王良宗
摘 要:土質滑坡是山區公路施工過程中常見的地質災害。治理不及時、措施不當容易發生安全、質量事故,在雨季施工應充分重視。土質滑坡治理的關鍵有:前期的調查與預判;治理的及時性;消除或減輕水對邊坡的危害;改善邊坡巖土體的力學強度;支擋結構物的選擇;邊坡的防護。該文結合巢湖市北外環土質滑坡治理的實例,探討這些治理措施的綜合運用。
關鍵詞:土質滑坡 治理措施 綜合運用
中圖分類號:P642.22 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)09(c)-0067-02
巢湖市北外環全長6.83 km,沿鳳凰山、岠嶂山山腳布線,路線靠山體側邊坡4~15 m;路基施工集中在雨水充沛的2~6月份,導致較多滑坡發生;該項目滑坡治理費用約2200萬元,占總造價的11%。滑坡的類型、性質,產生的原因,治理的方式不盡相同,但都把綜合治理放在首位,取得了較好效果。結合這些工程實例,對土質滑坡的形成條件及滑動機理進行分析,對綜合治理措施進行梳理、探討,總結出土質滑坡的綜合治理措施。
1 典型滑坡概況
該滑坡位于巢湖市北外環K2+990—K3+220,長230 m,總方量約3萬方。路線穿越岠嶂山山前堆積體,路基以路塹形式通過;中心挖深2~4 m,左側邊坡高度4~15 m,設計坡率1∶1。見圖1、圖2。
2 滑坡形成條件及滑動機理分析
2.1 工程施工影響
人工切坡形成寬廣凌空面,破壞了均衡狀態,改變了邊坡土體應力條件,導致抗滑力降低,造成邊坡失穩。
2.2 土層結構影響
滑坡體土體分布為:一層粘土夾碎石,土體裂隙較發育,裂隙均被高嶺土充填;二層全風化泥質砂巖,富含親水粘土礦物高嶺土、伊利石,砂巖的基巖面與坡向大體一致;層間發育有1~3 cm厚的高嶺土蠕變帶,見圖3。
高嶺土、伊利石等親水礦物吸水性強、粘性大,遇水膨脹,抗剪強度低;砂巖頂面為軟弱結構面。雨水滲透,結構面強度降低,導致滑坡發生。
2.3 膨脹巖土影響
據現場調查及土工試驗結果,一、二層土體皆具弱膨脹性,自由膨脹率在37.5~44.5,亦具有較強崩解性,見圖4。
邊坡開挖,使一層土體直接裸露,其膨脹特性造成脹縮剝落、溜坍、地裂的發育。降水及地下水加劇了裂隙的發育,導致滑坡發生。
2.4 地下水影響
一層粘土夾碎石為弱透水層,二層全風化泥質砂巖為微透水層。雨季地表水直接滲入地下,并在接觸面以上富集,軟化了接觸面上土體,使結構面抗剪強度降低,誘發滑坡。據監測,雨后2~3天,滑坡體每天滑動12~20 cm。
2.5 滑動機理分析
山前堆積體高嶺土含量高,裂隙發育,降水沿裂隙下滲;后方山體匯水面大,地表水下滲;泥質砂巖面為相對隔水層,地下水在此富集。膨脹性粘土在水作用下力學強度降低,路塹開挖使前方形成凌空面,應力重新分布,破壞原堆積體平衡,進而形成牽引式順層滑動。
3 綜合治理滑坡的措施
3.1 充分調研、預判風險、加強監測
根據地質條件、施工環境及多年類似工程施工經驗,施工單位與管理單位聯合對該項目沿線地質災害風險點進行評估,形成預案。對3個風險等級高的點進行了監測,監測項目有:降雨統計,地表及地下水動態監測,邊坡表面位移,邊坡不均勻沉降,土體深部變形。這些措施為滑坡形成后的應急與治理方案提供了詳盡的基礎資料,對減輕災害影響與治理方案有效性、針對性發揮了重要作用,應是雨季山區工程施工需要非常重視的環節。
3.2 滑坡發生后的初步措施
首先設置警戒,避免人、車靠近;然后封堵裂縫、對滑坡體進行覆蓋、開挖臨時截水溝,防止地表水、雨水下滲,見圖5;對滑坡體進行填土壓腳,見圖6。這些措施防止了滑坡的擴大,減少了次生災害的發生。
3.3 截排水工程,排出地表水
在滑坡區外設兩條截排水溝,排出地表水:一條設在滑坡體周界以為不少與5 m處,長約400 m;另一條設在路塹邊坡上不少于5 m處,長約300 m。截排水溝充分利用原始地形,根據地形地質條件采用不同形式,均排出滑坡體外。
3.4 多項措施處理滑坡體
在滑坡體表面開挖1×0.5 m的明溝,邊挖邊填道渣石,做成排水盲溝,排出地表水及淺層地下水;設置孔深20 m、孔距5 m、孔徑110 mm、仰斜度6%的仰斜排水孔58孔,將坡體內地下水排出體外,排水孔與支擋工程的排水系統有效連接;在滑坡體后緣自上而下分層卸載土方約1.6萬方,遠運處理。
3.5 采用支擋工程,提高抗滑力
在K2+990~K3+019及K3+150~K3+280段設置抗滑擋墻,墻高6.5m,基礎位于滑面下基巖內,基礎埋深2.0~2.5 m,墻身采用C20片石砼,見圖7;在K3+019~K3+150段設置一排抗滑樁,樁長16 m,間距5 m,截面為1.8×2.2 m,樁間掛板,見圖8。抗滑樁采用人工挖孔、現澆砼護壁、鋼板防護、鋼筋籠整體吊裝、泵車澆筑工藝,跟蹤監測、超前預報確保施工安全;樁間掛板采用集中預制、分段安裝。
3.6 生態防護
支擋工程完成后,對支擋工程以上坡面進行人工整平、客土改良、鋪設三維網、草灌混植、覆蓋養護,使坡面生態功能恢復,趨于穩定。
4 結語
該處滑坡治理于2010年5月開工,歷經2個多月完工。經過5年的運營檢驗,滑坡體穩定、生態與山體一致,看不出修復的痕跡。滑坡受自然因素影響較大,破壞力巨大,控制較難,我們注重監測、多措并舉較好地解決了發現、治理、恢復的難題。期望同行在施工過程中不斷總結經驗,相互借鑒。