黃金波
(福建省第一公路工程公司)
在公路工程建設(shè)過(guò)程中,受到山谷、河流等不同地形條件的限制,工程施工過(guò)程中勢(shì)必會(huì)存在各種高填深挖施工內(nèi)容,對(duì)于高填深挖段落,如果地質(zhì)條件不良或者是采取的邊坡防護(hù)技術(shù)措施不當(dāng),都有可能造成邊坡滑坡等公路地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題的出現(xiàn)。泥質(zhì)粉砂巖地質(zhì)邊坡由于邊坡性質(zhì)復(fù)雜,再加上地表水、地下水影響或者不合理開挖的影響,在公路工程施工以及后期使用中容易出現(xiàn)滑坡問(wèn)題。對(duì)于出現(xiàn)邊坡滑坡的泥質(zhì)粉砂巖地段,如何采取科學(xué)合理的方案進(jìn)行處理,已經(jīng)成為公路建設(shè)管養(yǎng)部門的重要任務(wù),這對(duì)于確保公路工程順利通車運(yùn)營(yíng)具有重要作用。以福建省永寧高速公路K116 +940 ~K117 +140 段線路滑坡治理為例,詳細(xì)概述泥質(zhì)粉砂巖邊坡滑坡治理施工技術(shù)。
福建省永寧高速公路K116 +940 ~K117 +140 段線路右側(cè)路基挖方施工作業(yè)結(jié)束后,由于多雨季節(jié)持續(xù)沖刷,K117 +040 ~K117 +110 段出現(xiàn)邊坡整體滑塌,邊坡前緣臨空面發(fā)生了巖土體滑移的問(wèn)題,整體滑移長(zhǎng)度在20 m 左右,整體滑坡的體積大約在2.8 萬(wàn)方,滑移長(zhǎng)度大約在35 m 左右,而且由于邊坡滑坡形成了高陡臨空面,高度大約在25 m左右。滑體堆積于公路右幅線路,同時(shí)山體于線路中線85 m處出現(xiàn)張拉裂隙,周界貫通,山坡上設(shè)置的3 個(gè)深孔位移監(jiān)測(cè)孔,兩個(gè)隨坡體滑移坍塌,一個(gè)于15.5 m 處剪斷。
(1)地形地貌?;掳l(fā)生區(qū)域?yàn)榈颓鹆甑孛玻鹆旮叱探橛?80 ~454 m 之間,整體高差大約在75 m 左右,滑坡區(qū)域的丘陵坡度大致在10° ~30°左右,基巖出露較多,植被不發(fā)育,山坡頂部較平緩。
(2)地層巖性。地層主要是有第四系覆蓋層、白堊系(K1h)的泥質(zhì)粉砂巖。其中碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖在滑坡區(qū)均有分布,紫紅色粉砂狀結(jié)構(gòu),薄—中厚層狀,泥質(zhì)膠結(jié),節(jié)理裂隙發(fā)育,并見鐵錳質(zhì)染,巖芯呈碎塊狀為主,部分呈短柱狀。中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖紫紅色,粉砂狀結(jié)構(gòu),薄層狀,層理傾角15° ~18°,泥質(zhì)膠結(jié),風(fēng)化裂隙較不發(fā)育,巖芯較完整,多以中—短柱狀、柱狀為主,少量碎塊狀、餅狀。
(1)區(qū)內(nèi)地下水主要有第四系孔隙水、基巖裂隙水兩種類型。第四系孔隙潛水主要賦存于沖溝粉質(zhì)粘土中,基巖裂隙水主要賦存于基巖裂隙中,富水性較強(qiáng),透水性一般,地下水位埋深變化較大,變化幅度達(dá)10 ~20 m,直接受大氣降水補(bǔ)給,具有明顯季節(jié)特征。當(dāng)?shù)卮杭居晁S富,特別在施工期間有兩次特強(qiáng)暴雨。
(2)邊坡巖層走向與山坡一致,層面為順傾向,主滑帶生成于含水的層間,原邊坡開挖成型后產(chǎn)生臨空面,誘發(fā)滑坡。
(3)泥質(zhì)粉砂巖的崩解性常造成其工程性能不穩(wěn)定,當(dāng)它為工程邊坡由于崩解造成了巖體分離散落,并進(jìn)一步加劇了風(fēng)化問(wèn)題,這就導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性不斷降低。
邊坡滑坡后為保證邊坡安全,避免次生災(zāi)害的發(fā)生,采取了以下臨時(shí)防治措施進(jìn)行安全防護(hù)。
(1)根據(jù)滑坡體的方量及危害程度,確定現(xiàn)場(chǎng)警戒范圍。指派專職安全員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)值班,截止無(wú)關(guān)人員、機(jī)械進(jìn)入警戒區(qū)域。
(2)重點(diǎn)對(duì)滑坡區(qū)域的裂縫做好夯填堵水,在裂縫開挖上應(yīng)該控制裂縫兩側(cè)延伸1 m,貫穿裂縫應(yīng)該開挖溝槽,尺寸按照寬×深為50 cm ×50 cm 控制,并選擇使用粘性土作為回填夯實(shí)的材料,夯實(shí)后表層30 ~40 cm 鋪設(shè)防滲土工布,并用C15水泥砂漿進(jìn)行抹面封閉。
(3)在變形主裂縫兩側(cè)布置若干對(duì)觀測(cè)樁,間距10 ~20 m,準(zhǔn)確掌握滑坡變形滑動(dòng)過(guò)程。在滑坡對(duì)面以及相鄰的山體按照要求全面的設(shè)置固定移位觀測(cè)點(diǎn),及時(shí)的對(duì)山體滑坡移位進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),對(duì)于各種異常現(xiàn)象及時(shí)分析并采取治理方案。
(1)對(duì)滑坡段落從高程430 m 開始按10%的坡率向山頂刷方,刷坡要到滑坡山體的反坡位置。
(2)滑坡體滑移后形成陡峭臨空面,在高程415 m 對(duì)其進(jìn)行刷方,第一級(jí)坡面刷方坡率為1∶1.25,第二極坡面刷方坡率為1∶3.5,每級(jí)邊坡設(shè)置平臺(tái)。第二級(jí)邊坡順延至刷方大平臺(tái)上。
(3)對(duì)于滑移的山體,由于整體性較好,利用其進(jìn)行反壓坡腳,對(duì)其滑移的山體按1∶3.5 刷方?;w滑移后形成約20 ~30 m 寬的拉槽,利用上部坡體的刷方對(duì)其進(jìn)行回填壓實(shí)。
為增強(qiáng)邊坡松散體的穩(wěn)定性,在邊坡坡底增加混凝土抗滑擋墻,墻身可以采用C20片石混凝土,擋墻的尺寸按照深1.5 m,高4 m,上寬2 m,下寬3.5 m 的尺寸進(jìn)行具體的控制。擋墻施工前應(yīng)做好地表排水和安全生產(chǎn)的準(zhǔn)備工作,施工前先將墻后地表的虛方全部清除,并將原地面開挖成臺(tái)階狀。擋墻基坑開挖時(shí)采用跳槽開挖,每段開挖長(zhǎng)度不超過(guò)10 m,跳槽長(zhǎng)度不小于20 m,施工順序?yàn)橄葍啥撕笾虚g,擋墻地基每開挖一段施工一段,以防基坑坍塌。擋墻施工完成后再對(duì)反壓坡腳的滑移山體進(jìn)行刷坡,確保施工安全。
進(jìn)行巖土強(qiáng)度加固主要是為了對(duì)滑坡地帶的土體性質(zhì)進(jìn)行改善,從而依靠堅(jiān)固的土體對(duì)滑體形成加固。該滑坡地質(zhì)為泥質(zhì)粉砂巖,巖體破碎松散,節(jié)理發(fā)育。為保證錨孔順利成孔及錨索預(yù)應(yīng)力不損失達(dá)到要求。對(duì)山體進(jìn)行注漿處理,通過(guò)水泥漿在節(jié)理裂隙中的充填、擠密、加固作用,能夠有效的改善巖層中薄弱結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度和破碎巖塊的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,同時(shí)配合使用水泥漿對(duì)裂隙進(jìn)行填充封閉,這就可以有效的避免由于地表以及地下水分滲入,造成邊坡載荷產(chǎn)生變化,也可以避免由于錨固失效等問(wèn)題產(chǎn)生各種地質(zhì)災(zāi)害。
在邊坡滑坡段落第一級(jí)邊坡布設(shè)13 片預(yù)應(yīng)力錨索框架混凝土梁,錨索水平間距控制在4 m,為8 束無(wú)粘結(jié)鋼絞線組成的壓力分散型錨索,長(zhǎng)度一般在12 m 左右,下傾角30°,錨索設(shè)計(jì)荷載一般在1 000 kN 左右,進(jìn)而對(duì)邊坡形成較好的錨固作用。
為了有效減少外部雨水對(duì)滑坡體的影響,提高滑面強(qiáng)度,增強(qiáng)滑體自身抗滑能力。在卸載頂部大平臺(tái)外應(yīng)該及時(shí)的設(shè)置環(huán)形截水溝,截水溝尺寸50 cm ×50 cm,材料可以選擇使用M7.5漿砌片石。環(huán)形截水溝應(yīng)該按照線路方向進(jìn)行設(shè)置,并盡可能的與急流槽或者是邊溝相連,及時(shí)的將地表排水排到邊坡坍塌范圍之外??梢杂行У姆乐垢鞣N地表水逐步滲入到巖體的裂隙之中,一般使用6 cm 厚C15素噴混凝土對(duì)第三級(jí)坡面進(jìn)行整體的封閉防護(hù)。對(duì)于邊坡滑坡中一二級(jí)的重樓部分,應(yīng)該使用10 cm 掛網(wǎng)客土噴播植草,以免由于風(fēng)化或者是雨水沖刷造成滑坡的繼續(xù)發(fā)生。
為了及時(shí)引排山體滑坡區(qū)域的地下水,一般是在滑坡坡腳的擋墻位置間隔4 m 左右的距離設(shè)置孔徑為90 mm,孔深為25 m 的滑坡坡體仰斜排水孔,排水孔內(nèi)插入75 mm 的PVC 管,并在PVC 管上間隔設(shè)置10 mm 圓孔,以利于將地下水截留排出。為防止泥沙將圓孔堵塞,需將PVC 管用土工布包裹。
對(duì)于泥質(zhì)粉砂巖地段出現(xiàn)的邊坡滑坡問(wèn)題,應(yīng)該深入分析具體地質(zhì)概況,總結(jié)出現(xiàn)邊坡滑坡的具體原因,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘與理論分析,合理的確定邊坡滑坡的具體治理方案,通過(guò)排水、卸載、支擋以及監(jiān)測(cè)等技術(shù)手段,確保邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài),避免邊坡滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展,為公路工程建設(shè)通車提供安全保障。
[1]馬洪生,胡卸文.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用[J].中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào),2009,10(1):171-192.
[2]劉沐宇,朱瑞賡.基于模糊相似優(yōu)先的邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)范例推理方法[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2009,10(1):42-48.