覃蓮超,翁朝暉,黃 雍,盧勇鵬
(湖北省水利水電規(guī)劃勘測設計院,湖北 武漢 430064)
丹水撇洪渠位于高壩洲庫尾清江左岸,是清江高壩洲庫區(qū)津洋口大防護工程的一部分。丹水撇洪渠屬丹水防護工程,該防護工程目的在于將丹水上游來水在周家榜與潘家堂之間截斷,由原排洪溝擴挖為撇洪渠匯入清江。近幾年來,撇洪渠左右岸岸坡均出現(xiàn)不同程度的崩塌、裂縫、底板斷裂,危害著兩岸人民生命財產(chǎn)安全。本文介紹僅左岸七里灣變形體的治理方案。
七里灣變形體位于丹水撇洪渠左岸,對應丹水撇洪渠樁號K0+475 m~K0+515 m,下游側(cè)緊鄰七里灣橋頭,變形體為三面臨空條形山包,西側(cè)為撇洪渠,為變形移動方向,總體坡度約42°,高程90 m以下人工護坡坡角約65°;南側(cè)為居民樓、龍舟大道;東側(cè)為斜坡人工開挖路面、七里灣(電站排泄)洼地。七里灣變形體2003年就發(fā)現(xiàn)有變形現(xiàn)象,變形體中部房屋見有3條拉裂縫,后緣及邊界見有4條地表裂縫。變形體后緣高程110.0 m,前緣高程86.0~89.0 m。變形體后緣山頂緊鄰2座高壓線塔,高程111.0 m。
變形體岸坡為視順向坡,覆蓋層厚度一般1.0~2.5 m,主要為強風化破碎巖體順層緩慢蠕變而引發(fā)變形,平面呈圈椅狀,投影面積1 400 m2,估測體積約6 000 m3。
左岸七里灣變形體現(xiàn)狀見圖1,居民房屋內(nèi)裂縫見圖2。
圖1 七里灣變形體治理前照片
圖2 七里灣變形體內(nèi)居民房屋裂縫照片
七里灣變形體的地質(zhì)剖面見圖3,通過地質(zhì)勘察和實地調(diào)查,七里灣變形體出現(xiàn)部分垮塌和裂縫原因主要強風化砂質(zhì)頁巖裂隙發(fā)育、風化明顯及地下水位較高,導致岸坡穩(wěn)定性差。對現(xiàn)狀岸坡進行抗滑穩(wěn)定分析,采用畢肖普方法,利用HH-SLOPE軟件,程序自動搜索最危險滑動面,計算得到現(xiàn)狀條件下渠道取正常蓄水位80 m時,計算得到最小抗滑安全系數(shù)為0.85,小于規(guī)范要求的1.10~1.15[1]。從圖3~4中可以看出計算搜索出的滑動區(qū)域與實際地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)的變形體區(qū)域基本一致,垮塌主要受強風化巖體影響。
圖3 七里灣變形體地質(zhì)剖面
圖4 七里灣滑動面計算示意圖
七里灣變形體出現(xiàn)部分垮塌和裂縫原因主要是強風化砂質(zhì)頁巖裂隙發(fā)育、風化明顯及地下水位較高,導致岸坡穩(wěn)定性差。針對以上原因,先采取的是削坡減載的方法,對邊坡進行1∶1.5、1∶1、1∶2.5進行放坡,并在103.70、96.20、90.00 m修建三級馬道,削坡減載的設計圖見圖5,抗滑穩(wěn)定計算圖見圖6。計算得到削坡減載條件下渠道取正常蓄水位80 m時,計算得到最小抗滑安全系數(shù)為1.15,大于規(guī)范要求,岸坡治理后能保持穩(wěn)定。
圖5 七里灣削坡減載設計圖
圖6 七里灣削坡減載滑動面計算示意圖
雖說削坡減載的方案能滿足邊坡穩(wěn)定要求,但由于山頂高壓線塔搬遷不易,且搬遷費用較大,所以需保護山頂線塔,先考慮采用擋土墻的設計方案[2],擋墻頂部寬度為2.0 m,頂部高程為110.30 m,底部高程為83.50 m,擋墻高16.8 m,墻面邊坡1∶0.69,墻背邊坡為1∶0.25,底面仰角為8°,并且墻身采用4根100 t預應力錨索對墻體進行固定,再按1∶2.5放坡至90.00 m高程,擋墻方案設計圖見圖7,抗滑穩(wěn)定計算圖見圖8,計算得到修建擋土墻條件下渠道取正常蓄水位80 m時,計算得到最小抗滑安全系數(shù)為1.23,大于規(guī)范要求,岸坡治理后能保持穩(wěn)定。
圖7 七里灣擋墻方案設計圖
圖8 七里灣擋墻方案滑動面計算示意圖
雖說修建擋墻方案既能滿足邊坡穩(wěn)定要求,又能滿足保護山頂線塔的要求,但考慮到原岸坡處于極限平衡狀態(tài),施工時可能出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象,經(jīng)過考慮采用挖孔樁+微型鋼管樁方案,而微型鋼管樁和挖孔樁有很多研究與應用[3-7],本次對現(xiàn)有岸坡進行一排直徑210 mm,長度16 m,間距1 m的微型鋼管樁施工,保證線塔周邊土體保持穩(wěn)定,再進行樁徑2 m,長度25 m,間距5 m的挖孔樁施工,然后進行1∶1、1∶2放坡,挖孔樁方案設計圖見圖9,抗滑穩(wěn)定計算圖見圖10,計算得到挖孔樁方案條件下渠道取正常蓄水位80 m時,計算得到最小抗滑安全系數(shù)為1.14,大于規(guī)范要求,岸坡治理后應能保持穩(wěn)定。
治理滑坡體方法較多,但是選擇一種既能滿足工程本身要求,又能施工方便的方法,本文通過多方案比選,最終確定采用微型鋼管樁+挖孔樁的設計方案,計算最小抗滑安全系數(shù),能滿足規(guī)范要求,達到治理七里灣變形體的設計目的。
圖9 七里灣挖孔樁方案設計圖
圖10 七里灣挖孔樁方案滑動面計算示意圖