高速公路路堤滑坡处治方案设计与工程施工

  【内容摘要】本文介绍了云南昭麻公路K92+000~+150段滑坡的防治设计与施工情况。结合工程地质情况和公路运营安全因素考虑,做出具有较强针对性的施工抢险方案,并付诸实施,最终保证了公路安全运营。

  【关键词】土钉墙,抗滑桩,预应力锚索,填方路基,盲沟

  1、工程概况

  1.1概述

  云南昭麻公路K92+000~+150段路堤滑坡处治工程,滑坡后壁位于公路路肩处,滑坡前缘延伸到坡脚水沟。填方路基为高粘性土,遇水极易软化,受2001年6月初大雨影响,路堤挡墙背部低凹处积水,软化地基,导致路堤挡墙倾覆,从而牵引填方路堤下滑,滑体长100余米,宽50余米,深约10米,滑体方量达3000m3,呈倒喇叭状。滑体一直处于滑动阶段,加之该地区2001年8月连降暴雨又出现了局部地段的滑动,致使路面局部产生大裂纹,路堤临空高度达15米,严重影响到该路段路基运营安全。

  1.2地质概况

  根据钻探资料揭示,场地内地层为素填土、残坡积粉质粘土、碎石土(强风化泥岩滑动后形成),其地层描述如下:

  ①素填土:褐红、褐黄、紫红色,主要由粘性土组成,含泥岩块石和长石石英砂岩碎块。碎块大小一般0.3~0.25cm,最大18cm,含量约5~15%,呈棱角状,强风化。钻孔部位揭示该层均在滑坡体中,结构松散,稍湿~湿。厚1~2m。

  ②粉质粘土:褐黄、浅黄色,含水量少,长石石英砂岩、泥岩碎块,系坡积层。碎块大小0.4~3cm,含量约2%,呈棱角状,强~中等风化,可塑状,湿~很湿。属滑坡体,厚1.2m。

  ③粉质粘土夹粘土:紫红色,偶含未完全壤土化的泥岩包块,系风化残积层,钻孔部位揭示该层为滑坡体。可~硬朔状,湿~很湿,厚0.9~3.4m。

  ④碎石土:紫红色,主要由泥岩碎块和粘土组成。碎块大小一般0.2~2.7cm,最大约8cm,含水量约5.5%,呈不规则棱角状,强风化,为泥岩。该层为滑坡体堆积层,未滑坡前为强风化泥岩。厚2.7~10m。

  ⑤泥岩夹薄层泥质灰岩:紫红色,泥质结构,构造不甚清晰(无序状),节理裂隙、风化裂隙很发育(泥质充填)。岩芯多呈碎块状(大小一般0.2~2cm,最大约8cm,占50%)和泥状(占45%,含机械破碎),极少量短柱状(长3~10cm,占5%),系强风化层,KQD值为0~38%,属结构面质合很差的极破碎之极软岩岩体。

  该滑坡体场地内无地表水体流经,滑坡体一侧有一排水沟通过(雨季及雨季过后相当长一段时间有水体通过)。勘察钻孔中均有地下水,为基岩裂隙水,为大气降水和基岩裂隙水补给,水位埋深0.8~4.2m(由于施测时间较短,存在一定程度的误差)。从区域水文地质条件和现已施工运营的混凝土构筑物看,环境水对混凝土无腐蚀。

  2、设计概况

  根据方案对比,经过3次方案优化,最后采用的综合治理方案如下:

  2.1临时与永久相结合的土钉墙喷砼锚固

  为保证公路行车的安全,在滑坡体的整个陡坎面上按1.5×1.5m间排距布置Φ48mm平均长为12m的钢管土钉,1∶1砂浆全长注浆锚固,注浆压力0.5~0.8Mpa,土钉间用Φ12mm螺纹钢筋连接;辅以全坡面Φ20mm长2.0m的螺纹钢筋锚杆,按1.5×1.5m的间排距布置,锚杆垂直坡面安装;挂Ф6.5Ι级钢筋网,网度250×250mm,喷射砼厚度80~100mm,强度等级C20。

  2.2排水与柔性支挡相结合

  利用滑坡收口处为建立柔性支挡的主要工程位置,采用抛石回填块石过滤坡体内渗水及建立工程平台,其上设置钢筋石笼柔性支挡,然后原地清方回填反压坡脚,采用这种允许有一定变形的钢筋笼块石支挡反压填方,增大阻滑力,为路堤填方体提供支挡力,将抛石回填中渗出的地下水直接由盲沟导排于小河沟中,可见地表水由一条明沟直接导排于涵洞,减少地表水和地下水对滑坡体直接影响。

  2.3抗滑桩与锚索、挡土板分别独立的整体结构

  根据探坑和地勘报告所揭露的该区特殊的地质地层结构,并结合该滑坡体的稳定性分析,在滑体中下部设置一排抗滑桩(5棵)、挡土板、锚索(5束),用于承受滑体的主要下滑力和填方的支挡结构。

  抗滑桩锚索支挡,抗滑桩截面1.5×2.0m2,设计桩长18米与20米两种;抗滑桩上锚索采用5根φj15.24mm高强度低松弛无粘结钢绞线编制,承载力500kN,安装角20°,设置在桩顶下1米处,钻孔直径φ130mm,长度有20米与22米两种,过滑面9~10m,锚固段长度8m,粘结材料为1:1水泥砂浆;桩间距6.75m,过主滑面嵌入基岩6~8m,桩身混凝土强度等级C25;桩间用翼缘板与挡土板构成桩板墙,形成分别独立的整体性结构。在桩外的地段采用M7.5浆砌石变坡挡墙构筑物连成整体,为该路段填方路堤提供支挡。

  2.4M7.5浆砌石挡墙

  在滑坡体下部的河道设置一条长约35米的俯卧式挡墙,挡墙墙身高有4.0m和5.0m两种,基础高2.0m,全部嵌入弱风化基岩中,河床之下,坡比1∶0.25,并设有泄水孔,坐浆、挤浆法砌筑M7.5浆砌石砌筑,形成一道良好的河道防护措施;在其它位置设置有八字挡墙和恢复原已破坏的涵洞处挡墙,形成整体有效的多级支挡措施。

  2.5填方与其他工程技术措施增强填方效果

  填方严格按照规范要求施工,按照土样试验数据来控制填方的压实度及含水量,填方前作好场地清理,设计采用铺设6层20KN/m双向拉伸土工格栅,有效增强了填方的整体性及抗滑性;按设计要求,在滑坡体的反坡凹处及填方结合部浇注C15埋石混凝土,增加碾压遍数,改善了填方结合部和填方土质台阶的实际效果。

  3、施工概况

  昭麻公路K92+000~+150段路堤滑坡处治工程,自2001年8月10日以来,经过工程地质勘察及昭麻公路建设指挥部专家组多次到现场调研指导和方案优化对比,经我公司工程技术人员精心设计、计算,于2001年8月28日形成最终方案,并经昭麻公路建设指挥部工程处审核通过,正式进行主体工程的施工,工程历经3个月18天的努力,于2001年12月20日全部竣工完成。

  工程施工共分以下五个阶段进行:

  3.1施工准备阶段

  主要包括施工机具、材料及人员的进场,完成临时设施的搭建及供水、供电安装。

  3.2工程地质勘察和方案优化阶段

  通过地质钻孔和地质探坑揭露滑坡体地质及综合地调情况,昭麻公路建设指挥部专家组和我公司技术人员多次踏勘现场,经过多次方案优化;在此期间,同步完成了抛石回填和土钉墙、盲沟和引水沟、施工便道工程。