雅中換流站大件運(yùn)輸?shù)缆沸￡P(guān)溝段滑坡特征及治理措施分析

黃建平，朱 軍，任 澤，郭松林，孔 韜，王 林，胡國(guó)強(qiáng)

(1.國(guó)網(wǎng)四川省電力公司，四川 成都 610041；2.國(guó)網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院，四川 成都 610041；3.國(guó)網(wǎng)四川省電力公司建設(shè)工程咨詢分公司，四川 成都 610021；4.四川省通川工程技術(shù)開發(fā)有限公司，四川 成都 610041)

0 引 言

雅中—江西±800 kV特高壓直流輸電工程于2019年8月正式取得核準(zhǔn)批復(fù)文件，該工程建成后，將滿足四川水電豐期外送需求，基本解決棄水問題[1-2]。對(duì)于換流變壓器、電抗器等直流換流站關(guān)鍵高壓電氣設(shè)備，因其價(jià)值貴重且為超限超重大件，屬于電網(wǎng)工程大件運(yùn)輸范疇[3-4]。上述關(guān)鍵高壓電氣設(shè)備的安全準(zhǔn)時(shí)運(yùn)抵，對(duì)整個(gè)特高壓直流輸電工程如期投運(yùn)至關(guān)重要。因此，在大件模擬運(yùn)輸之前，必須對(duì)運(yùn)輸沿線的路橋進(jìn)行改造、加固；同時(shí)，由于邊坡失穩(wěn)形成突發(fā)性滑坡、掩埋公路路基而形成的道路堵塞點(diǎn)，必須采取措施及時(shí)治理，以確保大件運(yùn)輸?shù)缆返耐〞承院桶踩浴?/p>

目前，邊坡防治研究與應(yīng)用已在國(guó)內(nèi)外工程建設(shè)中得到了發(fā)展與完善；國(guó)內(nèi)工程邊坡加固以直接加固為主、輔以間接加固[5-8]。直接加固是指在邊坡外部設(shè)置原位擋墻和重力擋墻支擋土壓力，或在邊坡土體內(nèi)設(shè)置土釘、錨桿等措施改善邊坡受力以達(dá)到加固目的[6-7]；間接加固包含排水防水、地面截水、削坡減載和鉆孔疏干等措施[8]。在實(shí)際邊坡治理工程中，通常應(yīng)在明確邊坡穩(wěn)定性影響因素的基礎(chǔ)之上，采用多種加固措施的綜合治理方案，以加強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性，而不是采取某種單一加固措施的處治方案。

下面以雅中換流站大件運(yùn)輸?shù)缆沸￡P(guān)溝段滑塌整治為例，介紹并分析了該滑坡體總體狀況及變形現(xiàn)狀，結(jié)合大件運(yùn)輸要求研究確定滑坡最終的臨時(shí)整治方案，以期為同類工程提供參考。

1 工程概況

1.1 小關(guān)溝段滑坡概況

雅中換流站大件運(yùn)輸?shù)缆沸￡P(guān)溝段在2019年上半年有零星滑坡，經(jīng)實(shí)地查勘，認(rèn)為不影響大件運(yùn)輸通行。2019年7月，由于該地區(qū)連續(xù)暴雨，造成該處上體大面積滑坡，將道路全部覆蓋，經(jīng)地方交通部門緊急清理后，僅能保障半幅通行，如圖1所示。在圖1(a)中，所標(biāo)注的實(shí)線即為原路基位置。2019年12月初，地方交通部門明確該滑坡體整治已列入2020年立項(xiàng)計(jì)劃，因暫不影響社會(huì)車輛通行，整治最早將在2021年實(shí)施。2019年12月底，經(jīng)實(shí)地查勘，道路路面寬僅3.2 m(如圖1(b)所示)，大件運(yùn)輸車輛通過至少需道路寬5.2 m，路面已無法滿足大件運(yùn)輸車輛通過。2020年3月初，經(jīng)航拍確認(rèn)，小關(guān)溝滑坡體已進(jìn)一步向下塌方，滑坡體與山體間已形成較明顯裂縫且邊緣清晰可見。

1.2 地形地貌

如圖1所示，該滑坡場(chǎng)區(qū)屬構(gòu)造剝蝕中高山—深切峽谷地貌，地形起伏較大，高差多在300～800 m，地形坡度大，自然坡度多在30°～60°，水土流失嚴(yán)重，斜坡植被稀疏，以零星灌木和農(nóng)作物為主。

1.3 地層巖性

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員踏勘調(diào)查及自然斷面揭示：滑坡覆蓋層以碎石土和塊石土組成，大小不一，級(jí)配較差，呈灰黑色、黃褐色為主，結(jié)構(gòu)松散至稍密，土質(zhì)稍濕至中濕；下伏基巖為中厚層狀砂巖夾炭質(zhì)頁巖。覆蓋層厚度5～10 m，在斜坡坡腳或山脊地帶出露，巖層風(fēng)化嚴(yán)重，構(gòu)造作用明顯，節(jié)理裂隙發(fā)育，表層呈裂隙塊狀、鑲嵌碎裂狀結(jié)構(gòu)，巖層產(chǎn)狀為236°∠47°，屬切向坡體結(jié)構(gòu)。

圖1 小關(guān)溝滑坡區(qū)域地形地貌

1.4 滑坡災(zāi)害變形特征

圖2為小關(guān)溝滑坡區(qū)域示意圖，如圖所示，通過地質(zhì)勘探確定小關(guān)溝滑坡分為H1滑坡和H2滑坡。H1滑坡前緣直抵小關(guān)溝左岸，長(zhǎng)約150 m，平均寬約56 m，滑體平均厚度5～8 m，后緣高5 m，方量約6萬方，為小型土質(zhì)滑坡；H1滑坡時(shí)常有小規(guī)模碎塊石溜滑現(xiàn)象發(fā)生，但目前對(duì)G348國(guó)道影響較小。H2滑坡位于H1滑坡右側(cè)，為危害G348國(guó)道的主要滑坡，目前前緣已掩埋G348國(guó)道3～5 m，并導(dǎo)致以前公路內(nèi)側(cè)采用的掛網(wǎng)噴漿+錨桿的邊坡發(fā)生失穩(wěn)破壞。H2滑坡下部出現(xiàn)局部垮塌現(xiàn)象，特征如下：局部失穩(wěn)坡體坡長(zhǎng)約80 m，寬約28 m，平均厚度8～10 m ，方量約20 000 m3，為小型土質(zhì)滑坡；后緣下挫最大高度約為10 m，后緣壁近于直立，主要由碎石、塊石和粉質(zhì)黏土組成，滑床中下部橫坡坡度約25°～35°，上部近直立，坡表多見松散堆積物淺表層開裂。H2滑坡后緣發(fā)育多條裂縫，最大長(zhǎng)度約15～20 m，寬度10 cm，可見深度0.5～1.0 m，并伴有下挫現(xiàn)象。滑坡穩(wěn)定性結(jié)果顯示，在天然工況下，H2滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨工況下，H2滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

H1滑坡雖為此滑坡面的主要滑坡，但該滑坡直抵小關(guān)溝左岸河道方向，并未威脅到G348國(guó)道，從當(dāng)前情況來看，不會(huì)對(duì)雅中換流站大件運(yùn)輸造成影響。H2滑坡雖然滑體方量較少，但其目前已掩埋G348國(guó)道部分道路，導(dǎo)致車輛半幅通行；同時(shí)由于其在雨季處于不穩(wěn)定狀態(tài)，很可能因雨水沖刷、滲透誘發(fā)更大崩塌。綜上所述，H2滑坡為影響雅中換流站大件運(yùn)輸?shù)闹饕拢谀M大件運(yùn)輸之前，急需對(duì)其進(jìn)行整治。

圖2 小關(guān)溝滑坡區(qū)域

2 大件運(yùn)輸?shù)缆氛卧O(shè)計(jì)方案

2.1 整治設(shè)計(jì)方案及分析

1)設(shè)計(jì)方案1如圖3所示。該方案不處治已掩埋部分G348國(guó)道路基的H2滑坡邊坡，采取在靠近河道的路基外側(cè)設(shè)置浸水衡重式擋墻加寬路基，以使路面寬度達(dá)到大件運(yùn)輸車輛要求。

圖3 設(shè)計(jì)方案1

2)設(shè)計(jì)方案2如圖4所示。該方案在坡腳位置附近設(shè)置三排鋼管樁對(duì)松散堆積體進(jìn)行臨時(shí)加固防護(hù)，并在鋼管樁前緣設(shè)置擋墻加固；清除堆至路基的松散堆積體，恢復(fù)原有路基寬度，以使路面寬度達(dá)到大件運(yùn)輸車輛要求。

3)設(shè)計(jì)方案3是在坡腳位置附近設(shè)置抗滑樁對(duì)松散堆積體進(jìn)加固防護(hù)，清除堆至路基的松散堆積體，恢復(fù)原有路基寬度，以使路面寬度達(dá)到大件運(yùn)輸車輛要求。

圖4 設(shè)計(jì)方案2

2.2 設(shè)計(jì)方案比選確定

對(duì)于設(shè)計(jì)方案1，采用靠近河道的路基外側(cè)設(shè)置浸水衡重式擋墻加寬路基的方法。一是由于擋墻前端接小關(guān)溝橋線形不好，不易接順，無法滿足大件運(yùn)輸對(duì)道路線形的要求；二是外側(cè)加寬路基會(huì)影響河道泄洪，對(duì)公路有嚴(yán)重的安全隱患；三是加寬路基并未解決滑坡問題，滑坡繼續(xù)發(fā)展會(huì)掩埋新加寬路基，也會(huì)影響大件運(yùn)輸通行性。因此，建議不采用方案1。

設(shè)計(jì)方案2、設(shè)計(jì)方案3均可滿足大件運(yùn)輸需求，兩方案對(duì)比如表1所示。對(duì)比設(shè)計(jì)方案2和設(shè)計(jì)方案3在滑坡體處治效果、施工周期等方面的優(yōu)缺點(diǎn)，并考慮到2020年5月底進(jìn)行模擬大件運(yùn)輸而導(dǎo)致的小關(guān)溝段滑塌整治施工周期較短的情況，建議采用方案2。

表1 設(shè)計(jì)方案2、方案3對(duì)比

3 小關(guān)溝段滑塌臨時(shí)整治方案實(shí)施

3.1 施工期間的滑坡監(jiān)測(cè)

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，H2次級(jí)滑坡后緣斜坡發(fā)育多條裂縫，最大長(zhǎng)度約15～20 m，寬度10 cm，可見深度0.5～1.0 m，并伴有下挫現(xiàn)象，如圖5所示。為了保障施工期間人員、設(shè)備及過往車輛的相對(duì)安全，應(yīng)對(duì)裂縫及附近邊坡是否有進(jìn)一步變形等進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整施工方案。

圖5 H2次級(jí)滑坡后緣山體形態(tài)

3.2 最終的臨時(shí)整治措施

小關(guān)溝段滑坡臨時(shí)整治措施如圖6所示，擬在裂縫附近安裝裂縫計(jì)、位移監(jiān)測(cè)等裝置進(jìn)行自動(dòng)或人工監(jiān)測(cè)，具體為在裂縫位置布置裂縫計(jì)、在裂縫附近布置位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)(可用水泥樁進(jìn)行定點(diǎn)固定)，其數(shù)量具體由施工單位在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中根據(jù)監(jiān)測(cè)需要而自行確定。自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置每天定時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇K端，人工監(jiān)測(cè)頻率為每天至少監(jiān)測(cè)一次，雨季每天至少監(jiān)測(cè)兩次；結(jié)合自動(dòng)和人工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷邊坡穩(wěn)定性、是否存在進(jìn)一步變形等，動(dòng)態(tài)調(diào)整施工組織方案。若裂縫或變形增大明顯，應(yīng)立即停止施工進(jìn)行分析原因，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管控，待確定安全后方可進(jìn)行下一步施工。

圖6 小關(guān)溝段滑坡臨時(shí)整治

為了恢復(fù)原有路基寬度，滿足車輛大件運(yùn)輸需求，對(duì)H2滑坡采用臨時(shí)加固措施。具體為：在坡腳位置附近設(shè)置3排鋼管樁，鋼管樁共84根，140 mm管徑的鋼管1680 m，180 mm孔徑鉆孔1722 m，普通熱軋帶肋鋼筋6.7 t，C30混凝土117.9 m3，跟管鉆進(jìn)共840 m，M30水泥砂漿32.9 m3，回填黏土約3 m3；在鋼管樁前緣設(shè)置擋墻防止樁間土流出，清除堆至路基的松散堆積體，并在坡口線外設(shè)置截水溝加強(qiáng)坡表排水，并對(duì)后緣裂縫采用黏土回填封閉處理，擋土墻采用C20混凝土712.6 m3，挖基(土方)共1500 m3，回填砂礫石200 m3，泄水孔采用5 mm管徑的PVC管50 m，截水溝采用C30混凝土66.5 m3，清方(土方)共500 m3。

3.3 施工順序

首先應(yīng)安裝裂縫計(jì)等監(jiān)測(cè)儀器，安裝完畢后應(yīng)在鋼管樁位置簡(jiǎn)單清理平整(少開挖、少擾動(dòng))出施工平臺(tái)。挖除的土石方不能隨意丟棄，應(yīng)堆棄在鋼管樁施工平臺(tái)下方作反壓，以提高邊坡穩(wěn)定系數(shù)。注漿應(yīng)至少灌滿松散體土層，待砂漿強(qiáng)度達(dá)到75%以上時(shí)，開始施工系梁；待鋼管樁施工完成，且砂漿強(qiáng)度、系梁砼強(qiáng)度達(dá)到75%以上后，再在下方開挖施工擋土墻，采用跳槽分段施工，分段長(zhǎng)度約10 m。在施工擋墻時(shí)可同步施工截水溝。

3.4 施工注意事項(xiàng)

在施工中，應(yīng)嚴(yán)格貫徹國(guó)家和地方政府關(guān)于環(huán)境保護(hù)方面的方針、政策及有關(guān)規(guī)章制度，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，最大限度減少施工給自然環(huán)境帶來的負(fù)面影響。為保障施工期間人員、設(shè)備及過往車輛的相對(duì)安全，還應(yīng)注意如下事項(xiàng)：

1) 施工前平整場(chǎng)地清除表層松散物質(zhì)時(shí)，應(yīng)少開挖少擾動(dòng)。

2) 應(yīng)提前準(zhǔn)備些沙袋堆于坡腳，一是可以隔離交通和施工兩個(gè)區(qū)域，二是也起到一定的反壓作用。

3) 施工過程中應(yīng)配置專職的安全員、交通疏導(dǎo)員，在施工時(shí)對(duì)交通進(jìn)行全程管控、提前預(yù)警，保證安全通行。在進(jìn)行比較危險(xiǎn)的施工環(huán)節(jié)時(shí)應(yīng)采取臨時(shí)中斷交通，保證安全。

4)鋼管樁施工完成之后，在開挖施工擋墻時(shí)，應(yīng)時(shí)刻加強(qiáng)動(dòng)態(tài)觀察，避免開挖過程中鋼管樁樁間土流出以及表層松散物質(zhì)垮塌或溜塌，威脅工作人員人身安全。

5) 鋼管下孔時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采取必要的措施，使其緩慢放置孔底就位，防止鋼管連接處破壞和對(duì)孔周圍巖土體造成過大擾動(dòng)。

6) 施工過程中如遇強(qiáng)降雨，可采取防滲土工布對(duì)邊坡進(jìn)行臨時(shí)覆蓋，避免雨水直接沖刷松散堆積體。

7) 擋墻應(yīng)加強(qiáng)泄水孔的施工，泄水孔應(yīng)保持通暢，確保坡體內(nèi)地下水能通過泄水孔順暢排出。

4 結(jié) 語

鑒于對(duì)雅中換流站大件運(yùn)輸?shù)缆沸￡P(guān)溝段滑塌分析及整治措施的研究，得出如下結(jié)論：

1) H2滑坡為影響雅中換流站大件運(yùn)輸?shù)闹饕拢壳霸摶乱堰M(jìn)一步向下塌方且與山體間形成較明顯裂縫，在雨季前急需對(duì)其進(jìn)行臨時(shí)整治，以滿足大件運(yùn)輸需求；

2) 對(duì)比各設(shè)計(jì)方案在滑坡體處治效果、施工周期等方面的優(yōu)缺點(diǎn)，考慮到整治施工周期較短的客觀情況，建議采用“鋼管樁+擋墻”的臨時(shí)整治方案；

3) 在滑坡臨時(shí)整治施工期間，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)整個(gè)山體坡面穩(wěn)定性的監(jiān)測(cè)，適當(dāng)布置自動(dòng)或人工監(jiān)測(cè)，根據(jù)山體坡面情況動(dòng)態(tài)調(diào)整施工組織方案；

4) 施工單位應(yīng)嚴(yán)格遵守既定的施工順序，并應(yīng)嚴(yán)格貫徹國(guó)家和地方政府關(guān)于環(huán)境保護(hù)方面的方針、政策及有關(guān)規(guī)章制度，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，最大限度減少施工給自然環(huán)境帶來的負(fù)面影響。