鉆孔測斜技術(shù)在貴州某高速公路滑坡治理中的應(yīng)用

謝向桂，劉 龍，羅 潔

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081)

鉆孔測斜技術(shù)在貴州某高速公路滑坡治理中的應(yīng)用

謝向桂，劉 龍，羅 潔

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081)

采用鉆孔測斜技術(shù)，獲取貴州某高速公路滑坡的水平位移變形曲線，以此分析該滑坡的發(fā)展規(guī)律，同時(shí)結(jié)合規(guī)范分析滑坡的穩(wěn)定性與計(jì)算滑坡的剩余下滑力，最后根據(jù)理論計(jì)算成果與監(jiān)測數(shù)據(jù)提出較為有效的滑坡防治方案。

鉆孔測斜技術(shù)；公路滑坡；位移變形；滑坡治理

1 滑坡的工程地質(zhì)特征

1.1 工程概況

K109+400～K109+720左側(cè)滑坡位于貴州省某高速公路第3合同段。該滑坡原設(shè)計(jì)最高為3級(jí)坡，每級(jí)高8 m，平臺(tái)寬2 m，第一、二級(jí)坡體采用1∶0.5放坡，錨索框架梁掛鐵絲網(wǎng)植草防護(hù)，第三級(jí)坡體采用1∶0.75放坡，坡面采用錨索框架梁掛鐵絲網(wǎng)植草防護(hù)。開挖完成第二、三級(jí)坡體后，在錨索施工過程中坡面產(chǎn)生裂縫，局部發(fā)生坍塌。原有設(shè)計(jì)防護(hù)措施已不能保證滑坡穩(wěn)定，隨即業(yè)主組織設(shè)計(jì)單位對(duì)該滑坡防護(hù)措施進(jìn)行變更，在變更設(shè)計(jì)施工過程中，坡體再次出現(xiàn)裂縫，經(jīng)調(diào)查，該滑坡前緣寬約370 m，平面最長約140 m，滑坡面積約42 000 m2，最大滑面深度達(dá)24 m，平均厚度約14 m，滑坡體積約59萬m3，屬大型滑坡。

該滑坡規(guī)模大、突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性大，將危及施工人員及過往行人安全，嚴(yán)重影響高速公路施工及通行，急需治理。

1.2 氣候條件

滑坡所處區(qū)域?qū)賮啛釒嘏瘽駶櫦撅L(fēng)氣候，根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀缶痔峁┑?957～2006年資料，年最高氣溫34 ℃，年最低氣溫-5.5 ℃；年最大降雨量達(dá)2 341.7 mm，年最少降雨量1 487 mm，雨季為每年5～10月，每年冬季有凝凍。

1.3 地形地貌

滑坡區(qū)屬侵蝕～溶蝕低中山地貌，地勢北高南低、東高西低，坡度15～30°，地形起伏較大。

1.4 地質(zhì)條件

根據(jù)鉆探揭露，場區(qū)上覆殘坡積層(Qel+dl)粉質(zhì)粘土、下伏基巖巖性為三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組一段(T2g1)泥質(zhì)灰?guī)r、局部灰?guī)r夾泥灰?guī)r、泥巖等。

2 滑坡體位移發(fā)展規(guī)律

2.1 測斜儀埋設(shè)與數(shù)據(jù)采集

根據(jù)現(xiàn)場情況，共布置16個(gè)監(jiān)測孔對(duì)滑坡段進(jìn)行監(jiān)測，其中由于在2013年3月至8月時(shí)該滑坡變形較大，導(dǎo)致埋設(shè)的多個(gè)監(jiān)測孔被剪斷，2013年12月底邊坡施工基本完成后，為繼續(xù)掌握該滑坡的變形趨勢，在剪斷孔旁邊完成監(jiān)測孔的補(bǔ)孔施工。監(jiān)測儀器采用美國生產(chǎn)的SINCO測斜儀，每孔A0，B0導(dǎo)槽方向每隔0.5 m測量一次，經(jīng)處理繪制成曲線。見圖1至圖4所示。

圖1 JCK08號(hào)孔孔口處位移-時(shí)間變化曲線

2.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

通過對(duì)各測斜孔的觀測曲線進(jìn)行分析，可以揭示滑坡體的變形發(fā)展規(guī)律?，F(xiàn)以JCK08號(hào)監(jiān)測孔為例。

該監(jiān)測孔選擇2013年3月29日數(shù)據(jù)為初始觀測值，以后的觀測資料與之對(duì)比來反映其累計(jì)相對(duì)位移變化情況，至2014年8月15日被剪斷，該階段正處于雨季及邊坡施工期間，滑動(dòng)速率較快，從圖1可以看出。

圖2 JCK08 合成方向位移變化曲線

從圖3可以看出，12月完成該孔的重新鉆探，2013年12月6日至2014年3月29日，隨邊坡抗滑施工及逐步施工完畢，JCK8號(hào)孔在距孔口18.0 m以上位置蠕動(dòng)變形，變形趨勢明顯減緩，2014年4月后，該孔趨于穩(wěn)定?？卓谠伦畲罄塾?jì)合位移-時(shí)間曲線及位移增量情況如圖2所示，從中知2013年4月至2014年11月期間，滑坡處于等速變形階段，之后隨邊坡抗滑施工完畢變形速率明顯減緩，2014年4月至2014年10月期間，滑坡的相對(duì)位移-時(shí)間曲線變化平穩(wěn)，表明滑坡體在此監(jiān)測期內(nèi)是穩(wěn)定的。

圖3 JCK08號(hào)孔孔口處位移-時(shí)間變化曲線

圖4 JCK08 合成方向位移變化曲線

3 滑坡體的穩(wěn)定計(jì)算分析

3.1 參數(shù)選取

通過工程地質(zhì)類比、反算等方法，滑坡區(qū)巖土物理力學(xué)指標(biāo)如下：

(1)塊石土：γ=21 kN/m3；

(2)粉質(zhì)粘土(可塑狀)：γ=19 kN/m3、c=22 kPa、φ=12°；

(3)強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)灰?guī)r：γ=23 kN/m3、[fa0]=500 kPa；c=39 kPa，φ=35.1°；

(4)中風(fēng)化泥質(zhì)灰?guī)r：γ=25 kN/m3、[fa0]=1 500 kPa，frk=20 MPa；c=71 kPa，φ=47.8°；

(5)滑動(dòng)面抗剪參數(shù)：c=25 kPa，φ=15.58°。

3.2 計(jì)算結(jié)果及分析

滑坡的穩(wěn)定性分析和剩余下滑力計(jì)算均采用傳遞系數(shù)法，綜合考慮滑坡的危害性，取安全系數(shù)K=1.20計(jì)算剩余下滑力，針對(duì)路基開挖情況，各區(qū)計(jì)算結(jié)果如下：

(1)Ⅰ區(qū)典型斷面剩余下滑力水平分力為580 kN/m；

(2)Ⅱ區(qū)K109+481～K109+516段典型斷面剩余下滑力水平分力為1 950 kN/m；

(3)Ⅱ區(qū)K109+523～K109+642段典型斷面(滑坡主滑斷面)剩余下滑力水平分力為2 833 kN/m；

(4)Ⅲ區(qū)典型斷面剩余下滑力水平分力為1 770 kN/m。

3.3 治理措施

根據(jù)滑坡變形破壞特征，結(jié)合穩(wěn)定性分析結(jié)果與現(xiàn)場施工進(jìn)度要求等情況，滑坡的治理措施如下：

(1)滑坡后部清方+前部二級(jí)平臺(tái)抗滑樁+路基左側(cè)坡腳擋墻+排水工程；

(2)滑坡體前部h型抗滑樁+路基左側(cè)坡腳擋墻+排水工程；

(3)滑坡中后部抗滑樁+滑坡前部抗滑樁+路基左側(cè)坡腳擋墻+排水工程；

(4)滑坡后部框架錨索+前部二級(jí)平臺(tái)抗滑樁+路基左側(cè)坡腳擋墻+排水工程。

4 結(jié) 論

鉆孔測斜技術(shù)在滑坡治理工程中客觀地反映滑坡歷時(shí)活動(dòng)狀態(tài)，它通過繪制不同深度滑坡的位移—時(shí)間曲線，可以較準(zhǔn)確得出位移量值，分析坡體變形是持續(xù)增長還是呈現(xiàn)周期性起伏或者趨于不變，進(jìn)而為對(duì)滑坡的穩(wěn)定性狀況分析判斷、也為治理方案設(shè)計(jì)提供有力的依據(jù)?；谝陨纤龉ぷ?，得到如下3點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

(1)應(yīng)用鉆孔測斜技術(shù)確定滑坡的滑動(dòng)面位置是準(zhǔn)確可靠的，同時(shí)可以根據(jù)繪制的位移-時(shí)間曲線分析不同時(shí)段滑坡的穩(wěn)定性狀態(tài)。

(2)對(duì)于大型滑坡，可根據(jù)具體的地質(zhì)情況將其進(jìn)行分區(qū)評(píng)價(jià)、分區(qū)治理，也做到有的放矢。

(3)對(duì)于公路滑坡，開挖坡腳常常是滑坡災(zāi)害發(fā)生的主要誘因，鑒于此，坡腳抗滑樁+排水工程是常見的防治模式。

[1] 王恭先.滑坡防治100例[M].第一版,北京:人民交通出版社,2008.

[2] 甘友文,冀建疆,陳萍.膨脹土滑坡滑動(dòng)面的確定方法研究與應(yīng)用[J].水利水電技術(shù),2006，37(12):16-19.

[3] 劉明維,鄭穎人.基于有限元強(qiáng)度折減法確定滑坡多滑動(dòng)面方法[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2006，25(8):1544-1549

2016-09-06

謝向桂(1985-)，男，助理工程師，主要從事邊坡監(jiān)控.治理方面工作。

U418.9

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