陜西鳳永高速公路凌豐溝滑坡治理效果分析

馬龍 沈菊梅(甘肅省臨夏公路管理局,甘肅臨夏 731100)

陜西鳳永高速公路凌豐溝滑坡治理效果分析

馬龍 沈菊梅(甘肅省臨夏公路管理局,甘肅臨夏 731100)

隨著西部山區(qū)高等級公路大規(guī)模持續(xù)建設,滑坡及相關地質(zhì)災害日益增多。本文主要針對陜西鳳永高速公路凌豐溝滑坡綜合治理方案、治理特點、治特措施及其治理后效果進行總結(jié)分析,對治理后產(chǎn)生的缺陷及治理過程中發(fā)生的不可預見情況進行了綜合分析說明。對同類滑坡治理工程有一定的借鑒作用。

凌豐溝 滑坡治理方案 滑坡治理效果

鳳永高速公路為銀川至武漢高速公路網(wǎng),陜西境內(nèi)鳳翔路口至永壽段。計算行車速度為100km/h,路基寬度為26m,平均填土高度6．5m。S4K119+700—S4K120+700段滑坡,位于位于永壽縣渡馬鄉(xiāng)境內(nèi)的凌豐溝左岸黃土梁邊斜坡地帶,該滑坡由兩個相鄰的古滑坡組成,均為巨型黃土滑坡。圖1為該滑坡平面示意圖。

該段設計線路位于古滑坡后部,主要以填方或半填半挖形式通過。圖2為該滑坡體治理設施橫斷面示意圖。

1 滑坡穩(wěn)定性分析

1.1 工程地質(zhì)條件

凌豐溝滑坡古滑坡后緣呈圈椅狀地形,滑坡平臺與黃土梁表面形成巨型陡坎,高差60～80米,坡度45～60度。滑坡體輪廓清晰,滑坡物質(zhì)由黃土狀土和沖洪積亞粘土組成,古滑坡可分為Ⅰ、Ⅱ兩個滑坡體,其中位于南側(cè)的Ⅰ號滑坡體,寬約500米,長550米,滑坡體厚度13．1～43．6米,總體積約450萬方;北側(cè)的Ⅱ號滑坡體寬約320米,長280米,滑坡體厚度10～28．5米,總體積約180萬方。兩個古滑坡后期均分解產(chǎn)生次級滑坡,Ⅰ號古滑坡中前部形成了兩個次級滑坡(編號為Ⅲ、Ⅳ),其中Ⅳ號滑坡體寬約240米,長280米,滑坡體厚度13～21米,總體積約75萬方;Ⅱ號古滑坡中前部形成Ⅴ號次級滑坡,寬約350米,長280米,滑坡體厚度10．7～26米,總體積約100萬方。滑坡區(qū)內(nèi)地下水豐富,水位埋深2～18米,水力坡度8．8%～13．8%,在Ⅴ號滑坡體中有泉水滲出。

圖1 凌豐溝滑坡平面示意圖

圖2 凌豐溝滑坡治理橫斷面圖

1.2 穩(wěn)定性計算

根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》推薦的滑坡穩(wěn)定性計算公式計算本滑坡的穩(wěn)定系數(shù)。

其中

式中:Fs—穩(wěn)定系數(shù);

wi—第i塊段滑體所受的重力(kN/m);

Ri—作用于第i塊段的抗滑力(kN/m);

Ti—作用于第i塊段的滑動分力(kN/m);

ci—第i塊段土的粘聚力(kPa);

Li—第i塊段滑動面長度(m)。

滑坡推力計算公式為:

式中:Ei—第i塊剩余下滑力(kN/m);

Ei-1—第i-1塊剩余下滑力(kN/m);

k—安全系數(shù);

其余參數(shù)同前。

其中S4K119+900～S4K120+180段古滑坡處,擬設高速公路以路堤形式通過,中心填土高度13．7米,填土方量200～620m3/m,對該段滑坡體穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響,經(jīng)穩(wěn)定性分析計算,Ⅱ號滑坡體穩(wěn)定系數(shù)降為1．06,小于規(guī)范要求,安全系數(shù)取1．25時,剩余下滑力2550KN/m,故需采取一定的治理措施,以保證滑坡路段路基穩(wěn)定。根據(jù)滑坡特征及路線設計情況,制定了堆載反壓+抗滑樁支擋的綜合治理方案。

1.3 穩(wěn)定性評價

根據(jù)現(xiàn)場地表調(diào)查,該段古滑坡均未發(fā)現(xiàn)近年來的變化活動跡象,表明其已處于穩(wěn)定狀態(tài),滑坡勘察報告中,兩處古滑坡整體均處于穩(wěn)定狀態(tài),計算穩(wěn)定系數(shù)為1．27～1．33。三個次級滑坡亦處于整體穩(wěn)定或基本穩(wěn)定狀態(tài),計算穩(wěn)定系數(shù)為1．19～1．21,計算結(jié)果與定性認識相符地。

2 綜合治理措施

2.1 堆載反壓

反壓范圍設在起訖樁號S4K119+975～S4K120+200段線路左側(cè)約160米,因該段道路主要以路堤形式通過,反壓土方720～1540m3/m,共計堆載反壓填方260000m3。反壓區(qū)邊坡為1:1．5～1:2,反壓平臺寬為2～3m,每個平臺都帶有像外5%的橫坡,以便反壓區(qū)雨水排除。反壓區(qū)需臨時占用土地38．9畝,反壓區(qū)平臺復懇21．5畝。

2.2 抗滑樁

抗滑樁設置于路基中線左側(cè)約160m處的反壓區(qū)坡角,段落起訖樁號S4K120+025～S4K120+229段,共計35根,樁體采用2．0×3．0m鋼筋混凝土,樁間距6米,單根樁長24m,全樁采用挖孔工藝,并設C20鋼筋混凝土護壁。

2.3 地下排水設施

在原地表布設六道1．2×1．5m滲水盲溝,其中四道垂直路線方向,兩道位于天然沖溝內(nèi),兩道位于坡面中部;另外兩道沿路線方向布設,共計1450m。

3 施工中出現(xiàn)的問題

3.1 抗滑樁護壁施工中樁身截面發(fā)生了移位

32#、35#抗滑樁在樁身開挖并澆注鋼筋混凝土護壁施工中分別在離樁底16m、7m位置處出現(xiàn)了護壁開裂并在孔壁土側(cè)壓力作用下向樁身截面位移,位移量為4cm和15cm。

3.2 移位抗滑樁處理措施

對于32#樁將侵占樁身截面的護壁部分用風鎬鑿除,將剩余部分用方木水平支撐加固,然后制安樁身鋼筋,澆注混凝土到支撐位置后將水平方木拆除。

對于35#樁,將產(chǎn)生位移的護壁全部鑿除,并將原護壁位置處的鋼筋加密后重新澆注混凝土護壁,保證樁身截面的尺寸及樁身鋼筋位置的準確性。為了保證新澆注混凝土在強度形成之前施工過程中的安全,在澆注混凝土護壁過程中采用邊澆注邊支撐的加固措施,在護壁混凝土形成一定強度后,制安樁身鋼筋前拆除全部支撐。

4 通車后處理效果分析及認識

4.1 總體處理效果

根據(jù)交工通車后的運行來看該段古滑坡處理是一個非常成功的案例,在處理路段無路基下沉及滑坡活動的任何跡象。路面通行效果良好。

4.2 發(fā)生的缺陷及原因分析

在路面工程完工交工通車一年后,在S4K119+975～S4K120+025段左幅路中央產(chǎn)生了一條了寬約3cm的縱向裂縫。發(fā)生裂縫缺陷后第一時間對裂縫進行了瀝青灌注。在現(xiàn)場進行了詳細查勘,并對該滑坡路段具體施工進行了細致的分析。以便為下一步缺陷完善處理提供有力的技術指導。

通過對裂縫產(chǎn)生的各項原因分析。認為發(fā)生裂縫的主要原因有兩條,第一條為該段進行了堆載反壓增加了該段路基的自重。第二條是該段沒有抗滑樁支撐。設計上抗滑樁設計范圍為S4K120+025～S4K120+229段。裂縫產(chǎn)生的原因也是方方面面各種因素在不利條件下造成的。故造成裂縫的次要原因也有,如地表水排除不暢或地下水下滲至路基滑動面;也有施工中的一些原因,如改變該段路基填料采用比原設計比重大的材料填筑,就會增加該段路基自重,導致路基失穩(wěn),從而產(chǎn)生微小的滑動或沉降,在路面上就會反應為裂縫。

5 結(jié)語

根據(jù)通車后該滑坡段道路的使用情況分析,總體上來講凌豐溝滑坡綜合治理,取得了良好的效果。在該滑坡的處理中,無論是設計單位從治理方案的制定上還是施工單位在現(xiàn)場的施工中,都是比較成功的一個滑坡治理案例。

[1]《西部省際公路通道銀川至武漢線陜西境陜甘界至永壽公路二階段施工圖》.西安:陜西省公路勘察設計院,2005.04.

[2]《巖土工程勘察規(guī)范》[GB50021-2001].北京:2001.