楊生虎 王杰
摘 要:本文以貴州省荔榕高速公路榕江互通挖方高邊坡AK0+060~AK0+120段右側(cè)挖方高邊坡滑坡斷縫治理為工程依托,進(jìn)行板巖地區(qū)滑坡斷縫原因及治理措施的研究。通過現(xiàn)場板巖工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況,對邊坡進(jìn)行斷縫成因分析,并提出兩種治理方案對比分析,最后對該邊坡進(jìn)行施工驗(yàn)證。本文分析加深了對“板巖地區(qū)”高邊坡滑坡斷縫原因和治理的理解,對類似板巖地區(qū)高邊坡滑坡斷縫治理提供了一定的參考。
關(guān)鍵詞:板巖地區(qū);滑坡;斷縫;高邊坡
中圖分類號:U416.1+63? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A? ? ? ? ? ? 文章編號:1006—7973(2019)04-0054-02
1板巖地區(qū)介紹
板巖地區(qū),高速公路路基的滑坡斷縫原因及工程治理是公路建設(shè)經(jīng)常面臨的問題,特別是路塹高邊坡滑坡,逐漸引起廣泛關(guān)注?,F(xiàn)有文獻(xiàn)對板巖地區(qū)路基滑坡斷縫的研究較少,實(shí)際上,對雨水較多的板巖地區(qū),板巖遇水易風(fēng)化、強(qiáng)度急劇降低,巖體破碎,碎塊間結(jié)合性差,在暴雨及久雨條件下,易發(fā)生山體滑移,產(chǎn)生滑坡斷縫,對路基邊坡有很大的安全隱患,對人的生命安全將造成嚴(yán)重的影響。因此,為能夠較好地對板巖地區(qū)高邊坡進(jìn)行治理和預(yù)防,對滑坡原因及治理措施進(jìn)行深入的研究是非常必要的。
2 工程概況
貴州省荔波至榕江高速公路榕江互通挖方高邊坡AK0+060~AK0+120段工程,施工單位開挖至第5級坡時(shí)(第7級拱形骨架施作完成,第6級錨索穿束完成并已注漿),受2017年7月下旬連續(xù)降雨影響,巖體抗剪強(qiáng)度降低,在自重作用下產(chǎn)生一條自坡頂村道沿坡面斜向下至5級坡腳約0.5m寬、1.5m深的縱向大裂縫,形成貫通滑動面,整個(gè)5~7級邊坡均出現(xiàn)較大開裂和滑塌現(xiàn)象。通過對該處山體進(jìn)行了實(shí)地勘查,發(fā)現(xiàn)山體巖體結(jié)構(gòu)破碎,節(jié)理裂隙發(fā)育,坡面巖土在連續(xù)強(qiáng)降雨天氣中,呈現(xiàn)飽水狀態(tài),導(dǎo)致坡面出現(xiàn)滑塌,山體出現(xiàn)整體失穩(wěn)。
根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪和鉆探揭露,邊坡區(qū)地層巖性特征呈以下幾個(gè)方面——
全風(fēng)化泥質(zhì)板巖:棕褐,極破碎,巖體結(jié)構(gòu)已基本破壞,部分可辨,巖芯破碎呈砂土狀夾碎塊狀,手可掰碎。鉆探揭示層厚5~6m。
強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)板巖:灰褐色、灰綠色,主要礦物為石英、長石及粘土礦物,變余結(jié)構(gòu),板狀構(gòu)造,巖體結(jié)構(gòu)大部分破壞,泥質(zhì)膠結(jié),節(jié)理裂隙極發(fā)育,裂隙面被鐵錳氧化物渲染,巖芯破碎呈碎塊狀夾少量短柱狀,塊徑2~6cm,最大8cm,柱長5~12cm,錘擊易碎。鉆探揭示層厚21m左右。
中風(fēng)化泥質(zhì)板巖:灰褐色、灰綠色,主要礦物為石英、長石及粘土礦物,變余結(jié)構(gòu),板狀構(gòu)造,鈣質(zhì)膠結(jié),節(jié)理裂隙較發(fā)育,裂隙面被鐵錳氧化物輕微渲染,巖芯呈柱狀夾塊狀,一般柱長5~20cm,最長30cm,塊徑3~8cm,錘擊聲脆不易碎。鉆探未揭穿。
3滑坡影響因素分析
根據(jù)邊坡滑塌現(xiàn)狀,結(jié)合地質(zhì)勘察、現(xiàn)場開挖情況,本段邊坡滑塌的主要原因包括:
(1)地質(zhì)因素:發(fā)生滑塌變形的巖體主要為全強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)板巖層,泥質(zhì)膠結(jié),呈碎裂狀,屬于類土質(zhì)邊坡,開挖后長時(shí)間暴露,在干濕變化條件下其強(qiáng)度逐漸降低,自穩(wěn)能力變差,表現(xiàn)為近似圓弧滑動。
(2)水的因素:變形巖土體風(fēng)化嚴(yán)重,節(jié)理裂隙極發(fā)育,易受降雨及地表水入滲運(yùn)移的影響;在暴雨及久雨條件下,地表水下滲,積蓄在邊坡體內(nèi)部,導(dǎo)致坡體內(nèi)部巖體自重增加,抗剪強(qiáng)度大幅下降,最終在邊坡自重作用下發(fā)生滑塌。
(3)路基開挖形成大臨空面,排水邊溝不暢等,誘發(fā)了邊坡土體的滑動。
4滑坡治理方案
4.1原設(shè)計(jì)
榕江互通AK0+060~AK0+120右側(cè)邊坡設(shè)計(jì)為7級高邊坡,其中第5級邊坡采用錨桿格梁防護(hù),坡率1:1,錨桿長12m;第6級邊坡采用錨索格梁防護(hù),坡率1:1,錨索長26m;第7級邊坡采用拱形骨架防護(hù),坡率1:1.25,坡頂開口線緊鄰既有村道;第1級邊坡采用錨桿格梁防護(hù),坡率1:1,錨桿長12m;第2、3級邊坡采用錨索格梁防護(hù),坡率1:1,錨索長26m。如圖1所示。
4.2滑坡處置方案
4.2.1方案一(圖2):階梯式護(hù)面墻+錨索+鋼管樁
對邊坡自上而下進(jìn)行刷坡清方,同時(shí)對鄉(xiāng)道向內(nèi)側(cè)進(jìn)行局部改移,改移清方之前需滑坡體頂部插打鋼管樁,防止刷坡過程中誘發(fā)上部繼續(xù)滑坡,保證施工安全。由于滑面已經(jīng)貫通,建議對滑坡進(jìn)行徹底清方,而受自然橫坡較陡和坡頂?shù)胤洁l(xiāng)道限制,清方之后需設(shè)置強(qiáng)支擋進(jìn)行防護(hù)。強(qiáng)支擋采用階梯式護(hù)面墻,同時(shí)在護(hù)面墻上施作錨索。
4.2.2方案二(圖3):抗滑樁+錨索
第四級邊坡未開挖到位,故對第五級邊坡處進(jìn)行填土反壓,防止滑坡繼續(xù)發(fā)展,上部邊坡裂縫采用注漿封閉,然后在第六級邊坡施作錨索,在五級平臺處開挖抗滑樁進(jìn)行強(qiáng)支擋,樁體采用2m×3m,樁長22m,然后再挖除反壓土方,按原設(shè)計(jì)進(jìn)行放坡。
5工程設(shè)計(jì)方案對比分析及施工驗(yàn)證
由于滑面已經(jīng)貫通,滑坡體與原山體已經(jīng)剝離,故方案一采用的卸載清方+強(qiáng)支擋的方案可以完全清除滑坡體,不留后患,且護(hù)面墻方案施工較為方便;方案二采用抗滑樁+錨索方案,錨索在滑坡體中易失效,且在滑坡體中挖樁風(fēng)險(xiǎn)高,施工復(fù)雜,故經(jīng)過多方面比選,設(shè)計(jì)采用方案一,即階梯式護(hù)面墻+錨索+鋼管樁,具體設(shè)計(jì)如下:
(1)由于第四級尚未開挖到位,故調(diào)整原第三級寬平臺寬度,由18m縮減至15m,加大第四級平臺寬度至16m,對滑坡體進(jìn)行徹底清除。第四級坡率1:1,采用拱形骨架防護(hù),第5、6、7級施做階梯式C20砼護(hù)面墻,面坡坡率1:0.5,最下兩級平臺寬度3m,高5m,最上一級面坡坡率1:0.5,頂寬1.5m,護(hù)面墻總高23.5m。寬平臺下部邊坡維持原設(shè)計(jì)方案。
(2)待護(hù)面墻混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%以上時(shí),在第7級護(hù)面墻上設(shè)置3排6束錨索,錨索長度從上至下分別為26m、25m、24m,設(shè)計(jì)張拉力750KN。
(3)護(hù)面墻墻后設(shè)置50cm反濾層,同時(shí)墻身按梅花形設(shè)置排水孔,間距2~3m,以排除墻后積水。
(4)為確保既有村道的路面寬度及通行安全,護(hù)面墻澆筑完成后及時(shí)對墻背進(jìn)行回填夯實(shí),并做混凝土封閉,并在墻頂設(shè)置臨邊防護(hù)波形護(hù)欄,村道右側(cè)裸露的土質(zhì)邊坡采用錨桿掛網(wǎng)噴射砼護(hù)坡封閉。
(5)邊坡自上而下逐級清方、逐級防護(hù),做好施工期間的排水工作,并在各級平臺施做位移邊樁,做好實(shí)時(shí)監(jiān)控,進(jìn)行不少于兩個(gè)水文年的監(jiān)測。
按照該段防護(hù)方式,對邊坡進(jìn)行施工、監(jiān)控量測,施工完成后監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)無明顯變形、穩(wěn)定性較好,消除了滑坡體對上方地方道路的威脅。
6施工
根據(jù)荔波至榕江高速公路AKO+060~AKO+120段板巖地區(qū)高邊坡滑塌治理過程,結(jié)合板巖地區(qū)地質(zhì)情況、現(xiàn)場施工情況,可得出以下結(jié)論:
(1)板巖地區(qū)地表土體主要為穩(wěn)定性較差的覆蓋層,開挖后長時(shí)間暴露,在干濕變化條件下板巖強(qiáng)度逐漸降低,自穩(wěn)能力變差,易造成邊坡表層滑塌,形成較大貫穿裂縫。
(2)板巖地區(qū)高邊坡土體結(jié)構(gòu)較松散,易受降雨及地表水入滲運(yùn)移的影響,在暴雨及久雨條件下,地表水沿第四系土體下滲,積蓄在巖土交界面,并順基巖頂面流動,使土巖接觸面被軟化,形成軟弱夾層,形成滑塌裂縫。
(3)路基開挖形成大臨空面,排水邊溝不暢等,支護(hù)不及時(shí)均會誘發(fā)邊坡土體的開裂。
(4)對于抗滑樁+錨索方案等強(qiáng)支護(hù)方案,由于滑坡斷縫較大,錨索在板巖滑坡體中易失效,且在滑坡體中挖抗滑樁風(fēng)險(xiǎn)高,施工復(fù)雜。
(5)強(qiáng)風(fēng)化板巖厚度大,節(jié)理裂隙極發(fā)育且呈張開狀,巖體破碎,碎塊間結(jié)合性差,覆蓋層已發(fā)生滑塌,如不對邊坡加強(qiáng)支護(hù),強(qiáng)風(fēng)化層在各種誘因下極易發(fā)生更大的二次滑坡拉裂,因此應(yīng)對板巖高邊邊坡進(jìn)行加強(qiáng)防護(hù)。
(6)總的來說,板巖地區(qū)在施工過程中,受施工擾動及雨水影響,不及時(shí)支護(hù)易造成邊坡滑塌,形成較大張拉裂縫,因此實(shí)際工程必須重視板巖遇水因風(fēng)化、軟化的作用。
7 總結(jié)
本文分析加深了對“板巖地區(qū)”高邊坡滑坡斷縫原因和治理的理解,對類似板巖地區(qū)高邊坡滑坡斷縫治理提供了一定的參考。
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