走向。

1.3 滑坡区水文条件

据钻孔资料显示,该滑坡区残坡积层主要为含粘性土碎石和含碎石粘性土,滑坡后排水通道受阻,渗透系数减小。

2 滑坡体现状及成因分析

2.1 滑坡体现状

滑坡在持续强降雨作用下发生,在高速公路边坡上部出现了碎石土、风化岩石坍塌滑落现象,在边坡顶以上20～30 m范围自然山坡碎石土层出现拉裂、错落现象,原坡顶外截水沟被拉断,错落高度约2.5 m,形成滑坡。滑坡体平面形态沿高速公路长约80 m,宽约 20～30 m,主滑方位240°,与公路成53°斜交,滑坡体物质组成为碎石土层及部分全风化玄武岩层,厚度约3～5 m。该段玄武岩下伏凝灰岩,钻孔显示为强风化,玄武岩呈现多次喷发迹象,喷发间歇期有沉积现象,以夹层形式覆存于玄武岩之中,间歇沉积层部分为含碎石粘性土,部分为具有半成岩特征碎石。

2.2 滑坡成因分析

(1)滑坡体范围山顶平缓,汇水面积大,对滑坡体地下水影响大。

(2)边坡所在山坡在施工时产生滑塌,清理后,坡形变为陡—缓—公路切坡的地貌形态,平缓的地形容易使坡面汇水深入坡体,增大坡体含水量,提高地下水位。

(3)缓坡上部分布厚层残坡积含粘性土碎石、全风化玄武岩,在含水量较大、地下水位升高的情况下,其力学性质有很大降低。

根据滑坡体现场及地质钻孔分析,首先是持续强降雨和排水系统失效导致边坡上部残坡积土和全风化玄武岩充分饱水,土体重度增加,同时雨水浸泡导致全风化岩层抗剪强度大幅下降;其次地下水位抬升,地下水渗流力增大,导致坡顶土体发生整体剪切破坏,最终形成滑坡。

3 整治方案

(1)根据布设的测斜孔及水位管进行纵横向日位移观测和水位观测 (从2009年8月30日～2010年1月31日),日位移值在-5 mm～+11 mm之间,累计位移值在-16 mm～+8 mm之间,显示该边坡已趋于稳定,考虑削方卸载后下滑力减少,五级坡体稳定情况良好,可取消原来考虑卸载平台上的注浆加固措施。同时从开挖后暴露地质情况来看,三级边坡上虞向已基本被清除,故取消原定抗滑桩防护措施,而采用三、四级现浇砼方格,框格梁应嵌入坡面,框格梁埋深30 cm,并用C25现浇混凝土浇筑,尺寸为35 cm×30 cm,每隔10 m宽度设置伸缩缝,缝宽5 cm,填塞沥青木材,坡率1∶1.25,碎落台厚10 cm,平台宽2 m。要求在框格架间植香根草。混凝土框格加载于坡体下缘,通过对坡脚的反压作用增加抗滑力,同时香根草植被起到加固坡表土体,减少水土流失等作用。

(2)做好附近山坡面的防排水工作,以确保雨水不渗入坡面山体,在堑顶外新建截水沟,并将新老截水沟相连,有效排除坡面积水;同时根据山体渗水较严重,加强了深层排水措施,加设深层排水孔。

(3)设计变更,由于11月17日第五级坡面再次滑坡,滑坡出现平台后形成高约2～3 m的陡壁,整体坡面体又向高速公路侧滑动了约20～30 cm。根据治理措施,对该山体进行横向排水处理,采用水平钻孔疏干地下水,在第三级及第四级坡面增设横向排水管45根,间隔1m呈梅花状,排水管钻孔开挖至基岩,每根深约30 m。并在第三级碎落台增设混凝土挡墙,挡墙增设在碎落台位置,基础挖深60 cm,挡墙尺寸为高90 cm,宽60 cm,并在挡墙内增设∮30 cm盲沟管,盲沟管头上用土工布包住,防止泥土堵塞,并在挡墙内侧用碎石回填约50 cm(如图2),有利于排水,并根据第五级坡面的地质变化,在增设排水管的基础上,对坡面进行SNS防护后进行喷草籽TBS生态防护。

图2 横向排水管排水效果

4 动态监测

为了随时掌握在边坡开挖过程中上部坡体内部的变形情况,针对本路堑高边坡滑坡体的结构及实际的施工进展情况,从深部位移监测、地面变形监测和裂缝变形监测三个方面对整个坡体进行了动态监测。整个坡面共布置水位监测孔3个,均位于坡体中轴线上,位置分别位于坡体的前缘、中部和后缘,以便于观测整个滑坡体的水位变化;通过布置地面简易观测桩对坡体表面位移进行监测,位置详见图3。

监测周期根据坡面变形情况和施工进度而定,在边坡开挖期间每1d观测一次,但在降雨天气或变形值变化较大时则需加密观测,以便能及时掌握坡体的变形规律,为整治方案的再次修改提供依据。

观测初期坡体位移变化如图4和图5,整治后期位移逐步减小,坡体趋于稳定,证明加固措施效果良好。