陳 飛, 柳開彥, 李 俊*, 張月峰, 孫 琿
(1.昆明理工大學,云南昆明 650031;2.云南地質工程第二勘察院,云南昆明 650217)
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山體滑坡綜合治理方案及施工技術
陳 飛1, 柳開彥2, 李 俊1*, 張月峰1, 孫 琿2
(1.昆明理工大學,云南昆明 650031;2.云南地質工程第二勘察院,云南昆明 650217)
云南省普洱市瀾滄縣糯福鄉滑坡治理工程主要采用地表排水工程+懸臂式抗滑樁+擋土板的綜合治理方案對滑坡體進行治理,結合滑坡治理過程中的施工經驗,對排水溝、抗滑樁、擋土墻等滑坡治理工程的施工技術方法進行了分析總結,并利用監測技術分析滑坡體穩定性,檢驗施工技術和施工工序的合理性,為工程的治理效果提供科學依據。
山體滑坡;治理方案;施工技術;抗滑樁
我國是世界上滑坡地質災害最為嚴重的地區之一[1],其中云南省地質條件復雜且滑坡地質災害頻發,嚴重威脅居民的生命和財產安全,因此對不穩定斜坡及時高效的治理非常重要。滑坡的治理一般選擇滑坡即將發生或已經發生而暫時穩定的情況下開始,而此時滑坡體處于一種臨界狀態,施工具有一定的危險性,絕大多數滑坡治理方案都需要貫徹“治坡先治水”的精神,各種方案的不同布置形式對結構體系受力有重要影響[2-3]。因此滑坡治理中提前擬定綜合治理方案,選用合理、高效的施工技術,保證施工的安全和質量是至關重要的。筆者結合云南省普洱市瀾滄縣糯福鄉滑坡治理的經驗,對其綜合治理方案和施工技術方法進行總結和分析。
工程治理項目位于云南省普洱市瀾滄縣糯福鄉,滑坡區為切割中低山地貌,自然坡度15°~35°,總體屬陡坡地形。滑坡體體積5.08×105m3,滑坡體平均厚度為10 m,糯福鄉街道水泥路面已變形開裂,出現大量北東向地裂縫,部分房屋發生嚴重變形;滑坡體兩側雁狀裂隙明顯發育,原有擋土墻局部發生剪裂。此次治理區為大滑坡體北側斜坡頂部產生的H1、H2、H3小型滑坡體,體積5.83×104m3,滑坡體嚴重威脅鄉政府駐地和街道房屋的安全(圖1)。
滑坡體處于川滇經向斷裂帶中,新構造活動頻發,區域地殼穩定性差,地層巖性隔水性差并且松散、軟弱易滑動,滑坡整體處于不穩定狀態,存在較大安全隱患,必須及時采取高效的治理措施,配合良好的施工技術,對不穩定斜坡進行治理。本著保護生態環境,減少水土流失,合理規劃利用場地的原則,并充分考慮施工工序和各部分工程之間的聯系,來擬定綜合治理方案和施工技術方法。
目前可供采用的邊坡加工措施很多,有削坡減災技術、排水與截水工程、錨固措施、混凝土抗剪結構措施、支擋措施、壓坡措施和植被框格護坡、護面等[4]。根據踏勘資料和鉆孔揭露情況,此次滑坡治理采用截(排)水工程、抗滑工程和加固工程等滑坡綜合治理方案。
截(排)水工程:此次工程共設計施工6條(截)排水溝,整體分布為2橫4縱,在整個大滑坡體上形成簡單的疏、排水網。在滑坡體后緣設計東西向排水溝,全長158.7 m,排水截面面積0.3 m×0.3 m;由此排水溝的終點沿不穩定斜坡西側設計排水截面面積分別為0.4 m×0.4 m和0.6 m(深)×0.5 m(寬)2條首尾連接的排水溝,總長278.1 m;沿不穩定斜坡東側設計2條連續排水溝,排水截面面積分別為0.4 m×0.4 m和0.6 m(深)×0.5 m(寬),總長271.8 m,在居民耕地下方沿不穩定斜坡設置排水截面面積0.4 m×0.4 m橫向排水溝,用于截斷頂部居民生活生產用水,排入東西兩側排水溝,長度為319.3 m。
抗滑樁:為能夠同時兼顧填土產生的變形及避免不穩定斜坡變形造成抗滑樁失效,滑坡體H1、H2、H3均采用懸臂樁,根據滑坡體的特征分別采用不同類型懸臂樁(表1)。
擋土板:在懸臂樁直接設置擋土板106塊,A型抗滑樁擋土板47塊(4.4 m×0.3 m×0.5 m)、B型抗滑樁擋土板24塊(4.1 m×0.3 m×0.5 m)、C型抗滑樁擋土板35塊(4.1 m×0.3 m×0.5 m)。
3.1 排水工程施工技術與方法
3.1.1施工工藝流程。測量放線→基礎開挖→驗槽合格并辦理簽證→漿砌石→砂漿抹面→驗收。
3.1.2施工技術與方法。首先按設計圖紙進行排水溝拐點的測量,做出標記用工程線連接拐點作為開挖參照線,測量時平面位置偏差應控制在±100 mm內;基槽開挖采用分段、分型方法開挖,開挖斷面尺寸允許偏差±30 mm,平緩段縱坡降不低于5‰;排水溝砌筑采用坐漿砌筑法和分層砌筑法,砌筑排水溝基礎時選用未風化、表面干凈的片石,直接鋪于砂漿之上,稱為坐漿砌筑法,砌筑分層高度應控制在10~15 cm(2層臥片石)。分層與分層間的砌筑砌縫應大致找平,每層坐漿砌筑完成后應對空隙處進行砂漿充填飽滿,后用灰刀或者搗棒插實,再用小石塊填塞緊密,依此方法循環砌筑。

圖1 瀾滄縣糯福鄉政府駐地不穩定斜坡治理工程布置

表1 滑坡體采用抗滑樁參數
砌筑時,應長短相間并與里層石塊緊咬,石塊應交錯、坐實擠緊,尖銳凸出部分應清理敲除。待砌平排水溝底部后再砌排水溝兩邊,砌筑底部時注意留出一些片石伸入排水溝兩邊作為拉結石,保證整個排水溝形成一個整體,同時保證溝壁與溝底應平順、整齊,無折坡、裂縫與空鼓現象。排水溝砌筑過程中如果遇到較陡地段時應采用臺階形式,以消耗水流對排水溝的沖擊力。
3.2 抗滑樁施工技術與方法
3.2.1施工工藝流程。測量放線確定樁位及高程→開挖第1節樁孔土方→支護壁模板、鎖口模板、護壁鋼筋制安→檢查樁位(中心)軸線→澆筑鎖口和第1節護壁混凝土→架設垂直運輸架→安裝卷揚機→安裝吊桶、照明、活動蓋板、水泵、鼓風機等→開挖吊運第2節樁孔土方→安裝第2節護壁模板及護壁鋼筋制安→檢查樁位(中心)軸線→澆第2節護壁混凝土→往下循環作業→挖至孔底→檢查驗收→鋼筋籠制安→支地面以上模板→檢查驗收→放混凝土溜筒或導管→澆筑樁身混凝土→拆模養護→驗收(圖2)。
3.2.2施工技術與方法。
3.2.2.1 定位測量。使用測量儀器(全站儀、鋼卷尺等)精確放出每根樁位中心點,然后用鋼尺按照圖紙定出樁孔的4個角,用工程線連接4個角點作為開挖尺寸線,并向四周外延2 m用木樁設置控制點,便于開挖過程中隨時進行樁位校核,樁位允許偏差為±100 mm。
3.2.2.2成孔開挖。開挖前做好通訊、照明、排水和防掉塊、防坍塌工作。根據樁位開挖線采用人工挖孔,鎖口尺寸上部50 cm按設計樁徑1.2 m×1.5 m和1.5 m×2.0 m分別外擴50 cm,護壁尺寸設計樁徑1.2 m×1.5 m和1.5 m×2.0 m分別外擴20 cm,開挖深度一般1.0~1.2 m/節。施工順序為先兩端后中間隔1樁或2樁跳樁開挖,挖土次序為先中間后周邊從上往下逐節開挖,棄土裝入碴石籮筐內提升至地面運至指定地點堆放。若遇中等風化基巖,可采用風鎬作業,嚴禁爆破。
3.2.2.3孔壁支護。開挖好一節樁孔,進行孔壁清理,驗收合格后按設計要求及時綁扎連接鎖口和護壁鋼筋。在直筋下端間隔一根做成彎勾連接上下兩節護壁,直至孔底,使整根樁體護壁連續,提高施工安全性;鋼筋制安檢驗合格后,采用木模拼裝進行模板安裝,木模用撐桿加固,模板安裝軸線和內部尺寸允許偏差±20 mm,平整度±5 mm;模板安裝驗收合格后,根據C25普通砼配合比設計實驗報告,及時澆筑護壁并搗實。澆筑完畢并養護24 h后方可拆模進行下一節的開挖,自上而下循環施工至設計樁底標高。3.2.2.4成孔檢查。樁孔開挖至設計深度,進行樁底沉渣 清理,樁底需平整或略向山里傾斜,不得有超厚松渣、稀泥等擾動軟土層,殘留土石或泥漿厚度不得大于10 mm,孔深不小于設計要求,樁徑允許偏差為±50 mm,垂直度偏差小于0.5%。3.2.2.5樁身鋼筋籠。按設計要求進行鋼筋籠制安,主筋采用直螺紋套筒連接,箍筋采用雙面搭接電弧焊,搭接長度不小于對應鋼筋直徑的5倍,把制作好的鋼筋下放至孔內按照設計進行安裝,主筋和箍筋間距、砼保護層厚度允許偏差±10 mm。每個鋼筋籠縱向2~4 m設置定位筋,每個斷面設4~8根定位筋。
3.2.2.6混凝土澆筑。根據C25普通混凝土配合比設計實驗結論,采用攪拌機在孔口按計量進行拌和,通過串筒或導管直接輸送至孔底,串筒或導管底端距孔底高度不大于2 m,防止混凝土離析。砼用水應是清水無腐蝕性,粗骨料抗壓強度大于30 MPa,細骨料為干凈的中、粗砂,含泥量小于3%,水泥無受潮結塊。砼澆筑入模溫度不低于5 ℃,不高于30 ℃,連續灌注0.5~1.0 m,應插入振動棒振搗密實一次,連續一次性澆灌成樁。
3.3 擋土板施工技術與方法
3.3.1施工工藝流程。支模板→制作鋼筋→澆筑→拆模→養護→驗收。
3.3.2施工技術與方法。①擋土板主要布置在抗滑樁背面地面以上的懸臂樁段。②擋土板采用預制場集中預制,達到設計強度后,運輸至工地,運輸和吊裝時應當避免強烈震動,防止擋土板破損。采用吊車進行吊裝,每完成1.5 m高后及時回填土方。
監測工程可以在滑坡防治前,及時掌握滑坡變形動態,預測滑坡體的穩定性和變形發展趨勢,為防治設計提供科學依據。在防治工程施工期,通過監測確保防治工程的施工安全,并反饋防治施工方案設計,指導合理的施工工序和工藝。在治理結束后,檢驗滑坡防治工程效果[5]。
監測方法:在滑坡防治前主要采用人工巡視方法,對地表裂縫和地表變形進行定樁和畫線監測;施工過程中和施工完成后借助測量儀器和壓力盒對H1、H2、H3滑坡抗滑樁進行位移和側向應力監測。
施工期間對滑坡裂縫、地表變形、治理工程等采取儀表測量、地表巡視檢查2種監測方法對施工區進行監測,遇降雨或位移大的時段實行24 h巡視,在斜坡裂縫、地表變形處、建筑物和在建工程處設置觀測點,用畫線和釘樁的方式做好標記。在施工完成后,對地表變形和建筑物觀測點可以停止觀測,地表裂縫在裂縫夯填或坡面修復后可停止觀測。
竣工后對施工工程進行持續監測,在3個滑坡體抗滑樁頂中心,保留6個位移監測點,在抗滑樁受力面(抗滑樁底面以上0.5 m樁后)保留3個壓力盒,監測抗滑樁的位移和側向應力,位移監測周期和頻率一般為前3個月每月2次,以后每月1次,雨季加密觀測,監測周期為竣工后1個水文年;側向應力監測周期和頻率為:施工完成后前3個月,每星期監測1次,3個月后,旱季每月監測1次,雨季、防治工程施工期等情況下應加密監測,每月監測2次,若遇到地震,則應對震后進行監測,監測年限為10年。
通過分析匯總施工期間工程監測數據,表明施工期間工程安全是有保障的,施工方案和施工技術方法是切實可行的。
結合滑坡體治理施工經驗,該研究分析總結了一套包括滑坡綜合治理措施和工程施工技術的滑坡工程治理體系,并歸納了以下建議,希望對以后類似工程有所裨益。
(1)滑坡形成同時受構造、水文、地層巖性以及人類活動等諸多因素的影響,因此在擬定治理方案時相應提出地表排水工程、抗滑加固工程等綜合工程治理措施。
(2)施工前,應以工程質量和工程治理效果為指標,在施工技術方法和施工工序上進行深入探討,提出合理施工方案。施工期間,應結合實際工程施工情況,調整施工方案,并對各個工程統籌兼顧,協調好工程之間的關系,嚴格把關施工工序,提高工程運營效果。
(3)在施工過程中應對滑坡裂縫、地表變形、治理工程采取儀表測量、地表巡視等方法進行監測,確保施工人員和工程安全;治理完成后對重點工程進行持續監測,及時反饋監測結果,時刻掌握工程動態,檢驗滑坡治理效果。
(4)施工期間,應在保護當地生態環境的基礎上進行施工,施工完成后應盡量還原工程區原始生態環境,可采用土地復墾等治理措施對已經破壞的地方進行治理。
[1] 杜澤.綠春縣登天門景區邊坡工程治理方案研究[J].安徽農業科學,2016,44(7):294-295.
[2] 任粉娥.山體滑坡治理施工方案分析[J].公路交通科技(應用技術版),2011(7):50-52.
[3] 羅麗娟,趙法鎖.滑坡防治工程措施研究現狀與應用綜述[J].自然災害學報,2009,18(4):158-164.
[4] 湯健.紅梅水庫近壩左岸內側山體滑坡穩定分析與治理設計[D].昆明:昆明理工大學,2008.
[5] 夏永忠,易慶林.崩塌滑坡防治施工監測與治理效果[J].中國地質災害與防治學報,2006,17(1):4-8.
Comprehensive Treatment Plan and Construction Technology of Landslide
CHEN Fei1,LIU Kai-yan2,LI Jun1*et al (1.Kunming University of Science and Technology,Kunming,Yunnan 650031; 2.Yunnan Geological Engineering the Second Investigation Institute,Kunming,Yunnan 650217)
Landslide control engineering of Nuofu Village, Lancang County,Pu′er City,Yunnan Province mainly used the comprehensive treatment plan of surface drainage work + cantilevered anti-slide pile + poling board to control the landslide mass.Combining with the construction experience in landslide control,we summarized the construction technique method of drainage channel,anti-slide pile,retaining wall and so on,analyzed the stability of landsliding body by monitoring technology,detected the rationality of construction technology and construction procedure,and provided scientific basis for the governance effect of engineering.
Landslide; Governance scheme; Construction technology; Anti-slide pile
陳飛(1990- ),男,河北保定人,碩士研究生,研究方向:應用構造與工程環境評價。*通訊作者,副教授,博士,從事應用構造與工程環境評價研究。
2016-09-01
U 418.5+5
A
0517-6611(2016)30-0233-03