某路堤滑坡的应急与永久方案确定(假日专题、旧文新读)
每年的雨季是地质灾害的高发期,那如何进行抢险是值得深究的问题,否则可能越抢越忙。卸载、反压、排水是抢险工程最常的措施,其次锚索工程、微型桩工程作为支挡加固措施,是高选工程措施。作为抢险工程,以抢险为第一主要职责,但应宜尽量兼顾工程的永久属性,避免报废工程的产生,并为永久工程的勘察、设计、实施提供充裕的时间。而永久工程的设置,可参考抢险工程取得的效果进行核查,结合工程的属性,针对性的设置“量入为出”、与地质病害规模相适当的处治工程措施,切忌地质灾害治理工期过长而影响当地的生产生活和产生不良社会影响,也要防止工程规模与抢险工程之的“比值”过大形成过于保守的工程措施,影响工程的经济性指标。
一、基本情况
某高速公路长60m的某段路堤位于自然缓斜坡水田段,地面综合坡度约为10~15度。地表上覆厚1.8~2.8m的第四系可塑~软塑状粉质粘土,下伏白垩系长石砂岩。原设计在填方外侧设置8~11m高的衡重式路肩墙,且小里程端与某大桥重力式桥台相接。该段路堤于三年前交工验收后通车运营。
今年雨季期间区内连绵降雨不断,造成左幅路堤在发现断续状裂缝后的三天内,路堤圈椅状裂缝迅速贯通,并出现整体下错,最大下错约1.5m。路肩墙水平外移,墙身出现竖向、斜向挤压裂缝。墙前部15~25m处水田段多条膨胀、纵向裂缝分布,滑坡前缘坍塌,滑坡后缘位于高速公路中央分隔带以外约1.0m处,滑坡总方量约1.5万方,严重威胁高速公路的安全,甚至存在全线断道的可能。
图1 左幅路堤整体圈椅状下沉1m 图2 相邻桥台开裂0.5m
图3 路肩墙开裂破损严重 图4 挡墙前部地表多处鼓胀、坍塌
二、应急处治工程
1、 滑坡发生后,相关单位紧急采用半幅通行的交通管年,并快速在中央分隔带附近设置两排纵横向间距为1.0~1.5m的直径127mm钢管桩,防止左幅路堤的滑坡不断牵引造成右幅公路断道。
2、工程施做2天后,笔者受邀到现场调查发现,滑坡变形仍在快速增加,坡体变形没有减小的迹象,若不及时进行处治,滑坡存在大规模整体滑移的可能。基于此,笔者依据现场情况,建议尽快在左幅路基的滑体部位依据工程经验卸载0.19万方,即为总滑体的1/8左右,以快速减小滑坡的下滑力,从而提高滑坡的整体稳定性。且为了防止卸载牵引右幅路堤,故卸方时采用台阶状卸载,即为左4m、右2m的台阶状。
图5 应急工程地质断面图
图6 滑体台阶状卸载
滑体卸载后,滑坡的位移快速减小,直至静止,应急工程取得了成功。
三、永久处治工程措施
1、依据土压力与下滑力核查,坡体的最大控制性力为390KN/m。
2、拟采用抗滑桩支挡为主的处治方案:
1)在路肩外侧设置 2m 、间距 4.5m,桩长 13m的圆形抗滑桩支挡,桩顶低于挡土墙墙顶 4 m,桩间与既有挡墙之间采用混凝土浇筑密实;2)修复破损挡墙,并在桩间处的挡墙补充泄水孔;3)对卸载后的左幅路基重新回填压实,恢复路面、桥台搭板、防护栏等;4)在桥梁下部的顺路线方向设置长30m以上的仰斜排水孔对路堤地下水进行疏排(挡墙前部地形受限,无法或设置不理想)。
图7 原拟采用的抗滑桩为主处治方案
2、优化处治方案
设计审查时,笔者依据地质条件、施工条件、工期压力、工程造价等因素考虑,建议采用锚索加固为主的工程措施进行优化。
1)在破损挡墙胸坡上设置厚约30cm的钢筋砼面板,其可以作为锚索反力结构,并可有效对既有破损挡墙进行加固;
2)依据控制性力,在挡墙上间隔3m设置两排拉力为600KN的锚索工程进行平衡(锚固段位于长石砂岩中)。
3)对挡墙结构除利用锚索孔底返浆进行加固外,在墙身结构上设置小导管注浆进行加固。
4)修复破损挡墙,并在桩间处的挡墙补充泄水孔;
5)对卸载后的左幅路基重新回填压实,恢复路面、桥台搭板、防护栏等;
6)在桥梁下部的顺路线方向设置长30m以上的仰斜排水孔对路堤地下水进行疏排(挡墙前部地形受限,无法或设置不理想)。
图8 最终采用的面板式锚索为主处治方案
该方案施工简单,机械设备易于进行现场操作,工期短、工程造价为原方案的60%左右,且工程安全度更高,最终获得了相关单位的认可并得以实施。