水库防汛通道路堤边坡的分区治理

2023-05-25仇志刚

河南水利与南水北调 2023年4期

关键词：路肩滑坡体挡墙

仇志刚

（佛山市高明区西坑水库工程管理处，广东佛山 528000）

0 引言

文章拟对大水坑水库进库区道路边坡进行分区防护加固，对比多种护坡技术，综合考虑工程安全稳定和经济适用性，探究适宜本地路基护坡类型。

1 库区工程问题及治理思路

1.1 工程地质问题

大水坑水库进库防汛道路8处发生垮塌。见表1。

大水坑水库进库防汛道路塌方8处（5#～9#滑坡体，其中：6#为距离较近的3个滑坡体，8#为距离仅约20 m的2个滑坡体），处于492县道进入大水坑水库路段。主要是道路路基滑坡，滑坡体高度约2～15 m。除9#滑坡体外，其他5处滑坡路段受到不同程度损坏，道路外侧路面因路基塌滑脱空，混凝土路面出现断裂或裂缝。该段防汛道路路面宽度仅约3～4 m，山区林场为进出交通采取应急措施，在道路内侧修坡局部拓宽路基约1.50～2 m，以维持交通需要。9#滑坡体道路处于冲沟位置，原路基为抛石体，下埋1条直径1 m的排水钢管，由于冲沟排水量较大，排水管过流能力不足，大雨时山沟来水部分通过抛石体下渗，甚至淹没路面下泄洪水。此次滑坡主要是由于洪水较大，路基抛石体在渗水压力和路面过水水流冲击下垮塌。

1.2 治理思路

防汛道路路面宽度仅约3～4 m，拟拆除外侧有裂缝的部分路面（宽约1～1.50 m）并利用山区林场在道路内侧应急拓宽的路基将路面加宽为4～5 m。主要修复内容是加固路基、局部路面修复及修整滑坡路段排水设施。

2 治理方案

2.1 5#滑坡体

该滑坡体结合现场滑坡性状分析，该滑坡属于表层土体塌滑，并非路基整体失稳。

基于上述分析，5#滑坡体路基修复采取设置路堤挡墙修复路堤的总体方案。台阶状素混凝土重力式路堤墙滑面清理后在滑坡范围采用素混凝土呈台阶状支挡至路肩，与现有台阶状浆砌石路肩墙大致对齐。

2.2 6#滑坡体

该路段3 个滑坡体规模小，滑坡高度约2～4 m。根据地质钻孔（ZK3）揭露，表面土层厚度仅1.50 m，其下为弱风化砂岩，基岩埋深浅，地质条件较好。但滑坡路段陡峻且略显弯凹，汇水较集中，坡面含碎石砂性土抗冲能力较差，在雨水冲刷作用下局部流失造成路肩塌滑。滑坡路段路面未见异常变形或沉降，道路内侧边坡植被完好，未发现开裂或变形，结合现场滑坡性状分析，该滑坡属于基岩覆盖层表层土体塌滑，并非路基整体失稳。

因此，6#滑坡体修复采取贴坡式路肩支挡方案。可选择格宾网石及素混凝土贴坡式挡墙支挡。由于路堤山坡陡峻，为保持稳定，格宾网石放置较困难，且路基砂性土易产生流失，故推荐采用素混凝土贴坡式路肩墙。

2.3 7#滑坡体

由于该段路堤从道路边线以外基本塌滑，需重新恢复路堤。水渠岸边地形较平缓，可布置路堤墙，然后回填路堤。方案比较与5#滑坡体相似，考虑到设置路堤墙后堤坡坡度较缓，适宜坡面防护施工，为节省工程投资，推荐采用重力式素混凝土路堤挡墙，坡面保护可采用砌石或预制六角块护面。

3 护坡稳定性影响分析

依据滑坡性质设计的工程主要建筑物是边坡或路基支挡结构，大部分是低矮的小型挡土墙，按常规经验进行设计。大水坑水库进库防汛道路5#、7#滑坡体重力式混凝土路堤挡墙。故主要对上述两处挡墙设计进行分析说明。

3.1 护坡设计标准

与塌滑体治理相关的建筑物或设施为进库防汛道路，参照四级公路标准。根据《建筑边坡工程技术规范》，边坡高度小于15 m的岩质或高度小于10 m的土质边坡，破坏的后果不严重，边坡安全等级为三级，边坡稳定安全系数1.20。

参照《水工挡土墙设计规范》《公路路基设计规范》，结合工程实际，挡墙建筑物级别为4 级，挡墙抗滑稳定安全系数取1.25，抗倾覆稳定安全系数1.50。各土层力学参数根据地质报告建议值结合现场地基实际情况取值。

3.1.1 地基承载力

松散砂性土地基承载力fak=90 kPa；硬黏土地基承载力fak=120 kPa；残积粉砂地基承载力fak=180 kPa。

3.1.2 回填土（砂石）抗剪参数

墙后回填砂石或砌石：内摩擦角：32°，粘聚力：0 kPa 墙后回填砂质土：内摩擦角：20°，粘聚力：5 kPa。

3.1.3 挡墙基面摩擦系数

沙土基面：f=0.35；内摩擦角：14°，粘聚力：3 kPa。

3.2 5#滑坡体路堤墙

采用刚体极限平衡法。近似将上部各台阶挡墙沿基面的下滑力传递至最下一级挡墙，计算最下一级挡墙的抗滑稳定性。台阶状素混凝土重力式路堤墙滑面清理后在滑坡范围采用素混凝土呈台阶状支挡至路肩，与现有台阶状浆砌石路肩墙大致对齐。滑坡体计算模型如图1所示。

图1 2#滑坡点路堤挡墙计算模型图

初步计算，单靠最下一级挡墙自重产生的摩阻力不足以提供足够的抗滑稳定安全系数。故在小路上铺筑混凝土路面，与挡墙前趾连接，利用挡墙前趾加深后的被动抗力增加挡墙稳定性。经计算，稳定系数K=1.28＞1.20，满足规范要求。

3.3 7#滑坡体路堤墙

选择格宾网石及素混凝土贴坡式挡墙支挡。使用素混凝土贴坡式路肩墙。计算模型如图2所示。

经计算：挡墙抗滑稳定安全系数Kc=1.218＞1.20；抗倾覆稳定安全系数K0=5.152＞1.50，满足要求。挡墙基面最大应力52.50 kPa、平均应力448.89 kPa，小于地基承载力90 kPa，天然地基承载力满足要求。

3.4 主体施工工艺

3.4.1 格宾网和雷诺护垫

按设计要求削坡或平整铺设面，坡面或基底面应平整、密实、无杂质。施工程序为：组装土工格网护垫→填充石料施工→封盖。在进行填充石料施工时要注意严禁往单个网格内填入石料，必须同时均匀地向一组护垫的各网格内填入石料。填充石料可一次填满高度，空隙用小碎石填塞，采取适当的捣实措施，保证箱体内填充料的密实度，填充石料顶面宜适当高出护垫。

3.4.2 坡面挂网喷混凝土

施工工艺：搭设脚手架→边坡清挖后修坡→插筋及安装钢筋骨架→面挂镀锌钢丝网→喷C20细石混凝土→养护不少于7 d。

插筋Φ18@1 500 mm×1 500 mm，插入土层深900 mm 外露100 mm，Φ6@150×150钢筋网骨架与插筋焊接或绑扎。

喷射C20 细石混凝土，喷射压力0.30～0.50 MPa。细石混凝土配比为1：2：2，厚120 mm。设备采用PM3 空压机1 台，HPE-6混凝土喷射机一台套及混凝土搅拌机250一台。