包西线K564+050——+150山体滑坡病害原因分析及综合整治
2014-08-15段川林西安铁路局工务机械段陕西西安710054
段川林(西安铁路局工务机械段 陕西 西安 710054)
1 、病害概况
包西线K564+050--+150段,延安~延安北区间。线路以挖方通过,边坡下部设1:1变截面防护墙,墙顶设2.5米宽平台。左侧堑坡最高19米,堑顶外山体平缓,该段路堑顶面自然山坡出现多道裂缝、错台,护墙及平台被挤出剪破,对行车安全构成严重威胁。现场观测一月累计下滑36cm。
该段地貌垄岗地貌,地势较高,地形有起伏,上层为沙质黄土层厚14m,下层为水平层状砂岩。
2 、病害原因分析
由于上层土质为沙质黄土,地下泉水、雨水下渗透至路堑土壤中,在中部砂岩面聚集,形成滑坡面。这在后期施工挖孔桩时得到肯定,桩深9m处土层为塑状砂质黄土,含水量饱和。
3 、病害整治思路及措施
针对病害形成原因,根据现场实际情况,经多次方案优化,确定该处病害整治原则:综合整治,彻底根除,确保行车、施工安全。
经各部门现场多次会勘,采用抗滑桩及疏排地下水方案整治。于左线K564+055—K564+150段左侧堑顶设抗滑桩20根,桩截面5号至16号桩2.5*3.0m ,其余2.0*3.0m 。桩长17—27m ,桩中心间距5m ,采用C35钢筋砼浇筑。
3.1 精确测量,掌握病害发展的规律,确保施工安全有序可控
在滑体上建立纵横各四道观测网,与滑梯以外固定点连网,利用全站仪观测水平、竖直位移变化,每天两次,雨天两小时一次。
建立回报制度,会商制度,观测点水平位移日变化量在2mm、2mm-5mm、5mm及以上时要逐级报告、会商,并分析原因,制定相应防范措施,确保有序可控。
3.2 综合整治,不断优化设计及施工方案:
3.2.1 减载:初期设计没有减载,施工单位进入,接管后发现上层嵌顶裂缝达18cm,观测,下雨天日下滑20mm多,提出必须减载,降低下滑速度,否则无法安全施工。
组织计划、设计、建设、局总工室、工务、施工等单位现场办公,听取多方建议,研讨整治方案。决定,首先上部减载,并在一级平台设计一排72根间距1.0m,直径10cm钢管桩,以减缓下滑速度保证施工安全。减载后桩长统一减少3米,也降低了成本。
后期施工观测证实,减载后下滑速度下降到日10mm以下,钢管桩施工后下滑速度明显下降,日记录在5mm左右。
3.2.2 选择好第一批开挖哪些桩
为了能够很快形成抗力,减缓滑坡滑动,第一批桩的选择很重要。我们现场反复观测研究,首先施工3、6、9、12、15、18、以便迅速形成合理遏制滑坡体移动。
事实证明第一批桩施工后,滑体基本稳定, 观测也改为三天一次。
抗滑桩施工由于前期变化大加强了护壁设计,为双层直径16mm钢筋网箱,护壁厚25cm,C30砼,还设计有75角铁,钢角架支撑。实际施工过程中观察第一批桩护壁有裂缝,但护壁未发生错动。
第二批开挖,2、4、7、10、14、16、19号桩,根据山体基本稳定,护壁改为单层钢筋,取消75角钢支撑设计,以减少成本。
3.2.3 桩施工安全质量控制措施
桩身进入岩层中设计为12m,原设计认为进入岩层不需要护壁,但实际开挖后发现,岩层每隔1.5m左右有一软弱层,12桩在12m深处遇渗水发生坍塌。
险些造成人员伤亡,事后调整为全桩身设置护壁。因为陕北地质状况岩层水平多层分布,硬层与软层交替出现不完整。
安全控制措施:
(1)抗滑桩孔下工作人员必须戴安全帽;基坑内增设安全防护棚架。当重物起吊时,人员必须躲避;孔口加护栏,防止人或东西掉落孔内。
(2)在土层、围岩松软破碎和有滑动面的节段,应在护壁内顺滑动方向,用临时横撑加强支护。并注意观察其受力情况,当横撑发生变形、破损而失效时,孔内人员应立即撤离。
(3)靠近井口堆放的材料机具应放置稳固,严禁堆放重物及放置有震动的机械。
(4)在滑动面处的护壁,应予以加强。在承受推力较大的护壁和锁口的混凝土中应增设钢筋。
(5)挖孔桩作业时要先观测土质和水文等情况;施工时必须采用护壁支护,认真观测土体变化。
3.2.4 抗滑桩虽然制止了滑坡移动,但要彻底排除隐患排水是关键。
地面上进行了裂缝灰土夯填,设置截水沟,浆砌护坡,在滑面处含水量饱和,这里的水排除,采用了在岩层顶面高度,桩间垂直线路用潜孔钻打眼安装直径10cm渗水管,长度13m至桩后。
3.2.5 桩前防护整治
20根桩子设在嵌顶,桩前原一、二级护墙岩层以上部分,已被滑体全部推掉,二级护墙土体再打了钢管桩后已得到稳定。在一级护墙上半部,及岩层面以上桩间设计支撑渗沟,以排除土体中渗水,然后恢复坡面浆砌及排水系统。
3.2.6 施工正值雨季,做好各种防排水设施,引走一切可能影响滑体稳定的地表水非常关键。我们在滑坡体后壁上沿设置环向截水沟,坡面雨天全覆盖,设置多条排水沟,建立防洪预案、防洪巡查制度,雨天24小时巡守,及时疏通引排。
4 、结语
2013 年包西线再次遭遇强降雨灾害,发生多处路基路堑坍塌滑坡灾害,该处一切完好,经受住了考验。证明此处的整治方法是非常合理、科学、有效的。
山体滑坡病害原因复杂,前期一定要重视地质勘查、地下水探测为整治方案的科学化、施工的顺利进行及工程成本控制奠定坚实的基础。设计文件鉴定耐心听取勘察设计部门的意见,施工中要核实地质状况,发现问题及时完善设计。
[1]中国铁道出版社《铁路工务安全规则》2006
[2]西铁安【2013】9号《西安铁路局临近营业线施工安全实施细则》[3]郑颖人.《边坡与滑坡工程治理》2007-1-1