某機場飛行區邊坡治理應急設計方案

張繼平，劉直芳

(1．四川成都雙流國際機場建設指揮部，四川成都610000;2．四川大學計算機學院，四川成都610064)

成都雙流國際機場新飛行區整平在其南端東側形成長約600 m，高5～23 m的邊坡，其中局部段邊坡上部1～5 m厚為棄土堆填，當地二支渠改建從邊坡前緣經過。前期設計邊坡坡比1∶2.0，邊坡形成后支渠施工采取全面開挖，渠槽開挖后坡腳遇到降雨和地下水滲出被浸泡，局部邊坡發生滑動［1］、［2］。為確保該開挖邊坡穩定，在坡腳采用樁長8 m，截面1.5 m×2 m，嵌入段長4 m的抗滑樁+樁間擋土板治理，同時樁后邊坡坡比改為1∶2的兩級邊坡，并用鋼筋混凝土格梁護坡。滑坡治理工程完成后邊坡沒有異常現象出現。

隨后因工期緊迫，二支渠又采用了全面開挖，局部并出現了超挖，之后治理邊坡出現變形現象，再疊加后期降雨影響，渠道內積水，因邊坡開挖(超挖)和渠道內積水浸泡的雙重影響，導致加固處理后的邊坡變形加劇，使得樁發生傾倒變形，樁頂最大傾斜位移達40 cm左右，格構護坡部位也出現拉裂下沉，并形成了完整的圈椅狀地形。針對邊坡失穩跡象，將邊坡變形滑動較嚴重地段樁前水渠改為涵管通過并回填土反壓［3］、［5］。采取上述措施后雖然邊坡變形滑動速度相對減緩，但邊坡仍在繼續緩慢變形滑動。本文針對邊坡工程治理設計，以保證機場正常安全運營。該設計工作的主要目的是推薦合理的工程治理方案，在勘查報告推薦的巖土體參數的基礎上，選定設計參數，進行防治工程結構設計，并對監測工程、施工組織、環境保護等進行設計，預算防護工程費用。

1 滑坡穩定性分析

2009年11月1日現場查看，在抗滑樁段邊坡出現變形，主滑方向292°，變形滑坡軸長50.0 m，寬162.0 m，厚約10.0 m，面積約8 000 m2，方量約75 000 m3，其變形范圍與邊坡勘察時基本一致，變形主要表現在:①滑坡邊界重新形成，并形成圈椅狀裂縫，其中后緣拉裂，裂縫長50.0m，寬20～50 cm，錯距達30～60 cm，最大達到1.0 m;②格構破壞，多處格構拉裂變形破壞;③抗滑樁發生傾覆位移，樁頂面傾斜坡度達7～8°，樁頂位移量一般10～25 cm，最大可達50 cm。

1.1 邊坡變形原因分析

根據現場查看和對前期的勘察、設計、施工的資料分析，治理工程所在斜坡出現變形主要有以下原因。

(1)地質因素，從勘察資料得知，雙流國際機場新飛行區成都西南部牧馬山西北邊緣微丘地帶，表部地層為中更新世(Q2 fgl)黃褐色至褐色粘土、粉質粘土夾漂卵石，粘土具有弱膨脹性;下部為白堊系灌口組紫紅色(K2g)泥巖，全風化層厚度3～7 m，強風化層厚度大于5 m。滑體物質為具有微膨脹性的砂卵石粘土，抗滑樁變形處其嵌固端地層為泥質砂巖，其全風化厚度相比其他地段厚，導致其錨固力比其他抗滑樁弱;

(2)邊坡工程竣工后，樁前二支渠開始施工，由于工期緊，施工過程中采取全斷面開挖、并出現超挖現象，為變形提供了臨空面，開挖后邊坡即產生變形就是佐證;

(3)降雨是變形的主要因素，樁前二支渠施工全斷面開挖后的第三天，適逢下雨，雨水浸泡等導致抗滑樁錨固端泥巖巖體力學性質快速下降而發生傾覆位移，后雖采取回填、涵管等方式處理后對整體變形有一定的控制。另一方面，邊坡變形使變形體中形成許多裂縫，在降雨時地表水多沿裂縫直接滲入，而導致微膨脹的粘土(滑帶土)的力學性質降低，使邊坡變形得以繼續發展，這在經過應急處理后邊坡變形破壞特征雨前與雨后的變化監測得到證明。

1.2 穩定性分析與預測

到目前為止，抗滑樁最大傾斜位移達40 cm左右，中部臺階最大沉降量達30～40 cm，后緣下沉量達到1 m以上。雖受歷次降雨影響滑坡兩側邊界裂縫明顯可見，裂縫已貫通到邊坡中部臺階，坡面局部鼓脹或沉陷，鋼筋混凝土格梁部分破裂，二支渠內側素混凝土斜墻個別部位出現裂紋，但坡腳前方未出現隆起現象，本次滑坡滑動面與前期治理滑坡滑動面基本吻合，因此該滑坡為一個推移式滑坡，并且是前期滑坡的復活。為此，邊坡治理刻不容緩。

2 邊坡應急設計

根據滑坡的變形現狀、危害對象，受災對象及其損失程度、施工難度等因素，綜合確定機場滑坡防治工程等級［1、2、4］。滑坡一旦失穩，直接影響機場的安全運營，除經濟損失外，還將造成不良的社會影響。根據地質災害防治工程分級，確定該滑坡防治工程等級為Ⅱ級。滑坡治理標準按50 a運行期考慮。降雨強度近20 a一遇暴雨計算，50 a一遇暴雨校核。

在變形嚴重段后緣部位進行適當削坡減載，降低邊坡下滑力。在前期治理抗滑樁之間設置抗滑樁，同時對已變形破壞的混凝土格構與排水溝進行修復，加強滑坡變形監測。

依據邊坡的坡形、工程巖組和巖土體工程地質特性，考慮到工程重要性和已有抗滑樁提供的抗力，本次安全系數取1.15下的暴雨工況滑坡剩余下滑力1 163.7 kN/m。

2.1 穩定性與剩余下滑力計算

計算方法采用瑞典條分法，計算公式為:

式中:Wi為垂直荷載，包括土條自重和其上部的建筑荷載;Qi為水平荷載，包括水平孔隙水壓力和其他水平荷載;Ui為剪切面上的孔隙水壓力的合力，與剪切面正交;Zi為水平荷載;Qi作用線距滑弧圓心O的垂距;c'i、φ'i為剪切面抗剪強度;R為滑弧半徑;li為土條底面長度;αi為土條底面傾角。

圓弧滑動的計算模型如圖1所示，計算結果如表1。

圖1 圓弧滑動計算模型

表1 計算結果

2.2 巖土體物理力學參數

本高切坡安全等級為二級，以勘察報告為依據，選取防治工程設計巖土體物理力學參數的建議值如下表2和表3。

表2 巖體物理力學性質指標建議值表

表3 滑體土容重、抗剪強度參數取值表

3 結論

在勘查報告的基礎上，利用勘察成果資料結合實地調查、按照相關規范的要求對滑坡穩定性進行了分析及評價;按照滑坡變形現狀，結合專家意見和相關規范的要求進行了邊坡應急治理設計。防治工程施工時嚴格按設計施工。施工時做好記錄，作好邊坡變形監測，應及時反饋，作到動態管理，動態設計，根據邊坡變形情況和地質條件的變化及時進行設計變更，保證工程施工與邊坡可能發生變形相吻合。工程施工過程及完工后，必須按規定進行監測，以保證施工過程中的安全和檢驗防護工程的效果。

［1］GB 50330－2002建筑邊坡工程技術規范［S］

［2］DZ/T0219－2006滑坡防治工程設計與施工技術規范［S］

［3］GB 50007－2002建筑地基基礎設計規范［S］

［4］GB 50010－2002混凝土結構設計規范［S］

［5］GB 50011－2001建筑抗震設計規范［S］