臨近高壓電塔高邊坡滑坡處理分析

摘要：文章以柳州市北部生態(tài)新區(qū)君武路延長(zhǎng)線項(xiàng)目臨近高壓電塔高邊坡滑坡處理工程為例，介紹了堆土反壓及坡面臨時(shí)防排水處理措施，并結(jié)合滑坡原因分析提出了支護(hù)設(shè)計(jì)方案，闡述了支護(hù)施工組織及質(zhì)量控制、監(jiān)控量測(cè)等控制要點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了快速、安全、高效的滑坡處理，為后續(xù)類似邊坡滑坡處理提供借鑒。

關(guān)鍵詞：高壓電塔；高邊坡；滑坡處理；支護(hù)施工；監(jiān)控量測(cè)

中圖分類號(hào)：U416.1+63 A 15 047 3

0 引言

高邊坡滑坡是一種非常常見的邊坡失穩(wěn)災(zāi)害，滑坡產(chǎn)生的原因往往都是多方面的，主要包含地形地貌、巖土性質(zhì)和地質(zhì)條件，以及地震、水文條件、地質(zhì)勘查深度和施工外力作用影響等。針對(duì)高邊坡滑坡的處理方式也多種多樣，對(duì)于一般的滑坡，處理方式注重的是經(jīng)濟(jì)、安全，而對(duì)于頂部有高壓電塔重要結(jié)構(gòu)物的邊坡滑坡處理，更多考慮的是合理的支護(hù)措施及如何快速組織施工以達(dá)到高效、安全、可靠的處理結(jié)果，避免造成重大經(jīng)濟(jì)損失及產(chǎn)生不良社會(huì)影響。

1 工程概況

項(xiàng)目位于廣西柳州市柳北區(qū)北部生態(tài)新區(qū)，線路走向由南向北，起點(diǎn)接北進(jìn)路北段（三合大道至雙沙路）跨線橋落地處，樁號(hào)為 K1+579，向北與生態(tài)學(xué)校連接道路相交后，終點(diǎn)止于樁號(hào) K4+176.813，與沙塘至走馬道路相 交，路線全長(zhǎng) 2 597.813 m，采用雙向六車道規(guī)模，道路標(biāo)準(zhǔn)紅線寬 40 m，道路等級(jí)為城市主干路，主線設(shè)計(jì)速度為 60 km/h，輔道設(shè)計(jì)速度為 40 km/h。

勘察揭示地層巖性自上而下依次為耕土①1（約 0.6 m厚）、黏土③（約 2.8 m厚）、強(qiáng)風(fēng)化泥巖 ⑥1（約 3.6 m厚）和中風(fēng)化泥巖⑥2，如表1所示。原設(shè)計(jì)經(jīng)深挖路塹邊坡穩(wěn)定計(jì)算復(fù)核后，采用放坡+坡面噴 10 cm C25混凝土掛網(wǎng)噴射 10 cm TBS基材綠化護(hù)坡。設(shè)計(jì)四級(jí)邊坡，坡率設(shè)計(jì)自下而上依次 為 1∶1（第一級(jí) 6 m）、1∶1.25（第二級(jí) 8 m）、1∶1.25（第三級(jí) 8 m）、1∶1.5（第四級(jí)）到頂，每級(jí)邊坡間設(shè)置2 m寬平臺(tái)。平臺(tái)上及坡頂外均設(shè)置截水溝，匯集坡面雨水至坡腳。

2.巖石抗剪強(qiáng)度已考慮了巖體結(jié)構(gòu)面組合情況

3.泥巖⑥1f rk= 2.60 MPa，泥巖⑥2f rk= 5.4 MPa

K3+160～K3+300段邊坡高度約為 26.8 m，頂部存在一座 500 kV沙柳乙線21#高壓鐵塔。周邊環(huán)境為：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，道路樁號(hào)K3+200左側(cè)坡頂，距離邊坡坡腳約 64.2 m處有一座 500 kV沙柳乙線21#高壓鐵塔。該處鐵塔基本情況如下頁表2所示。

由表2可知，塔重 25.827 t，導(dǎo)線荷載為 3.966 t，地線荷載為 0.463 t；基礎(chǔ)型號(hào)A腿，YB6+0.5，埋深為 3.95 m；B腿，YB6，埋深為 3.9 m；C 腿，TB6，埋深為 4.2 m；D腿，TB6+1.5，埋深為 5.7 m。

現(xiàn)場(chǎng)開挖完第二級(jí)邊坡（第三、四級(jí)已完成 10 cm C25噴射混凝土施工）準(zhǔn)備進(jìn)行噴射混凝土施工時(shí)，第二、三級(jí)邊坡發(fā)生局部坍塌，頂層邊坡橫向裂縫寬度擴(kuò)大至 20 cm，坡頂新增加一條裂縫，裂縫基本同路線走向一致，裂縫沿坡面至高壓電塔距離約為 13 m，且存在持續(xù)變化的趨勢(shì)。經(jīng)過監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)顯示，裂縫處位移沉降較大，高壓電塔4個(gè)基礎(chǔ)觀測(cè)點(diǎn)無異常。為保證邊坡施工安全，且對(duì)高壓電塔無影響，組織施工單位、監(jiān)理單位、地勘單位、設(shè)計(jì)單位并邀請(qǐng)專家對(duì)該段邊坡進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘，一致達(dá)成先堆土反壓及坡面臨時(shí)防護(hù)處理，后期進(jìn)行專項(xiàng)永久支護(hù)設(shè)計(jì)的施工意見。

2 堆土反壓及坡面臨時(shí)防排水處理

對(duì)于邊坡產(chǎn)生淺層滑動(dòng)最佳處理方式為堆土反壓。堆土反壓處理需綜合考慮反壓回填體穩(wěn)定性，回填體的分級(jí)數(shù)、高度、平臺(tái)寬度、坡率及回填壓實(shí)度需要滿足設(shè)計(jì)回填處理方案，并需綜合考慮后期支護(hù)施工類型、機(jī)械設(shè)備、安全操作平臺(tái)尺寸及施工便道等方面。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求，設(shè)置2級(jí)堆土反壓，反壓體頂部高出滑動(dòng)面 3 m以上，每級(jí)約高 8 m，邊坡坡率 1∶2.5，第一級(jí)平臺(tái)寬度為 3 m，頂層平臺(tái)寬度 ≥8 m（考慮后期支護(hù)施工設(shè)備操作平臺(tái)），反壓回填壓實(shí)度≥92%。通過完成堆土反壓后，邊坡變形逐步收斂，表明已趨于穩(wěn)定。

為防止雨水入滲坡體，使土體飽水軟化，增加土體自重，降低其抗剪強(qiáng)度而加速滑塌，在滑坡體頂部采取對(duì)裂縫填補(bǔ)黏土壓實(shí)處理后覆蓋防雨布的措施。由于臨近高壓電塔，防雨布需要利用石塊壓實(shí)周邊并采用繩子按照 5 m× 5 m設(shè)置十字交叉綁緊壓實(shí)防雨布，確保防雨布不被大風(fēng)吹起掛到高壓電線產(chǎn)生放電或造成停電，同時(shí)做好雨水引排措施，確保積水不滲入土體。

3 滑坡原因分析及支護(hù)設(shè)計(jì)

經(jīng)地勘專家及各方現(xiàn)場(chǎng)勘察分析，此次邊坡坍塌產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋海?）原設(shè)計(jì)在計(jì)算最終開挖受力工況的邊坡穩(wěn)定性時(shí)對(duì)滑動(dòng)面的c、φ參數(shù)取值相對(duì)偏大，同時(shí)未充分考慮存在多個(gè)滑動(dòng)面的c、φ分別取值，存在一定的不合理性；（2）在開挖邊坡后，由于卸荷，坡頂和上部坡面產(chǎn)生豎向小裂隙，在降雨后，雨水滲入巖層中，炭質(zhì)泥巖遇水后強(qiáng)度會(huì)急劇下降，形成較陡的淺層滑動(dòng)，滑面后因進(jìn)一步卸荷又使邊坡頂部和坡面上部產(chǎn)生新的更靠向坡內(nèi)的豎向裂縫，隨著上述的卸荷→產(chǎn)生裂 隙→軟化→裂隙發(fā)展→產(chǎn)生淺層滑動(dòng)→滑動(dòng)后產(chǎn)生新的卸荷，再重復(fù)上述循環(huán)，逐層向內(nèi)發(fā)展，最終可能會(huì)對(duì)電塔造成不利影響。經(jīng)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)顯示，電塔暫時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài)，但需要及時(shí)采取穩(wěn)固及加固措施。

經(jīng)過專家及各方討論，采取以下措施：

（1）先采用“臨時(shí)堆土反壓+局部削緩坡”措施對(duì)坍塌邊坡進(jìn)行處理，防止發(fā)生進(jìn)一步滑塌，對(duì)坡面進(jìn)行臨時(shí)覆蓋處理，防止雨水滲入。

（2）查明既有滑帶土與結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度參數(shù)，復(fù)核設(shè)計(jì)采用的巖土參數(shù)取值的合理性。根據(jù)復(fù)核后的巖土參數(shù)，重新計(jì)算最終開挖受力工況的邊坡穩(wěn)定性和剩余下滑推力大小，并根據(jù)推力大小合理進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)；支護(hù)樁配筋方式，按照土壓力受力方向及大小布置不同的受力鋼筋；邊坡頂部至鐵塔之間的安全距離坡面采用全部硬化止水，防止雨水滲入土層；安裝深孔檢測(cè)裝置檢測(cè)深層土壤穩(wěn)定性；邊坡支擋加固設(shè)計(jì)需通過南方電網(wǎng)超高壓局柳州局進(jìn)行審定，按照審定后的最終版方案進(jìn)行施工。

（3）通過討論，形成了采用“抗滑樁+錨桿（索）+混凝土格構(gòu)”的結(jié)構(gòu)型式，預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻是樁和錨固技術(shù)相結(jié)合的一種輕型支擋結(jié)構(gòu)［1］，抗滑樁具有抗滑能力強(qiáng)、樁位靈活、圬工數(shù)量小、支擋效果好等優(yōu)點(diǎn)［2］，抗滑樁增加錨索后為多支點(diǎn)樁，受力形式較合理，樁背彎矩較懸臂樁小，且樁頂位移較小。將邊坡放緩后在格構(gòu)框內(nèi)噴混凝土掛網(wǎng)，并噴射TBS基材綠化坡面，支護(hù)全過程加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)并及時(shí)匯報(bào)。設(shè)計(jì)單位根據(jù)各方意見進(jìn)行優(yōu)化及時(shí)出具專項(xiàng)支護(hù)設(shè)計(jì)圖。

4 支護(hù)施工組織及質(zhì)量控制

邊坡總體支護(hù)施工流程為：邊坡反壓回填→截水溝施工及電塔基礎(chǔ)范圍噴射混凝土進(jìn)行坡面防水施工→三級(jí)平臺(tái)處施工抗滑樁→由上至下分級(jí)分段放坡開挖并清表→錨桿（索）施工→格構(gòu)施工和砌筑片石護(hù)腳→錨桿（索）鎖定、封錨頭→框架內(nèi)噴混凝土→鋪設(shè)鐵絲網(wǎng)并固定→噴射TBS基材綠化→對(duì)邊坡進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)→邊坡監(jiān)測(cè)結(jié)果達(dá)到穩(wěn)定要求，施工完成。重點(diǎn)控制抗滑樁施工及錨索（桿）施工，因表層土體松散及存在滑動(dòng)體，需要增加深入巖體 1 m以上套管輔助成孔，確保施工質(zhì)量。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)施工的機(jī)械與 500 kV沙柳乙線20#線路最小距離須 ≥8.5 m，現(xiàn)場(chǎng)做好明顯標(biāo)識(shí)，并在施工過程中做好指揮，確保施工現(xiàn)場(chǎng)人員及線路安全。

抗滑樁施工時(shí)，考慮到安全性及減少施工對(duì)邊坡的擾動(dòng)，采用旋挖鉆進(jìn)行施工。根據(jù)設(shè)計(jì)反壓回填土體設(shè)置臨時(shí)施工平臺(tái)，修筑寬度為 8～10 m的臨時(shí)施工平臺(tái)，滿足施工需求；平臺(tái)修筑完成及監(jiān)控量測(cè)穩(wěn)定之后及時(shí)進(jìn)行抗滑樁及冠梁、錨索的施工。

樁基施工過程注意控制樁位、孔深、孔徑、傾斜度滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)鋼筋籠與護(hù)筒進(jìn)行有效固定確保混凝土灌注過程控制鋼筋籠不上浮及產(chǎn)生移動(dòng)；錨索（桿）格梁施工需要注意成孔角度、深度及灌注質(zhì)量，施工完成后做好拉拔等試驗(yàn)檢測(cè)。經(jīng)過抗滑樁施工完成及第四級(jí)錨索/錨桿格梁完成后，邊坡已處于穩(wěn)定狀態(tài)。

5 監(jiān)控量測(cè)

滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)是一項(xiàng)重復(fù)性和延續(xù)性的工作［3］，全過程監(jiān)控量測(cè)能有效控制邊坡安全。由建設(shè)單位委托有專業(yè)資質(zhì)的監(jiān)控單位實(shí)行檢測(cè)并報(bào)送檢測(cè)數(shù)據(jù)，施工單位配合做好檢測(cè)復(fù)核。監(jiān)測(cè)目的：為信息化施工提供依據(jù)；為邊坡周邊環(huán)境中的各種設(shè)施的保護(hù)提供依據(jù)；為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。監(jiān)測(cè)對(duì)象：本次邊坡監(jiān)測(cè)為君武路K3+160～K3+300段左側(cè)邊坡，采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，按照設(shè)計(jì)要求，該邊坡安全等級(jí)為“二級(jí)”，監(jiān)測(cè)工程按照二級(jí)邊坡要求進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容：邊坡坡頂水平位移監(jiān)測(cè)；邊坡坡頂豎向位移監(jiān)測(cè)；周邊設(shè)施水平位移、豎向位移監(jiān)測(cè)；邊坡裂縫監(jiān)測(cè)；監(jiān)測(cè)巡檢。

5.1 邊坡坡頂水平位移監(jiān)測(cè)

項(xiàng)目水平位移監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)觀測(cè)采用全站儀邊角測(cè)量法，按《建筑變形測(cè)量規(guī)范》（JGJ 8-2016）二等水平位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)技術(shù)要求觀測(cè)。主要技術(shù)要求如表3所示。

5.2 水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

邊坡掛網(wǎng)噴混凝土后在邊坡頂布置半圓形不銹鋼螺栓固定標(biāo)志（水平位移監(jiān)測(cè)與豎向位移監(jiān)測(cè)共用），間距為 15～20 m，共布設(shè)30個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)（B1～B30），其中包括4個(gè)周邊設(shè)施監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

5.3 水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)

采用全站儀極坐標(biāo)法進(jìn)行水平位移觀測(cè)，作業(yè)要求按《建筑變形測(cè)量規(guī)范》（JGJ 8-2016）二等位移觀測(cè)技術(shù)要求進(jìn)行，主要技術(shù)指標(biāo)及監(jiān)測(cè)精度要求如表4所示。

項(xiàng)目采用全站儀（表5）自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行觀測(cè)，確保儀器處于正常標(biāo)定期限及正常施工，并加強(qiáng)保養(yǎng)保修。

5.4 監(jiān)測(cè)頻率和監(jiān)測(cè)次數(shù)

按照建設(shè)單位要求，監(jiān)測(cè)周期應(yīng)不低于邊坡工程竣工后2年，現(xiàn)暫定為項(xiàng)目竣工后2年（表6）。

2.如遇暴雨等特殊情況，則加密觀測(cè)頻率

5.5 控制標(biāo)準(zhǔn)與險(xiǎn)情預(yù)報(bào)

根據(jù)相關(guān)規(guī)范、設(shè)計(jì)報(bào)告及該邊坡的具體情況，邊坡支護(hù)變形的報(bào)警值見表7。

當(dāng)邊坡安全時(shí)，應(yīng)按照方案進(jìn)行監(jiān)測(cè)；當(dāng)出現(xiàn)預(yù)警時(shí)，應(yīng)匯報(bào)各方做好安全控制措施并加強(qiáng)觀測(cè)頻率及現(xiàn)場(chǎng)巡查；出現(xiàn)危險(xiǎn)預(yù)警時(shí)及時(shí)通報(bào)各方撤離現(xiàn)場(chǎng)，保障人員生命財(cái)產(chǎn)安全。

項(xiàng)目設(shè)立監(jiān)測(cè)管理組和監(jiān)測(cè)信息整理分析組，技術(shù)負(fù)責(zé)人為組長(zhǎng)，測(cè)量、技術(shù)部門人員為組員。監(jiān)測(cè)管理組負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)工作的日常安排、組織和協(xié)調(diào)管理。監(jiān)測(cè)信息整理分析組負(fù)責(zé)整個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的匯總和分析處理工作。

6 結(jié)語

本文依托柳州君武路臨近高壓電塔高邊坡滑坡處理工程，通過對(duì)滑坡采取堆土反壓及坡面臨時(shí)處理、滑坡原因分析及支護(hù)設(shè)計(jì)、支護(hù)施工組織及質(zhì)量控制、監(jiān)控量測(cè)等控制措施，表明“堆土反壓+抗滑樁+錨桿（索）+混凝土格構(gòu)”對(duì)處置坡頂有高壓電塔等重要結(jié)構(gòu)物的淺層滑動(dòng)邊坡具備很強(qiáng)的實(shí)用性，同時(shí)也進(jìn)一步說明邊坡施工應(yīng)該遵循動(dòng)態(tài)施工的原則，參建各方及時(shí)對(duì)每一工序進(jìn)行復(fù)核確認(rèn)，設(shè)計(jì)施工需要考慮最不利工況下支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)是否合理，及時(shí)跟蹤過程、驗(yàn)收支護(hù)設(shè)計(jì)是否合理，降低因過多考慮成本及地質(zhì)勘查分析不當(dāng)帶來的施工風(fēng)險(xiǎn)，以及不可控的處理成本、無限放大的社會(huì)影響等，為項(xiàng)目安全有序施工建設(shè)提供有力的支撐。

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收稿日期：2022-10-20