云桂線大菠蘿黑1號隧道進口路塹工程滑坡整治設(shè)計

摘 要：本文基于云桂線現(xiàn)場工程滑坡，在分析研究該工程滑坡地形地貌、特征的基礎(chǔ)上，得出了滑坡形成的機制，明確了古老采空區(qū)導(dǎo)致工程滑坡的成因?；抡吾槍υ摮梢蜷_展設(shè)計，采取大平臺、緩邊坡清方減載，采空區(qū)注漿、坡面框架錨索（桿）結(jié)合抗滑樁等綜合措施確?；麻L期穩(wěn)定。為以后同類工點提供了一定的教訓(xùn)和工程經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：工程滑坡；形成機制；采空區(qū)；滑坡整治；錨固樁

中圖分類號：U452.1+2 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）15-0118-02

1 工程概況

DK669+950～DK670+020段路基位于大菠蘿黑1號隧道進口端，該段以挖方形式通過，路塹中心最大開挖高度為16.5m，右側(cè)設(shè)計最大挖方邊坡高約32m。工點范圍屬滇東南中低丘陵地貌，地形起伏較小，地面坡度較緩，自然坡度10～40°，局部較陡。地層上覆第四系全新統(tǒng)人工填土（Q4ml）碎石土；滑坡堆積體（Q4del）粉質(zhì)黏土；坡殘積（Q4dl+el）粉質(zhì)黏土、塊石土。下伏基巖為下第三系路美邑組下段（E2la）砂巖、泥巖、礫巖夾灰?guī)r，局部夾薄層褐煤；二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖組（P2β）玄武巖；下統(tǒng)棲霞茅口組（P1q+m）灰?guī)r夾白云巖。

該段路塹原設(shè)計首先清除表層小型淺層滑坡體，并綜合考慮了一般條件、降雨、地震、地震+膨脹力組合等工況條件下的穩(wěn)定性分析和結(jié)構(gòu)計算，自下而上設(shè)計了兩排錨固樁（第一排樁尺寸2.25×1.5×12m，第二排樁尺寸2.25×1.5×20m），樁頂以上邊坡按1：1、1：1.25刷坡后，坡面錨框架梁防護，節(jié)點間距2.5m，錨桿長8.0m。

2013年4月4日，大菠蘿黑1#隧道進口DK669+950～DK670+020段右側(cè)一級邊坡發(fā)生開裂，14：50邊坡開始大面積滑移，同時二級邊坡處40#～47#抗滑樁、一級邊坡處23#～31#抗滑樁發(fā)生傾斜。17：30左右滑移面進一步擴大，側(cè)向目測邊坡水平滑移約3m，二級邊坡處41#～47#抗滑樁、一級邊坡處24#～26#、29#～32#抗滑樁與垂直向傾斜30～45°，27#、28#樁發(fā)生約3m平移，該段中部路塹底部隆起。隨后滑坡繼續(xù)發(fā)展，直至4月6號滑坡基本穩(wěn)定，最終二級邊坡處40#～47#抗滑樁、一級邊坡處23#～32#抗滑樁往線路方向傾覆或平移，后緣形成高4～5.5m的陡坎，前緣從路基面剪出形成反翹。圖1為現(xiàn)場工程滑坡照片。

2 工程滑坡特征及成因分析

2.1 滑坡地形地貌特征

坡面植被不發(fā)育，局部為旱地，表層已按原設(shè)計1：1.5或1：1.75刷坡，坡度為25～35°?；禄痉€(wěn)定以后，形成一典型的“圈椅狀”滑坡地貌，后緣形成一4～5.5m的陡坎，坡度60～75°，壁面較光滑，擦痕明顯；前緣已將原線路右側(cè)12m的抗滑樁最遠推移至線路左中線，并將底部巖土體擠出形成3m高土堆，即反翹現(xiàn)象（圖2）?；麦w后緣弧形拉張裂縫發(fā)育，兩側(cè)可見羽狀裂縫（圖3）。

在滑坡體前緣發(fā)育三條裂隙，L1：N20°E，鋸齒狀延伸，長14m，地表寬30～60cm，沿深部尖滅；L2：N-S，鋸齒狀延伸，長20m，地表寬60～80cm，沿深部尖滅；L3：N30°W，鋸齒狀延伸，長45m，地表寬60～80cm，沿深部尖滅。

滑坡體N10°W方向，發(fā)育兩條裂隙，L1：N65°E，鋸齒狀延伸，長70m，地表寬5～20cm，沿深部尖滅；L2：N45°E，鋸齒狀延伸，長60m，地表寬5～20cm，沿深部尖滅；SW方向與現(xiàn)在滑坡體后壁相連。

2.2 滑坡特征

該滑坡為巖質(zhì)滑坡，滑坡體主要成分為下第三系強風化狀的砂巖、泥巖、角礫巖，成巖作用極差；滑坡軸向長約80m，平均寬度約70m，滑坡體厚約5～14m，總體積約6×104m3，主滑動方向約S53°W，滑坡發(fā)生過程為第一級邊坡發(fā)生開裂變形滑移，下滑力過大使第一排樁發(fā)生傾覆變形，而后第一級邊坡整體下滑，牽引二級邊坡及第二排樁發(fā)生滑移，致使第二排樁傾斜變形，后緣土體出現(xiàn)多條近垂直于主軸的拉裂縫。該滑坡屬中型中層牽引式滑坡。

2.3 滑坡形成機制

（1）該區(qū)域處于小范圍的湖相還原沉積環(huán)境，沉積形成的下第三系砂巖、泥巖及角礫巖，屬膨脹巖，成巖作用差，質(zhì)軟，砂巖、泥巖力學(xué)強度低，工程性質(zhì)類似膨脹土。

（2）該區(qū)域在清朝末期進行過人為洞采金屬礦藏，礦層采空后，因時間久遠，頂板巖層軟弱，原有采空區(qū)已基本完全坍塌，形成擾動帶。

綜上所述，滑坡產(chǎn)生的原因為特殊沉積環(huán)境下形成的砂巖、泥巖等膨脹巖，成巖作用差，力學(xué)強度低，受人為洞采影響形成擾動圈進一步降低了該區(qū)域地層的力學(xué)強度?，F(xiàn)場巖土體力學(xué)參數(shù)較施工圖指標力學(xué)降低較多，而第一排錨固段正好處于該層土層中，力學(xué)降低引起巖體下滑力增大，而錨固樁抗滑樁抗滑力減小，導(dǎo)致巖體下滑力大于抗滑力造成第一排樁傾覆變形，第一級邊坡滑動后，使第二排樁錨固段減小，致使第二排樁傾斜變形，最終形成工程滑坡。屬難以查明的古老采空區(qū)擾動引起的工程滑坡。

2.4 滑坡穩(wěn)定性評價

工程滑坡發(fā)生后，經(jīng)過對開挖路基面回填反壓處理，目前該滑坡處于暫時穩(wěn)定階段；滑坡已經(jīng)形成，前緣將原線路右側(cè)12m一級邊坡處的23#～32#抗滑樁推移并往線路方向傾覆或平移，其中28#、29#樁往線路方向平移約9m并基本保持直立，表明樁體被剪斷，滑體剪出體往線路左側(cè)平移并爬高至左側(cè)邊坡，形成3m高的土堆，呈現(xiàn)反翹現(xiàn)象，由此情況分析認為，左側(cè)邊坡起到了阻滑的作用。若不采取整治措施，開挖后必將引起滑坡再次復(fù)活，對路基及大菠蘿黑1號隧道進口影響極大。

3 工程滑坡整治方案

3.1 設(shè)計方案穩(wěn)定性分析

初步確定的整體加固方案為，于邊坡坡腳設(shè)置一排路塹樁板墻，掛板高度4m，板頂以上分級刷坡，坡率1：1.75，單節(jié)邊坡高度6m，每級邊坡之間設(shè)5m寬平臺。自下而上第三、四級邊坡平臺之間增設(shè)預(yù)加固樁，如圖4所示。

對以上方案進行穩(wěn)定性分析，結(jié)果如表1所示，開挖后未施作支擋的情況下，邊坡穩(wěn)定系數(shù)為0.904，邊坡處于不穩(wěn)定～欠穩(wěn)定狀態(tài)；在設(shè)計安全系數(shù)1.15的情況下，設(shè)計水平推力為189～372kN/m，需在邊坡中部設(shè)置框架錨索來共同分擔，同時防止越頂破壞[1～4]，計算滑面如圖4所示。

3.2 工程加固防護措施

滑坡整治針對以上滑坡機制、成因及穩(wěn)定性分析開展設(shè)計，采取大平臺、緩邊坡清方減載，采空區(qū)注漿、坡面框架錨索（桿）結(jié)合抗滑樁等綜合措施確?；麻L期穩(wěn)定，如圖4所示。

（1）DK669+933.625～DK669+999.375右側(cè)路塹坡腳設(shè)置一排抗滑樁，共12根，DK669+972～DK670+023.96右側(cè)第三級邊坡平臺一排錨固樁，共10根，樁間內(nèi)置C35鋼筋混凝土板。

（2）自下而上第一級、第二級邊坡按1：1.75刷坡后采用框架錨索防護，錨索節(jié)點間距沿坡面4.0m、順線路方向3.0m，錨索均為一孔4束，單孔設(shè)計拉力600kN。

（3）自下而上第三級按1：1.75刷坡、第四級邊坡按1：1.5刷坡后采用錨桿框架梁防護，節(jié)點間距2.5m，錨桿長10～12m。

（4）于最下面一排錨固樁樁前設(shè)置鋼筋混凝土支撐梁撐直左側(cè)擋墻上，共17個。梁寬0.6m，梁高0.8m，梁長17.1m，以增強錨固樁的錨固力。

（5）路塹坡腳于整個路基面范圍內(nèi)采用鉆孔注漿處理，注漿孔間距3.5m，深8m。通過注漿減小采空區(qū)的影響。

整治工程施工過程中，局部地段未嚴格按分層開挖，分層施做坡面防護的要求施作，坡面暴露時間長等，導(dǎo)致局部邊坡發(fā)生溜坍變形，后現(xiàn)場立即反壓回填，并嚴格執(zhí)行設(shè)計要求，及時施工框架錨索，溜坍變形得以有效控制，整個工程于2015.11月施工完畢，變形監(jiān)測表明，整治措施效果良好，如圖5所示。

4 經(jīng)驗總結(jié)

（1）該工程滑坡屬古老采空區(qū)引起的工程滑坡，年代久遠，現(xiàn)場無明顯開采痕跡，勘察設(shè)計人員很難準確判斷。但地形圖上工點區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的3個幾乎在一條直線的漏斗狀地形未引起重視，在砂泥巖為主的地形中出現(xiàn)多個漏斗洼地，是比較罕見的。事后發(fā)現(xiàn)，這幾個漏斗洼地是由于下部采礦巷道坍塌引起的。

（2）施工過程中施工單位應(yīng)及時反饋異常情況，切實做好信息化施工工作。本工點施工單位在人工挖樁過程中曾出現(xiàn)腐木卻未能反映，錯過了及時發(fā)現(xiàn)采空區(qū)的線索。

（3）西南山區(qū)，設(shè)置2～3排錨固樁的工點已常出現(xiàn)。設(shè)計人員應(yīng)注意控制邊坡中、上部錨固樁的懸臂長度，一般樁高出邊坡平臺2～3m為宜。

（4）設(shè)計人員在設(shè)計計算過程中，應(yīng)認真閱讀地質(zhì)資料，綜合考慮巖體的完整程度、風化情況、成巖作用、力學(xué)參數(shù)進行分析。

參考文獻

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收稿日期：2018-4-24

作者簡介：封志軍（1979-），男，漢族，四川成都人，高級工程師，碩士，主要從事巖土工程設(shè)計工作。