朱建華
(云南南方地勘工程總公司,云南 大理 671000)
南澗彝族自治縣位于云南省西部,大理州南部。地處東經100°06'~100°41'、北緯24°39'~25°10'之間。從現場勘查情況來看,隨著近年云南省西部地區區域經濟發展擴大、人口增加,該沖溝排水量逐年增大,加之滑體結構松散,加快了滑坡前緣掏蝕,局部前緣陡坎高達4m~5m,陡坎后部滑體逐漸失穩變形。
滑坡長82m,前緣剪出口與后緣高差約24m,地形坡度15°~30°,植被稀疏,欠發育,為滑坡的形成創造了空間條件。
工程區雨季常有連續性降雨及暴雨,且雨季較長,增大了山坡巖土體的重度,同時降低其強度。地表水及坡體內地表水入滲,軟化滑帶。洪水沖刷滑坡前緣沖溝,溝床淘蝕下切嚴重,逐步釋放坡體應力。大氣降雨是引發地質災害發生的主要因素之一。
根據研究區東側滑坡區的特點,在穩定性分析和上述方案初步論證的基礎上,地質災害治理思路主要采用:抗滑樁對滑坡推力進行支擋保護滑坡后部居民財產和生命安全。
治理工程采用“抗滑樁作為主體防治工程,輔以地表截排水溝綜合治理”方案,在該綜合治理方案的基礎上擬選兩種方案進行比選,原因如下分析。
根據滑動推力計算結果,剩余下滑力最大位置為滑坡中前部,滑坡前部地形相對平緩,后部稍陡,剩余下滑力從中前部至前緣逐漸遞減,抗災能力逐漸增強,另外該研究區域發生地質災害威脅對象全部集中在滑坡中后部,即5-5剖面至后緣段,因此本次根據保護對象及下滑力空間分布提出兩套治理方案。
擬治理方案A除在5-5剖面附近設排樁外,另在滑坡前緣沖溝陡坎段處設置擋土墻工程。為防止地表水從滑坡后緣入滲及防治滑坡前緣沖溝繼續淘蝕下切,擬在滑坡后緣段修建排水溝,從滑坡西北側緣已有排水溝處起,沿滑坡前緣沖溝段修建排水溝。
擬治理方案B采用雙排樁方案,即除在5-5剖面設置排樁外,根據下滑力空間分布情況,另在6-6剖面附近剩余下滑力最大處再設置一排樁,截排水溝工程同方案A。
兩方案具體設計思想和工程布置分別如下。
根據場地特征、場地變形情況、下滑力分布和保護對象分布情況,方案A工程布設為:在保護對象前,沿5-5′剖面附近設置一排抗滑樁,以保護受威脅對象;在滑坡前緣沖溝剪出口段,沿著滑坡前緣沖溝陡坎設置擋土墻,以阻擋滑坡前部蠕滑及前緣陡坎繼續垮塌,造成滑坡前緣抗滑力降低,繼而造成滑坡應力釋放,另外擋土墻還能防止樁間土流出。由于長蟲街無排水系統,地表水易流至滑坡區及從滑坡后緣入滲,另外防止滑坡前緣沖溝繼續淘蝕,從滑坡西北側緣已有排水溝處起,沿滑坡前緣沖溝段修建排水溝,排水溝共兩段,總長285.4m。
(1)支擋工程。根據保護對象,在滑坡中部沿5-5′剖面附近設抗滑樁,根據滑坡各縱剖面推力情況和橫剖面滑面埋深情況,分2種樁型設置(分別為A型、B型抗滑樁)其中:A型抗滑樁共6棵,設計推力300KN/m,樁長8m,截面尺寸為1.5m×2.0m;B型抗滑樁共8棵,設計推力400KN/m,樁長10m,截面尺寸為1.5m×2.0mm,抗滑樁共計14棵。
(2)擋土墻工程。擋土墻工程布設于滑坡前緣剪出口沖溝陡坎段一線,采用重力式擋墻,共布設67m,墻體采用C25砼澆筑。
(3)地表排水溝工程.頻發地質災害地段采用預制板進行覆蓋,與滑坡后緣V17處已有暗溝相連接,長149m。排水溝(V18-V31段)從滑坡北西側緣已有排水溝處(V18)開始布設,沿坡面沖溝布設至滑坡前緣沖溝下游,長約136.4m,溝體統一采用C25砼澆筑。
方案A治理效果:由于本次治理滑坡規模較小,縱向長度相對較短,排樁設置于滑坡中部受保護對象前沿,且與滑坡前緣擋土墻形成聯合支擋,對該滑坡整體穩定及保護受威脅對象直接、有效;擋土墻的設置,能防止滑坡前緣陡坎繼續垮塌,保護溝岸,防止樁間土溜出,與抗滑樁形成聯合支擋。長蟲街無有效排水系統,地表水匯流至滑坡后緣地表,最終匯入滑坡前緣沖溝,排水溝能防止地表水流至滑坡區及從滑坡后緣入滲,避免地表水四處散流,防止沖溝繼續下切,減少水土流失。
根據場地特征、場地變形情況、下滑力分布和保護對象分布情況,方案B工程布設為:在滑坡中部5-5′剖面設置第一排(上排)抗滑樁,以支擋樁后部滑體推力并保護受威脅對象;在滑坡前部下滑力最大處沿著前緣6-6′剖面設置第二排(下排)抗滑樁,以阻止滑坡中前部滑體蠕滑。由于長蟲街無排水系統,地表水易流至滑坡區及從滑坡后緣入滲,另外防止滑坡前緣沖溝繼續淘蝕,因此從擁翠鄉政府大院附近沿長蟲街至滑坡后緣段修建排水溝,從滑坡西北側緣已有排水溝處起,沿滑坡前緣沖溝段修建排水溝,排水溝共兩段,總長293m。
(1)抗滑樁支擋工程。根據穩定性與推力計算分析,于滑坡后部沿著5-5剖面設置第一排抗滑樁,于滑坡前緣附近沿著6-6剖面設置第二排抗滑樁,根據滑坡各剖面推力情況和滑面埋深情況,共分3種樁型設置(分別為A型、B型及C型抗滑樁)。其中:
第一排樁:共14棵樁。A型抗滑樁共6棵,設計推力200KN/m,樁長8m,截面尺寸為1.5m×2.0m;B型抗滑樁共8棵,設計推力400KN/m,樁長10m,截面尺寸為1.5m×2.0m,抗滑樁均為C30鋼筋混凝土結構。
第二排樁:共13棵樁。A型抗滑樁共5棵,設計推力200KN/m,樁長8m,截面尺寸為1.5m×2.0m;C型抗滑樁共8棵,設計推力200KN/m,樁長10m,截面尺寸為1.5m×2.0mm,抗滑樁均為C30鋼筋混凝土結構。
(2)排水溝工程。同方案A。
方案B治理效果:第一排樁設置于滑坡中部附近,不僅能減小第二排樁的設計推力,而且能有效保護樁后部房屋;第二排樁設置于前緣陡坎上側,能有效支擋滑坡剩余下滑力,避免推力傳遞到剪出口,相較方案A能減少開挖,保持生態及地形原貌。長蟲街無有效排水系統,地表水匯流至滑坡后緣地表,最終匯入滑坡前緣沖溝,排水溝能防止地表水流至滑坡區及從滑坡后緣入滲,避免地表水四處散流,防止沖溝繼續下切,減少水土流失。
云南西部地區地質災害發生規模較小,治理方式相對單一,主要依靠抗滑支擋或削方減載等常規措施,南澗縣東側滑坡為其中較為典型代表。該滑坡位于擁翠鄉集鎮中心,且設計工況下穩定性較差,導致下滑力較大的特點,現今技術條件下,為達到治理滑坡災害及保護該地區居民生命財產安全的目的,較為穩妥的實施方案主要為抗滑樁支擋。因此,本次治理設計方案擬定時,兩種方案均以抗滑樁支擋為主,輔以其它手段。
下面分別從工程技術角度、施工條件、工程安全性和工程造價等幾個方面對方案A、方案B進行比選。
(1)從工程技術角度出發,方案A為單排抗滑樁+擋土墻+截排水溝,方案B為雙排抗滑樁+截排水溝,方案A中抗滑樁數量相對較少,且擋土墻施工技術相對簡單。因此,從工程技術角度出發,方案A略優于方案B。
(2)從施工條件出發,兩方案均需修簡易施工便道,對現狀地貌、植被均有一定的破壞,方案A抗滑樁及擋土墻位置占用耕地較少,破壞較??;方案B的下排抗滑樁施工時,需增加施工便道,且占用部分私人宅基地,易引發糾紛。相對而言,方案A較方案B要略好。
(3)從工程安全性出發,方案A單排樁布設在保護對象前沿一線與滑坡前緣擋土墻形成聯合支擋對滑坡整體穩定見效快,安全性高;方案B雙排樁的設置雖對滑坡整體穩定有效,但對前緣陡坎缺乏有效支擋,長期來看陡坎會因降雨造成局部垮塌,繼而造成樁前抗力減弱,另外樁間土溜出也存在一定安全隱患。故長遠來看方案A較方案B要安全。
(4)從工程造價角度出發,方案A概算總投資為279.85萬元;方案B概算總投資為293.54萬元,方案A相對較經濟。
綜合考慮以上四個方面的因素,兩方案都具有可行性,方案A略優于方案B,工程技術、施工條件相對簡易,安全性較可靠,由于滑坡位于擁翠鄉集鎮中心,經濟投資相對合理,因此推薦方案A作為政府駐地東側滑坡地質災害治理工程的綜合治理方案,即“單排抗滑樁工程+擋土墻工程+截排水溝”方案。