某富水半成岩工程滑坡处治(假日专题)
一、基本情况
某边坡主要由新第三系昔格达厚层状粉砂岩组成,产状:210°∠45°,地表分布的厚度3~5m的昔格达残坡积粉土,自然坡度较为平缓,其中K236+550附近左侧70m左右有某专用的110kv高压输电铁塔。原设计为路堑边坡分两级开挖,坡率1:1,最大高度约18m,坡面采用拱形骨架护坡进行坡面防护。
边坡开挖基本到位后,在雨季暴雨的作用下,边坡表层土体饱水发生塑流,后缘裂缝距中线约50m。
图1 第一次坡体变形全景图
病害发生后,技术人员采用清坡后设置拱形骨架护坡+锚杆和锚索框架防护为主的处治措施。在上述拟设边坡加固措施实施过程中,由于再遇暴雨造成坡体再次发生滑动,滑坡方量约10万方,并造成滑体侵占半幅路基,在滑坡后壁形成高约5m的滑坡陡坎、陷落带,并牵引滑坡后部土层发生多级牵引开裂,滑坡后缘距中线约80m,距后部专用高压输电铁塔15m左右,形成了很大的安全隐患。
图2 第二次坡体变形全景图
二、病害原因分析
1、半成岩昔格达层水敏性强度,属于不良地质体。
2、原设计和第一次变更技术文件,对半成岩边坡的截排水工程考虑欠佳。而从现场看在后部山脊至坡口线附近的一凹槽,在暴雨情况大量汇水渗入开挖后长期裸放而卸荷严重的工程边坡,造成坡体变形不断扩大,并最终导至滑坡的发生。
3、滑坡的滑面主要为饱水坡体沿坡体中的最大剪应力面和依附于外倾的产状210°∠45°配套后形成。
4、滑体呈饱水状态,且部分呈塑流状态,不断有地下水从滑体内部渗流,故工程治理中应加强地下水的疏排和地表水的截排。
三、处治方案
1、应急方案
1)由于滑坡后缘已距专用高压电塔距离不足15m,为防止坡体进一步牵引变形影响高压电塔安全,在电塔前部设置两排桩长18m、排、列间距均为1.5m的Φ108钢管桩微型桩,桩顶设置联系梁,提高微型桩的整体受力,对铁塔进行预加固。
2)加快施作堑顶截排水沟,防止地表汇水流入坡体而进一步影响滑坡体的性和导致滑坡范围扩大。
2、永久处治方案
1)从滑坡后缘约7m的位置开始刷方,对滑动的滑体进行清理。并结合昔格达半成岩的岩性,设置1:1的边坡坡率后,对上部三级边坡采用锚索进行预加固(二次注浆),防止坡体卸荷松弛。并在坡脚设置长约25m的仰斜排水孔疏排坡体地下水,提高坡体的自身稳定性。
2)结合已滑的滑体特征,在边坡中部设置宽约18m的大平台,减轻上部坡体对下部坡体的应力作用。
3)由于下部坡体含水量较高,结合岩土体性质,以3~6m设置1:1.5~1:2,并设置10~14m宽度的刷方平台,并在二级平台设置四排18~22m,排、列间距均为1.5m的Φ108钢管桩微型桩,桩顶设置联系梁,提高微型桩的整体受力对上部边坡与微型桩之间的滑体进行加固。
4)在坡脚设置高5.5m的矮挡墙对二级平台与挡墙之间的滑体进行支挡,墙后设置排水盲沟,且在挡墙下部设置长约25m的仰斜排水孔疏排坡体地下水,提高坡体的自身稳定性。
5)在各级平台设置截水沟,下部较缓坡面上设置骨架护坡,有效引排地表汇水。
图3 工程处治断面图
经以上分级支挡加固、预加固、截排水处理后的工程,有效实现了滑坡的治理,且工期较拟采用的大型抗滑桩缩短很多,造价低,在确保安全的基础上,满足了经济和工期需要,确保了高速公路的如期通车。工程使用近十年来,一直保持稳定,证明工程是有效的。