陽安二線金家溝特大橋磚廠滑坡整治

沈 華

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司，陜西 西安 710043)

1 基本情況

1.1 工點位置及地形地質情況

金家溝特大橋位于安康地區石泉縣與漢陰縣交界處池河鎮良田村附近，在既有線右側與既有線并行，距離10 m～20 m，金家溝特大橋橋梁起迄里程DyK284+199.67～DyK284+832.27，全長632.6 m，孔跨布置為(19-32) m預應力混凝土簡支梁，全橋均采用圓端形實體或空心橋墩，墩臺均采用鉆孔灌注樁基礎。勘察期間發現橋址區9號～13號墩之間二線右側約30 m處，為金家溝大橋磚廠滑坡，滑坡寬約130 m，主軸長約150 m，滑坡體厚約10 m，滑體主要為第四系坡積膨脹土，滑坡后緣地形明顯，前緣樹木歪倒。不良地質范圍位于橋梁安全影響范圍之外,設計中未采取治理措施。

斜坡出露地層主要為人工填土、第四系上更新統沖積膨脹土，下伏基巖為上元古界片巖夾灰巖。

1.2 病害情況

自2016年3月施工單位進場施工金家溝特大橋6號～12號墩防護樁及橋墩樁基，至2016年6月樁基施工完成，6號～12號墩場地及周圍均未出現明顯的地表沉降。自2016年6月23日一段時間的強降雨過后，10號墩、11號墩樁基周圍地表出現了不同程度的沉降，尤其是11號墩右側出現了長約5 m，寬1.6 m，深1.2 m的塌陷坑，10號～11號墩之間也出現了一條貫通裂縫。

1.3 勘察情況

金家溝特大橋磚廠滑坡位于安康地區石泉縣與漢陰縣交界處池河鎮良田村一廢棄磚廠附近，近似“簸箕”形狀，滑坡后緣圈椅狀形態明顯，清晰可辨，滑坡后壁坎高約1 m，滑坡體自然坡度10°～14°，沿路線方向寬130 m～150 m，主軸方向長120 m～130 m，滑動方向S20°W，與路線夾角86°。滑體物質主要以膨脹土為主。據了解附近村民：該滑坡由于磚廠取土，2011年下半年雨季過后滑動，磚廠上部廠房出現滑動，高處可見1 m寬滑縫，隨即當地部門禁止磚廠在滑坡下部挖土燒磚，磚廠被關閉。2014年8月份，9月份雨季當地村民發現鐵路山下一側玉米地出現開裂，磚廠房上部邊坡又出現滑動。此次滑動，災害較重。2015年幾乎未動，2016年也未見滑動。

為查明良田村磚廠滑坡目前發展程度及其對陽安二線金家溝特大橋的影響，2016年9月18日～2016年9月19日，陽安二線配合施工指揮部組織人員現場勘察，采取訪問調查、地面調繪、鉆探揭示等綜合勘探方法進行補充勘察。

2 病害原因分析

因強降雨、良田磚廠滑坡向上牽引發展，導致了邊坡蠕滑、地表拉裂，引起了金家溝特大橋10號～11號墩護坡出現下沉裂縫。

2.1 強降雨

該地區降雨主要集中在6月份～9月份，降雨量大且集中，雨水從裂隙滲入土體及片巖風化裂隙，形成季節性潛水面，對膨脹土、片巖風化層層侵蝕、浸潤嚴重，大大降低了巖土體的強度，對坡體穩定極為不利。

2.2 良田磚廠滑坡的牽引發展

增建二線位于池河二級階地后緣斜坡地帶，坡面覆蓋膨脹土，地方磚廠在斜坡坡腳處取土，破壞了該段斜坡的穩定性，加之強降雨作用，導致山體滑塌。

DyK284+410.15～DyK284+640.15段線路右側磚廠滑坡整治變更是原磚廠滑坡由于前期磚廠挖土切坡致使坡腳不穩定，加之連續強降雨后土體穩定性被破壞，導致滑坡迅速發展危及鐵路安全而引起。

3 邊坡(滑坡)穩定性計算

3.1 滑坡參數反算

GDyK284+500～GDyK284+600段線路位于金家溝良田村磚廠滑坡影響區后緣斜坡地段，表層覆蓋有第四系地層，受磚廠滑坡牽引，二線附近存在地表拉張裂縫，存在潛在滑動面，目前處于欠穩定狀態(臨界穩定狀態)，進一步發展，可能引起斜坡整體失穩；不考慮地震、降雨、動荷載的影響，根據現場鑒定的滑面(帶)以及土工試驗初步成果，以穩定性系數Fs=1.0進行反算，得到滑帶參數值如表1所示。

表1 滑帶參數值

3.2 滑坡計算參數的確定

根據補充勘察的土工試驗數據進行的穩定性分析和反算情況，與目前病害現狀十分吻合，最終確定滑坡推力計算采用的土體物理力學指標為：表層砂質黃土(0 m～5 m)c=10 kPa，φ=15°；土石分界面軟塑帶c=8 kPa，φ=11°。

3.3 滑坡推力計算

根據本病害特點，根據滑面及所確定的滑帶土物理力學參數(滑坡計算采用巖土體物理力學指標：膨脹土：γ=18 kN/m3，C=14 kN/m2,φ=8°；巖：γ=22 kN/m3，C=4 kN/m2,φ=10°)安全系數采用K=1.25，計算出滑坡推力采用235 kN/m，以此進行抗滑樁設計。

3.4 鋼筋混凝土抗滑樁設計

樁設計荷載為滑坡推力,附加安全系數K=1.25，荷載分項系數K=1.35。

按最不利斷面進行樁體內力計算，擬定樁長16 m，樁設計采用極限狀態理論，錨固段位于片巖夾灰巖，內力按“K”法計算，地基系數K=80 000 kPa/m3，樁底支撐條件：

通過數學求解得到樁的剪力及彎矩圖：最大彎矩=12 436 kN·m，距離樁頂9.8 m；樁最大剪力=2 506 kN，距離樁頂8 m，如圖1所示。

4 滑坡病害整治

針對磚廠滑坡發展情況，為確保二線及既有線運營安全，經研究討論后確定在DyK284+410.15～DyK284+640.15段線路右側10 m位置處采用抗滑樁進行抗滑移處理。

1)為保證金家溝大橋橋墩的安全穩定，于6號～13號墩右側10 m處設抗滑樁進行加固。橋墩墩位處2根樁間距4.7 m，其余橋墩間樁間距采用7.0 m，共計設置36根樁。

2)樁截面采用1.5 m×2 m，樁長：1號～13號、29號～36號樁樁長13 m，14號～28號樁樁長16 m，采用C35鋼筋混凝土現澆。

3)樁間上部2 m靠線路側設4.2 m和6.5 m長的擋土板，擋土板厚度0.4 m。擋土板采用C35預制鋼筋混凝土現場吊裝。安裝樁間板的臨時開挖邊坡按1∶0.5開挖，為防止樁間板下沉，于樁間板底設0.5 m寬，0.2 m厚的混凝土基礎。

4)樁頂擋土板臨時開挖后，采用C組填料回填密實，地表0.5 m采用三七灰土封閉。

5)樁在開挖過程中，設C25鋼筋混凝土護壁，厚度0.2 m，地面以上0.5 m范圍設1.0 m高鎖口。安裝擋土板之前應拆除受影響范圍內的樁后的鎖口、護壁。

6)每根樁沿樁身對角線方向預埋4根外徑57 mm，壁厚3 mm的鋼管作為檢測孔，沿樁身通長布設，檢測管高出樁頂0.3 m。

7)整治效果：本段工程于2016年8月13日正式開工，首先施工的是橋梁墩臺附近的第一批4號，6號，8號，10號，14號，16號，19號，21號，24號，26號，29號，31號，34號，36號抗滑樁，第一批樁抗滑樁也于10月8日施工完畢，第二批1號，3號，5號，7號，9號，11號，13號，15號，17號，20號，23號，25號，27號，30號，32號，35號樁于11月27日施工完畢，第三批2號，12號，18號，22號，28號，33號樁于12月25日施工完畢。

當第一批樁施工完畢后，根據監測數據顯示，墩臺附近的裂縫日位移變化量已由最初的5 mm逐漸趨于0 mm，并在以后的連續6 d的觀測值分析，裂縫已無變化。

病害整治工程于2016年12月29日完工。

在建設、設計、施工、監理等部門的精心合作下，該滑坡病害工程的整治達到了理想的預期效果。

5 結語

1)近年來地球氣候復雜多變，陜南地區較易形成極端天氣，連續降水對地質條件、地層巖性物理力學性質指標的影響，在工程設計中應充分研究和注意。

2)運營線路上病害發生后及時采取全天候現場值守、變形監測、做好臨時防排水等應急措施，對保證線路運營安全是十分必要的。

3)病害整治措施應結合病害發展情況，現場地形、交通條件、工期等因素進行多作業流程的合理安排。

4)工程設計中應充分重視不良地質的復活、擴展因素，工程支擋措施應超前考慮，防范未然，確保工程實施過程中不發生新的次生病害。

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