土质滑坡治理措施的综合运用
2015-12-07王良宗
王良宗
摘 要:土质滑坡是山区公路施工过程中常见的地质灾害。治理不及时、措施不当容易发生安全、质量事故,在雨季施工应充分重视。土质滑坡治理的关键有:前期的调查与预判;治理的及时性;消除或减轻水对边坡的危害;改善边坡岩土体的力学强度;支挡结构物的选择;边坡的防护。该文结合巢湖市北外环土质滑坡治理的实例,探讨这些治理措施的综合运用。
关键词:土质滑坡 治理措施 综合运用
中图分类号:P642.22 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)09(c)-0067-02
巢湖市北外环全长6.83 km,沿凤凰山、岠嶂山山脚布线,路线靠山体侧边坡4~15 m;路基施工集中在雨水充沛的2~6月份,导致较多滑坡发生;该项目滑坡治理费用约2200万元,占总造价的11%。滑坡的类型、性质,产生的原因,治理的方式不尽相同,但都把综合治理放在首位,取得了较好效果。结合这些工程实例,对土质滑坡的形成条件及滑动机理进行分析,对综合治理措施进行梳理、探讨,总结出土质滑坡的综合治理措施。
1 典型滑坡概况
该滑坡位于巢湖市北外环K2+990—K3+220,长230 m,总方量约3万方。路线穿越岠嶂山山前堆积体,路基以路堑形式通过;中心挖深2~4 m,左侧边坡高度4~15 m,设计坡率1∶1。见图1、图2。
2 滑坡形成条件及滑动机理分析
2.1 工程施工影响
人工切坡形成宽广凌空面,破坏了均衡状态,改变了边坡土体应力条件,导致抗滑力降低,造成边坡失稳。
2.2 土层结构影响
滑坡体土体分布为:一层粘土夹碎石,土体裂隙较发育,裂隙均被高岭土充填;二层全风化泥质砂岩,富含亲水粘土矿物高岭土、伊利石,砂岩的基岩面与坡向大体一致;层间发育有1~3 cm厚的高岭土蠕变带,见图3。
高岭土、伊利石等亲水矿物吸水性强、粘性大,遇水膨胀,抗剪强度低;砂岩顶面为软弱结构面。雨水渗透,结构面强度降低,导致滑坡发生。
2.3 膨胀岩土影响
据现场调查及土工试验结果,一、二层土体皆具弱膨胀性,自由膨胀率在37.5~44.5,亦具有较强崩解性,见图4。
边坡开挖,使一层土体直接裸露,其膨脹特性造成胀缩剥落、溜坍、地裂的发育。降水及地下水加剧了裂隙的发育,导致滑坡发生。
2.4 地下水影响
一层粘土夹碎石为弱透水层,二层全风化泥质砂岩为微透水层。雨季地表水直接渗入地下,并在接触面以上富集,软化了接触面上土体,使结构面抗剪强度降低,诱发滑坡。据监测,雨后2~3天,滑坡体每天滑动12~20 cm。
2.5 滑动机理分析
山前堆积体高岭土含量高,裂隙发育,降水沿裂隙下渗;后方山体汇水面大,地表水下渗;泥质砂岩面为相对隔水层,地下水在此富集。膨胀性粘土在水作用下力学强度降低,路堑开挖使前方形成凌空面,应力重新分布,破坏原堆积体平衡,进而形成牵引式顺层滑动。
3 综合治理滑坡的措施
3.1 充分调研、预判风险、加强监测
根据地质条件、施工环境及多年类似工程施工经验,施工单位与管理单位联合对该项目沿线地质灾害风险点进行评估,形成预案。对3个风险等级高的点进行了监测,监测项目有:降雨统计,地表及地下水动态监测,边坡表面位移,边坡不均匀沉降,土体深部变形。这些措施为滑坡形成后的应急与治理方案提供了详尽的基础资料,对减轻灾害影响与治理方案有效性、针对性发挥了重要作用,应是雨季山区工程施工需要非常重视的环节。
3.2 滑坡发生后的初步措施
首先设置警戒,避免人、车靠近;然后封堵裂缝、对滑坡体进行覆盖、开挖临时截水沟,防止地表水、雨水下渗,见图5;对滑坡体进行填土压脚,见图6。这些措施防止了滑坡的扩大,减少了次生灾害的发生。
3.3 截排水工程,排出地表水
在滑坡区外设两条截排水沟,排出地表水:一条设在滑坡体周界以为不少与5 m处,长约400 m;另一条设在路堑边坡上不少于5 m处,长约300 m。截排水沟充分利用原始地形,根据地形地质条件采用不同形式,均排出滑坡体外。
3.4 多项措施处理滑坡体
在滑坡体表面开挖1×0.5 m的明沟,边挖边填道渣石,做成排水盲沟,排出地表水及浅层地下水;设置孔深20 m、孔距5 m、孔径110 mm、仰斜度6%的仰斜排水孔58孔,将坡体内地下水排出体外,排水孔与支挡工程的排水系统有效连接;在滑坡体后缘自上而下分层卸载土方约1.6万方,远运处理。
3.5 采用支挡工程,提高抗滑力
在K2+990~K3+019及K3+150~K3+280段设置抗滑挡墙,墙高6.5m,基础位于滑面下基岩内,基础埋深2.0~2.5 m,墙身采用C20片石砼,见图7;在K3+019~K3+150段设置一排抗滑桩,桩长16 m,间距5 m,截面为1.8×2.2 m,桩间挂板,见图8。抗滑桩采用人工挖孔、现浇砼护壁、钢板防护、钢筋笼整体吊装、泵车浇筑工艺,跟踪监测、超前预报确保施工安全;桩间挂板采用集中预制、分段安装。
3.6 生态防护
支挡工程完成后,对支挡工程以上坡面进行人工整平、客土改良、铺设三维网、草灌混植、覆盖养护,使坡面生态功能恢复,趋于稳定。
4 结语
该处滑坡治理于2010年5月开工,历经2个多月完工。经过5年的运营检验,滑坡体稳定、生态与山体一致,看不出修复的痕迹。滑坡受自然因素影响较大,破坏力巨大,控制较难,我们注重监测、多措并举较好地解决了发现、治理、恢复的难题。期望同行在施工过程中不断总结经验,相互借鉴。