浅议滑坡治理技术
2016-04-21樊小军孙建东
■樊小军孙建东
(1浙江省核工业二六二大队浙江湖州313000;2浙江省第九地质大队浙江湖州313000)
浅议滑坡治理技术
■樊小军1孙建东2
(1浙江省核工业二六二大队浙江湖州313000;2浙江省第九地质大队浙江湖州313000)
随着经济不断发展,我国高速公路逐渐向乡村地区延伸。乡村地区的地质条件较为复杂,缺乏公路工程防滑设计经验。加之滑坡产量条件较多、运动机理较多样化,因此复杂性更强。本文以浙江谋高速公路为例,探讨了滑坡治理的相关技术,以为实际施工提供参考。
滑坡治理排水
1 滑坡的危害性
(1)滑坡对工程建设的危害:滑坡对线性工程的危害是相当严重的,主要表现在以下两个方面:①线性工程在滑坡体上,滑坡滑动推动线性工程一起运动,使线性工程毁坏。②线性工程在滑坡前缘,滑坡发生后将线性工程埋没,产生灾害。如:我国铁路史上最严重的滑坡灾害——成昆铁路铁西滑坡。成昆铁路铁西车站内1980年7月3日15时30分发生的滑坡,可以说是迄今为止发生在我国铁路史上最严重的滑坡灾害,被称为“铁西滑坡”。该滑坡掩埋铁路长160米,中断行车40天,造成的经济损失仅工程治理费就达2300万元。
(2)滑坡对房屋建设的危害:滑坡对房屋的危害非常普遍,也很严重。房屋无论是在滑体上,还是在滑体前沿外侧的稳定岩土上,都会遭到毁坏。如:2012年5月16日兰州发生的山体滑坡造成石峡口小区4号楼两个单元坍塌30户,面积2000多平方米,土方近20000方,掩埋深度约7米。
(3)滑坡对江河的危害:滑坡对江河的危害,主要表现在以下以下方面:①滑坡体下滑,堵断江河,形成土石坝;阻塞的水对上游产生淹没危害,溃坝后对下游两岸产生强烈冲刷。如:2000年4月19日,在西藏林芝地区发生的易贡扎木隆巴大滑坡堵断易贡湖口,形成高100多米的土石坝,回水淹没坝上游的茶厂和数万亩菜园,60天后溃决,冲毁318国道和数万亩森林,洪峰直达印度北部,造成了很大的危害。②滑坡前部伸入江河中,阻碍航运。08年汶川地震导致的山体滑坡产生的堰塞湖现象。
(4)滑坡对森林生态的影响:滑坡大多发生在山地地带,而我国西部的山地较多,是滑坡发生的高发地带。而该地带植被覆盖率较高。滑坡发生会损害大量的植被。
2 高速公路路基滑坡分布规律
高速公路路基滑坡具有一定的分布规律,我国的地质、水文条件比较特殊,在高速公路的建设过程中,部分山区极易发生滑坡地质灾害。相关学者通过对正在修建的高速公路以及已建成的高速公路滑坡问题进行研究,发现了高速公路滑坡分布的规律,滑坡一般分为两种,一种是自然滑坡,另一种是断裂带滑坡。自然滑坡是高速公路滑坡中最常见的形式,这部分滑坡的地下水较为丰富,破体厚度不一,主要受地形的影响因素较大,滑坡的界限以及范围分布较散,布局整体性,地下水出露问题比较明显。断裂带滑坡一般发生于断裂带或是断裂带附近的断裂影响带内,其发生具有一定的裙带性,常发生于山脚、山脊、或坡体沟槽部位等,公路建设时大范围的切坡或深挖都可能会造成滑坡问题的出现。高速公路路基滑坡的主要特点有:一是路基滑坡的滑出方向多与公路线路方向垂直或者近似垂直,另有一小部分与公路线路呈斜交方向滑出;二是公路规模越大,滑坡发生规模越大;三是高速公路路基滑坡多发生于公路建设开挖过程当中,原因是由于开挖使得临空面和加载出现,从而引发滑坡问题发生,因而高速公路路基滑坡特点较为明显,针对滑坡特点采取相应的滑坡治理措施能够有效减少滑坡的发生几率。
3 浙江某高速公路滑坡治理方案
滑坡区位于高山峡谷区域,地形地貌复杂,区内自然边坡高且陡,坡度为30b~60b,坡表植被茂盛,乔灌木发育良好。路线从临近山体坡脚上方的平缓地带穿越,受区域构造影响,工程区内自然边坡岩体破碎,根据多个钻孔资料分析,坡体内含巨厚层块碎石层(厚约10~16m),其上覆盖厚层坡积层(约5~16m),为含碎石粘性土。下覆岩层为晶屑凝灰岩,强风化层较薄,弱风化层相对破碎,节理发育,RQD约为5%~20%,钻孔取芯呈碎块状为主,少数成短柱状。钻孔40m以下岩体完整性略好,RQD=30%~60%。
以2005年11月坡脚坡积层初滑为极限状态(K=0.99),可以采用BISHOP法反算坡积层抗剪强度参数c=12kPa,U=22b(图1(a)],图1(b)为上边坡坡积破碎层稳定分析状况(K=0.965)。结合地质资料,边坡各层岩土力学参数见表1,表中括号内参数为滑坡体3个典型横断面反算平均值。于是,经危险滑动面搜索和验算,1#高边坡2#滑动面安全系数K=1.075,而采用<25精轧螺纹长锚杆(L=16m@3m@3m)防护后,其安全系数可达到K=1.231[图1(b)],由此可见,该边坡坡积层通过适当锚固可稳定[图1(c)]。此外,鉴于坡体结构的复杂性,自2005年坡面清表开挖以来,该边坡屡受台风降水入渗影响,3#滑动面宜结合深部监测成果确定其存在可能性及变形特征。为此,对该边坡2008年1月以来的监测报告进行了认真分析,根据浙江大学的监测分析报告,该坡体深层具有蠕动变形,莫拉克台风期间,该坡多个测斜孔累计深部位移为1~3cm,坡表位移达到5cm,而且,经现场勘察,高边坡目前在高程530m处已形成多道5cm宽度、长约10cm的后缘张裂缝。由此判定,该滑坡3#滑动面存在滑移迹象,3#滑动面为该滑坡主滑面。3#滑动面所确定的滑坡体体积约103万m3,滑床长度约270m,厚度约40m,潜在滑动面埋置较深,滑坡治理将颇为棘手。
图1 边坡各工况稳定验算成果
表1 滑坡治理方案对比分析表
鉴于滑坡的复杂性,坚持复杂滑坡/一次设计,分期治理,不留后患0为原则,为确保高速公路的工后安全与稳定,同时结合该滑坡近1年的监测分析成果,对该滑坡体进行整体稳定计算时,初始条件按最不利的临滑状态考虑(K0=1.0),由此可反算得滑动面破碎岩体的抗剪强度参数为c=16kPa,U=26b。根据北京理正软件分析,该滑坡体安全系数为K=1.20时,其剩余推力将达到5106.4kN/m。根据图1(d),若在第ó级平台设置1排抗滑桩(截面2m@3m,H=35m@6m),滑坡体安全系数约为K=1.092[1.20,不满足JT-GD30-20045公路路基设计规范6之要求。
根据推荐的滑坡治理方案,按照/自上而下,分级开挖,逐级防护0的原则,高边坡滑坡防护目前已施工至坡脚一排抗滑桩,抗滑桩以上边坡各坡面目前稳定性良好。随着抗滑桩完成施工,1#高边坡的稳定性也将达到了设计预期的初步效果。在滑坡整个治理施工过程中,高边坡均采用深部位移监测和坡面位移观测,并将在高速公路通车后的数年中,继续采用GPS、自动化引张线数据采集系统、水位遥测仪、钻孔测斜仪等技术进行紧密跟踪监测,以确保工程运营安全,同时也为大型复杂滑坡治理积累丰富的工程经验和宝贵的科学分析数据。
4 结语
近年来,随着我国社会经济的快速发展和人们需求的不断提高,对高速公路的施工质量以及管理要求也在不断地增强。路基作为高速公路施工中的基础环节,一直以来都受到施工单位、管理单位的广泛重视。路基滑坡问题是高速公路中较常出现的问题,总结和分析滑坡出现的原因,因地制宜采取相应的预防和治理措施,才能充分保证高速公路的路基整体稳定性,才能确保高速公路的畅通运行,以更好的满足人们的出行要求,推动当地经济的快速发展。
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P642.22[文献码]B
1000-405X(2016)-6-430-1