云南某公路水毀段破壞機(jī)制分析及治理方案

李小膀 林 夢(mèng) 龍鵬學(xué)

(1.中國電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，云南 昆明 650051； 2.云南華電金沙江中游水電開發(fā)有限公司，云南 昆明 650051)

0 引言

隨著我國交通運(yùn)輸事業(yè)的迅速發(fā)展，近些年大規(guī)模的建設(shè)了眾多高速及一級(jí)公路，并逐漸向西部、西南部地區(qū)延伸。但同時(shí)在公路建設(shè)與后期運(yùn)營過程中存在普遍的滑坡問題等嚴(yán)重威脅公路的運(yùn)營和行車安全[1-3]。

在各種誘發(fā)滑坡的因素中，降雨是重要的因素之一，在降雨量較大的地區(qū)，常因邊坡沒有得到合理的治理而引發(fā)滑坡災(zāi)害造成嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失，因此在建設(shè)過程中有必要對(duì)邊坡采取一定的防護(hù)措施[4,5]。

本文對(duì)云南省橄欖壩水電站左岸過壩公路的水毀段出現(xiàn)蠕滑變形的成因進(jìn)行分析，并結(jié)合工程實(shí)際制定防護(hù)措施，對(duì)各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析并選擇最佳治理方案。

1 工程概況

橄欖壩水電站左岸過壩公路工程，二級(jí)公路，即景洪至勐寬改擴(kuò)線段的過橄欖壩水電站段，路線全長(zhǎng)6.431 km，設(shè)計(jì)速度60 km/h，路基寬12 m，共有橋梁10座，其中中橋2座，大橋8座。路基共11段，合計(jì)4.8 km。2017年7月8日公路正式通車試運(yùn)行。

1.1 地形、地貌

工程區(qū)位于瀾滄江中下游河谷，屬中低山峽谷型地貌，河谷兩岸山脊低矮，高程一般850 m～100 m，谷底高程一般520 m～540 m，相對(duì)高差約300 m～500 m，河谷地形較開闊，兩岸山坡坡度一般20°～35°，植被良好。

公路順瀾滄江左岸布置，總體走向南偏東向轉(zhuǎn)為近正南向，與河谷流向一致。該段路為景侖四級(jí)公路的改線公路，較景侖公路向山坡偏移幾米左右，路面抬高11 m。

1.2 地層巖性

根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)繪及勘探成果，該路段地表為第四系殘坡積層(Qedl)、人工回填層(Qml)、沖洪積層(Qal+pl)、第四系沖洪積層(Qpal)。殘坡積層分布于山坡地表部位，沖洪積層分布于岸坡下部及河床部位,下伏基巖后段為二疊系上統(tǒng)火山巖組下段(P2h1)的英安質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰?guī)r。

①第四系殘坡積層：褐黃色、棕褐色，稍密，稍濕～濕，硬塑～可塑，濕度及塑性狀態(tài)受大氣降水影響明顯；光澤反應(yīng)稍光滑，無搖震反應(yīng)，干強(qiáng)度、韌性中等；局部含有一些碎礫石，母巖為英安巖，厚度0.5 m～3.0 m。分布于沿線山坡表層。

②人工回填層：素回填土為紅色黏土～粉質(zhì)黏土，中密～密實(shí)，厚6 m～9.8 m，可塑、局部軟塑，潮濕、無光澤。雜回填土為碎石混黏土，厚0.7 m～3.0 m，稍密～松散，碎石含量為70%左右，黏土含量為30%左右。

③第四系沖洪積層(Qpal)：土灰、褐色，結(jié)構(gòu)稍密，稍濕～濕、可塑，光澤反應(yīng)稍光滑，無搖震反應(yīng)，韌性中等，濕度及塑性狀態(tài)受大氣降雨影響明顯；含少量卵礫石，粒徑0.5 cm～3 cm，成分主要為全強(qiáng)風(fēng)化板巖、英安巖等。

④二疊系上統(tǒng)火山巖組下段(P2h1)：巖體完整程度破碎，呈碎裂結(jié)構(gòu)或少量碎塊狀結(jié)構(gòu)，原巖結(jié)構(gòu)大部分破壞，礦物成分已顯著變化，風(fēng)化裂隙很發(fā)育，含次生夾泥，巖體被切割成巖塊，岸坡埋深15.3 m～17.3 m，河床階地埋深0.0 m～6.1 m，厚度隨地形變化，山脊部位厚。

1.3 場(chǎng)地水文地質(zhì)條件

根據(jù)野外施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，場(chǎng)地內(nèi)沒有大的永久性地表水系分布。只有在雨季時(shí)有一定的坡面流水或局部低凹處匯水，公路下部為瀾滄江。

按地下水埋藏條件及含水介質(zhì)情況，沿線地下水類型可劃分為孔隙潛水和裂隙潛水兩類?？紫稘撍饕x存于地表殘坡積層、溝內(nèi)洪積層和河床沖積層等第四系松散堆積層，以及巖體全風(fēng)化層中。河床沖積層一般具有強(qiáng)透水性，全風(fēng)化層一般具有弱、微透水性。裂隙潛水主要賦存于巖體中的節(jié)理裂隙及斷層帶的破碎巖體中，為沿線主要地下水類型。強(qiáng)、中風(fēng)化巖體因節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體結(jié)構(gòu)松弛，為地下水活動(dòng)提供了良好的場(chǎng)所。強(qiáng)、弱風(fēng)化巖體一般具有強(qiáng)～中等透水性。

本區(qū)地下水均來源于大氣降水補(bǔ)給，大氣降水一部分以地表徑流的形式直接匯入瀾滄江，另一部分滲入地下賦存于覆蓋層和基巖的孔隙、裂隙中，然后再運(yùn)移排泄至瀾滄江，瀾滄江為本區(qū)最低排泄基準(zhǔn)面。

2 水毀段路基蠕滑破壞成因分析

1)地層巖性條件。

在雨季，大氣降雨水通過坡表排入瀾滄江，部分滲入地下，通過地下徑流作用到達(dá)地基基礎(chǔ)，隨著雨季的深入，擋墻地基土處在飽水狀態(tài)。粉土、粉細(xì)砂土及粉質(zhì)黏土飽水后承載力大幅降低，基礎(chǔ)雖做CFG樁處理，但CFG樁與土體還沒有形成一個(gè)完整的整體，尚未達(dá)到復(fù)合地基的作用，從而導(dǎo)致地基承載不足和承載不均，出現(xiàn)了不均勻沉降。

2)加固不及時(shí)。

擋墻基礎(chǔ)雖做了CFG樁處理，但由于CFG樁與土體還沒有形成一個(gè)完整的整體，在進(jìn)入雨季時(shí)，尚未達(dá)到復(fù)合地基的作用，從而導(dǎo)致地基承載不足和承載不均，出現(xiàn)了不均勻沉降。

3)降雨條件。

隨著雨季的深入，造成大量雨水滲入路基土體，裂縫不斷擴(kuò)展延伸，由于排水不暢，水壓力增大，同時(shí)軟化了地基土，加之地基土處在飽水狀態(tài)，重度增加、物理力學(xué)指標(biāo)降低，導(dǎo)致路基出現(xiàn)了沿?fù)鯄兹浠F(xiàn)象。

路基沿?fù)鯄兹浠灰坪?，擋墻作用大部分喪失，在雨水作用下，加速了路基的更進(jìn)一步剪切破壞。由于路堤土體為高填方土體，填土體還處在固結(jié)周期，部分土體還處在欠固結(jié)或半固結(jié)狀態(tài)，加之下部有少部分的欠密實(shí)的回填土(老公路開挖回填的土體，勘探顯示較松散～稍密，可能出現(xiàn)濕陷)，使路堤出現(xiàn)了過度沉降，導(dǎo)致變形體中部沉陷過大。

3 蠕滑變形破壞治理方案

3.1 治理方案

根據(jù)相關(guān)方案設(shè)計(jì)方案[6-8]，本著安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)效、因地制宜、施工可行的工程措施；重視環(huán)境保護(hù)，充分考慮綠化、美化，兼顧場(chǎng)地使用及交通需要；工程布置堅(jiān)持突出重點(diǎn)，區(qū)分輕重緩急，兼顧安全性、可行性和經(jīng)濟(jì)性的原則。本文設(shè)計(jì)了三種治理方案，并對(duì)三者進(jìn)行綜合分析，最終選定最佳治理方案。

1)方案一。

樁基托梁+加筋土擋墻方案考慮挖除原路堤上部10.6 m土體，以卸載大部分原有路堤擋墻的荷載；挖除部分的路堤設(shè)置加筋土擋墻，加筋帶采用HDPE單向土工格柵B型，橫向滿鋪，縱向鋪設(shè)間距0.5 m，筋帶長(zhǎng)度7.5 m～9.5 m，共需鋪設(shè)21層；加筋土擋墻面板采用厚0.4 m的C30鋼筋混凝土面板，并在加筋土土體內(nèi)設(shè)10 m長(zhǎng)φ50深層排水孔，排水孔按2.5 m×3.0 m間距布置；加筋土擋墻面板下部設(shè)置C30鋼筋混凝土樁基托梁，橫梁尺寸2.0 m×1.0 m，圓形樁樁徑1.5 m，樁長(zhǎng)約13 m。典型斷面布置圖見圖1。

2)方案二。

拆除原擋墻+樁板墻方案考慮拆除原有路堤擋墻，填方邊坡適當(dāng)放坡6.5 m高設(shè)置抗滑樁?？够瑯恫捎肅30鋼筋混凝土，抗滑樁斷面尺寸1.8 m×2.2 m,間距5 m布置，樁長(zhǎng)21 m，其中，地面以上懸臂段長(zhǎng)9 m，地面以下嵌固段長(zhǎng)12 m，本段共設(shè)置23根抗滑樁。填方坡面采用現(xiàn)澆拱形格支護(hù)。典型斷面布置圖見圖2。

3)方案三。

保留原擋墻+抗滑樁方案保留原路堤擋墻，在擋墻外側(cè)1 m設(shè)置一排下圓上方、間距3.5 m的抗滑樁，抗滑樁地面以上部分采用C30鋼筋混凝土方形樁，長(zhǎng)度6.5 m，地面以下部分采用C30鋼筋混凝土圓形樁，長(zhǎng)度11.5 m；本段路基共設(shè)置32根樁，方形樁樁長(zhǎng)約5.5 m，圓形樁樁長(zhǎng)約11.5 m。典型斷面布置圖見圖3。

3.2 方案推薦

對(duì)三個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，以選出最佳治理方案，具體比較詳情見表1。

綜合考慮投資、施工、抗震及是否斷交等因素，本次方案設(shè)計(jì)推薦方案三，即保留原路堤擋墻+抗滑樁的方案。在保留原路堤擋墻時(shí)，可在原有結(jié)構(gòu)外進(jìn)行施工，充分利用了原有擋墻結(jié)構(gòu)，避免了資源浪費(fèi)，并且無需斷交。施工較為方便，縮短工期，節(jié)省了大量資金。

表1 三種治理方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

4 結(jié)語

1)對(duì)于地層巖性為第四系殘坡積層及二疊系上統(tǒng)火山巖組成的力學(xué)強(qiáng)度較低且降雨量較大的路基應(yīng)及時(shí)采取加固措施，否則易發(fā)生變形破壞。

2)從投資、施工、抗震及是否斷交等因素考慮，選定保留原路堤擋墻+抗滑樁為最佳支護(hù)治理方案，該方案具有施工方便、工期短、可充分利用現(xiàn)有資源節(jié)省成本、無需斷交等優(yōu)點(diǎn)。