山區(qū)高速公路滑坡的治理論文

1、 山區(qū)高速公路滑坡的治理 前言目前，中國正處于大力發(fā)展西部的經(jīng)濟，中國西部經(jīng)濟的落后，除了歷史的原因，從中國的地理來看，越往西的地區(qū)地勢海拔越高，山嶺越多，特別是從湖北西部開始，有鄂西北秦嶺支脈重丘區(qū)等山嶺地區(qū)，在山區(qū)中建設高速公路的難度很大，除了國家投入的建設資金要比平原地區(qū)的建設資金大、建設周期長、冬季施工氣溫低等原因，最重要的是在山嶺地區(qū)有些山體地質情況不穩(wěn)定，容易發(fā)生地質災害，如滑坡、泥石流等。這些地質災害直接威脅到工程的整體安全及建設人員的生命安全。所以考慮建設山區(qū)高速公路時，地質災害是公路建設決策者最重視的一個項目工程。 工程簡介在建的武（武漢）銀（銀川）高速公路的十漫段是以湖北省

2、十堰市為起點到陜西省漫川關止。以其第一標段第十工區(qū)的滑坡的治理工程為例，該路段穿越鄂西北秦嶺支脈重丘地區(qū)地形高差大，沿線地質條件十分復雜，地質災害頻發(fā)，成為影響線路選線、公路規(guī)劃設計的主要因素，四方山滑坡就為其中之一的典型。該滑坡場地位于十漫高速k9+880k10+045段，滑坡體前緣高程242m，后緣高程328m。南北寬100200m，東西長約360m，上寬下窄，滑坡面積5.74104,體積8.6105 m3，總體呈現(xiàn)為圈椅狀凹緩地形，平均坡度12，前部較陡，約為15，中上部坡角小于10，呈現(xiàn)為緩坡平臺。滑坡周界有少量的住戶，滑坡前緣為一住宅小區(qū)，并直對公路、鐵路、高速公路擬于滑坡中前通過。

3、因此滑坡將直接威脅高速公路幾場地周圍居民和公共設施的安全。滑坡的治理是復雜的，前期的勘察也是最關鍵的，它是設計的重要資料，也在施工中的參考的依據(jù)。前期勘察包括地理環(huán)境與地質環(huán)境、滑坡體基本特征、滑坡體穩(wěn)定性分析與評價等內容。滑坡體在半飽和狀態(tài)過度到飽和狀態(tài)，水是重要的原因，有大氣降水、地表水、地下水等，水可以在滑動體與基巖中起到一個潤滑的作用，加速滑坡體的滑動，因此，水文條件是前期勘察不可忽視的一個內容。地區(qū)地處亞熱帶季風氣候區(qū)，日照充足，降水充足、四季分明，但冬季偏長。年平均氣溫在1117；最高月平均氣溫2829，極端最高氣溫3941（78月份），最低月平均氣溫1左右，極端最低氣溫11.9（

4、12月份），無霜期240天左右，年平均降雨量696.1900.0毫米，降水主要集中在夏季，占全年降雨量的3943，全年盛行東南風，其次為西北風?；聟^(qū)地表水主要為大氣降水、滑坡后上部山體泉水及居民飲用水和灌溉引水，地下水以孔隙潛水、土層滯水為主，基巖地下水類型主要是一裂隙水為主。受降水影響，區(qū)內地下水量季節(jié)性變化較大，旱季滑坡處于半飽和狀態(tài)，雨季處于飽和狀態(tài)，滑坡滑動相應表現(xiàn)為旱季緩，雨季快的特點。四方山滑坡體為第四系殘坡積碎石土、亞粘土厚度在525米，前部較薄，后部較厚，滑帶處于上部堆積體與基巖接觸帶之間，層厚0.30.8米，可見明顯檫痕?；鶐r主要為中遠古界武當山群中組（pt2wd2）白云鈉

5、長片巖?；轮苓吢冻龌鶐r產(chǎn)狀為60805570。巖層傾向坡外。水的治理 水是引起滑坡滑動的重要因素，水從滑體與基巖之間的滑帶中滲入，沖刷滑帶土，滑帶土由碎石顆粒和亞粘土組成，穩(wěn)定性差，質地松散，遇水容易引起不穩(wěn)定。四方山滑坡體富水，為了解滑坡體的出水量，從滑坡體上的四個泉眼進行抽水實驗，用桶量法，先把桶的容積測出來，記錄提出第一桶水的起始時間和最后一桶的結束時間，并記錄桶數(shù)，它們之間的關系可以得出這一個泉眼的水共有多少的立方。到最后這個泉眼的水又回到抽水之前的位置所用的時間，用這個泉眼的水量除以水位恢復的時間，就是這個泉眼的出水量。 這四個泉眼有一個在擬建的高速公路的鴻線以內，高速公路的路基將

6、把這個泉眼掩埋，其余的在鴻線范圍以外。所以測出的出水量將對滑坡治理工程乃至這一段路基的建成后的安全起到重要的作用。根據(jù)測出的出水量，說明在滑坡體中除了有降水和地下水之外，還存在著一個大的水源，這可以為什么在旱季時滑坡體還處于半飽和狀態(tài)。通過到設計方案給出的后緣以外地區(qū)尋找，找到了一個類似沼澤的池塘。對滑坡體水的治理采用的方法是“排、截、集”，在滑坡邊界修排水溝；在滑坡內修截水溝和集水井。排水溝的作用是在雨季時將大量的水通過排水溝排出滑坡體；截水溝的作用是將滲入滑坡體中的水在滑坡中部就截住，把截住的水通過與截水溝相連的排水溝排出；集水井的作用是將地下水收集起來，通過排水溝排出。排水溝在沿滑坡邊界

7、修筑，同時考慮到四方山盤山公路的排水問題，將原有的公路邊溝加以改建，這樣可以同時用做滑坡排水溝，為避免雨季到來時大量的雨水對邊界排水溝的沖刷，減少邊界排水溝的動水壓力。截水溝的作用可以分為前期作用和后期作用。在前期，由于要減少挖孔時地下水向孔內滲入，所以沿著樁位的后部修截水溝；由于在鴻線以內有樁，所以在高速公路在修好后，截水溝對路基是否有用呢？通過對滑坡治理，在一定的程度上能減輕對公路的破壞，但畢竟這個滑坡還是存在，不能不考慮公路建成后，滑坡體滲水對公路的影響，所以在鴻線內的的截水溝就要改成盲溝,一方面有利于減少滲水對路基的侵蝕,另一方面作為滑坡的排水系統(tǒng)也起到繼續(xù)排水的作用?；碌闹卫?通常

8、對滑坡的處理有抗滑樁；打錨桿；反壓等。就四方山的滑坡處理是用40根抗滑樁在滑坡的中下部進行打樁，這40根樁的規(guī)格、樁型、深度不一樣，最大的抗滑樁口徑為34m，樁為32m；最小的抗滑樁口徑為23m,樁深15m。樁型分為as、bs、cs、ax、bx、cx型。這40根抗滑樁分為根據(jù)位置的不同，分為g排樁、h排樁、f排樁，g、h樁同時從公路的上部通過，而f樁從公路下部通過。而最大的樁則布置在上部中間的位置，從而可以知道這個滑坡的主滑方向。以試樁h8為例，h8樁的規(guī)格是34m，樁深是32m。試樁的作用是通過挖這個樁來弄清地層情況；這個滑帶的位置；有幾條滑帶；地下水位；強風化的位置；進入中風化的位置。通過

9、試樁這些資料和勘察報告來對比，是否有出入。設計文件中規(guī)定樁深的三分之一入中風化。從h8開挖至今來看，地層分為第四紀殘坡堆積層、亞粘土和碎石層、強風化層、中風化層。而在亞粘土層和碎石土層中發(fā)現(xiàn)的碎石為鈉長片巖和灰綠巖。h8試樁的護壁是分段支護，每段1.2m，采用的是c20混凝土，護壁中有6根箍筋，72根豎筋。箍筋以直徑10的圓鋼均勻分布，豎筋以直徑8的圓鋼均勻分布。豎筋又分為1.1m和1.2m。1.1m的豎筋作用是結構筋，而1.2m的豎筋作用除了起到結構筋的作用外還起到連接上下護壁鋼筋的作用。護壁作為臨時的支護工程，最主要的起到是擋土的作用，因為井越深，土壓力越大。主滑方向 如果按設計上的主滑方

10、向是南北方向，南面護壁土壓力最大，而東、西面護壁土壓力最小，這是在南東 西 北成樁后抗滑樁的承力的情況。而在做護壁是就不應該以此來考慮護壁的承力情況，為什么這么說呢？因為在h8護壁到8.7m時，此時，根據(jù)設計給出的潛層滑帶就在這個范圍，如果護壁不到位，將來很有可能在樁芯還沒有澆成，因為滑體的滑動造成孔位錯位，這不僅對試樁本身是一個很大的危險，嚴重的可能這個試樁就會廢掉，重新選擇試樁，重新考慮新試樁地層和廢樁地層的關系，一系列的問題都會出現(xiàn)。 但最怕的事還是發(fā)生了，就在準備澆筑第八模護壁時，上一模的護壁后面出現(xiàn)了異常的響聲，第七模的西面砼墻壁出現(xiàn)了裂紋，并且在2分鐘內，裂紋急劇擴大，進而將整個西

11、面砼護壁完全被土推了出來，相鄰的兩個墻面也出現(xiàn)了不同程度較大的裂紋，用于上下連接的豎筋端頭也被拉直。 這就有幾個疑問出現(xiàn)了， 這個滑坡體的荷載有哪些； 第七?？灞跒槭裁纯宓氖俏髅鎵Γ皇侵骰较蚰厦鎵?； 按照設計從上到下的護壁鋼筋網(wǎng)都是用一種型號是不是穩(wěn)妥，垮壁的原因和山區(qū)冬季施工砼的養(yǎng)護之間有什么關系呢。 四方山滑坡體是屬于第四系殘坡堆積體，考慮作用在滑坡體上的力（p），還必須考慮滑坡體的自重（w），滑面的摩擦阻力（r），地表建筑物在滑坡體上的附加荷載荷（f）荷滑坡體上的臨時荷載（fl），還應考慮雨季時雨水和滑坡體上水源作用在滑坡體上的動水壓力（pd）,即作用在滑坡體上的合力應為： p =

12、 w + r + f + fl + pd 在旱季和雨季時，滑坡體處于半飽和狀態(tài)和飽和狀態(tài)，所以從各方面來考慮，滑坡體上的大部分荷載時穩(wěn)定的，只有pd會有變化，當在旱季時，pd只有滑坡體上的水源作用，而到了雨季時，pd就會成了雨季時的雨水作用和滑坡體上水源作用的和。 四方山滑坡體從裸露的巖層看，走向為北東走向，傾向為南東60 80，傾角為55 70。從整體這個方面說，在沒有挖開孔基之前，土層為一個整體，受到的壓力均勻分布，挖開過后，越往下護壁的土壓力越大，并且在這個層面是一個潛層滑動面，上下土層不是一個整體，當挖開第八模時，以上的土層就失去了一個承重的平臺，第七模以上的土就從第八模的空隙滑進孔里

13、，第七模的砼護壁在強度沒有完全起來的情況下，是抵擋不住如此大的土壓力。 從這個角度來考慮，就不難解釋為什么是西面墻垮壁了，從以下的斷面圖和平面圖來看，潛層滑動面的走向是由西向東，孔徑范以外的南面和北面土層完整，而孔徑范圍內的土層出現(xiàn)了斷層，所以很大土壓力，當?shù)诎四Ｍ练酵谕旰?，第七模以上的土就南東 西 北從第八模的空隙中滑出來，土層沿著滑動面將第八模已完成的土方坑填平，土方的瞬間涌出，此時的土處于動態(tài)，壓力在瞬間最大，所以，第七模護壁也就被土層推出來分析看出，這與滑坡的主滑方向是沒有聯(lián)系的，而只和地層有關系。如果是由滑坡的滑動造成的，那么，不應該只是護壁被推了出來，而應該是護壁被錯開，東面墻也應

14、該有錯動的痕跡，所以這和滑坡的主滑方向是沒有聯(lián)系的。 從以上的分析看，護壁是被土推出來的，那么混凝土內的鋼筋網(wǎng)應該會抵擋土的壓力，但事實上是，用于上下連接的鋼筋鉤子被拉直，從這一點來分析，鋼筋的用得不合適，西面墻是4m長，并且在勘探時就發(fā)現(xiàn)了這條潛層滑動面的存在，而且是不只一條滑動面，那么綜合考慮，護壁的鋼筋網(wǎng)就不應該是從上到下用一種型號，應該根據(jù)層面的不同，選擇不同的鋼筋網(wǎng)。 比如在滑動面以上可以按照直徑為10mm、8mm作為護壁的鋼筋網(wǎng)，通過滑動面時鋼筋的用直徑更大的螺紋鋼筋作為受力鋼筋，或者在原受力鋼筋的情況下增加鋼筋，上下之間的連接鋼筋采用焊接的形式，讓護壁的鋼筋混凝土有足夠的抵抗力，

15、通過滑動面后可以恢復成直徑為10mm、8mm的護壁鋼筋網(wǎng)。 h8試樁跨孔是在冬季施工的情況下，白天的最高溫度為41，夜間溫度在零度以下，水經(jīng)過一夜后就會結冰，混凝土的養(yǎng)生溫度在201，在h8護壁的養(yǎng)生階段困難，主要表現(xiàn)在由于是挖孔樁土質松散，孔內盡可能的不能有水在孔底等。 養(yǎng)生條件的限制，直接的關系是混凝土的強度情況，在整個的冬季施工中，養(yǎng)生還依靠著地溫的條件，在地質學中知道，地層越深，溫度也就越高，但在高度只有8.4m的深度，這個溫度感覺不是很明顯，所以，在垮孔之前，發(fā)現(xiàn)的混凝土顏色深，并且在成型后的四天后顏色還是沒有改變，還出現(xiàn)了較明顯的裂紋，這就說明混凝土的強度還沒有達到70%之前，護壁

16、就開始承受土壓力了。另外，從做出來的抗壓試件來看，經(jīng)過一夜的露天存放，混凝土的表面結了一層薄冰，用手按一下，就會發(fā)現(xiàn)，混凝土的表面還是很軟，就象是剛剛做的一樣，在這種山區(qū)施工的情況下，按照橋梁的技術規(guī)范，冬季施工時橋梁各個部位不允許使用早強劑，必須在梁場進行蒸汽養(yǎng)生，但作為樁芯的附屬支護工程，為了使混凝土的強度提前達到70%，應該可以加入適當?shù)脑鐝妱?，但根?jù)指揮部下發(fā)的冬季施工的要求中，把抗滑樁作為挖孔樁來看待，就不允許使用早強劑。雖然在有地溫的前提下，可以得到些溫度，但畢竟不能達到混凝土養(yǎng)生的溫度條件。所以，從到目前為止，整個抗滑樁的施工過程中，根據(jù)設計圖來施工，確實有讓人不盡如意的地方，就

17、此，想談談自己的想法。關于四方山滑坡的地質鉆孔不是很具體，從設計圖上看鉆孔的位置相隔的很遠，不能代表整個施工區(qū)的地質情況，僅僅作為參考而已，造成施工過程中地層分界在設計圖中難以確認，附近地質鉆孔的柱狀圖地層分界只能有來對比。在g號樁的設計中，每個樁長15m，在10m的位置就可以見到中風化，但在實際施工中見到中風化的深度與設計有很大出入，g1在6.2m見到強風化，到現(xiàn)在12m還是強風化層，g3在9m的位置見到中風化，g5在13m見到中風化，g7還沒有有見到，從這組數(shù)據(jù)中看出，g樁的巖層不是在一個平面上，見下圖。上圖g排樁平面圖下圖g排樁剖面圖從示意圖看，g排樁是一個小向斜，g1樁失去了碎石土層，

18、直接從填土層進入了強風化層，越往后進入強風化層的深度越深，與設計要求的進入強風化深度有很大的區(qū)別，并直接影響到設計樁長。所以，單憑依靠鉆孔取得的地質資料是有缺憾的。一、鉆孔距離太遠，在一個大的區(qū)域中只鉆一個孔是不能真實的反映施工區(qū)的地質情況。如果在初次勘探之后，確定了施工區(qū)域后，應該在對施工區(qū)域的地質情況再進行一次詳細的地質勘探，孔距縮小，這樣可以對各層面進行給深入的了解，為設計配筋工作提供直接的依據(jù)。二、設計中沒有考慮到實際的情況。根據(jù)標準圖來做護壁、樁芯的設計，這存在著一個很大的工程隱患，畢竟標準圖是代表不了所有滑坡治理工程的設計，尤其這種一直在滑動的真滑坡。從計算的數(shù)據(jù)到抗滑樁的所有關鍵

19、工序的設計，都應當從實際施工中出發(fā)。三、對于坡角,設計沒有處理。這個滑坡是一直都在動的真滑坡，那么，除了在山上用抗滑樁的處理，在坡角也應該考慮用反壓的形式來處理。四方山坡腳是居民區(qū)和城市道路，滑體一直在動，對居民區(qū)和道路是個威脅，反壓后對坡腳可以起到一個反作用力，使滑體的下滑力趨于平衡。由于，這個工程在盤山公路旁，挖樁后的棄方量很大，堆積在山坡上無疑增加了不穩(wěn)定因素，在坡腳反壓處理也可以解決棄方的問題。四、對樁位的處理。h排樁一共有18根樁，從h11到h18樁都設計在盤山公路，四方山上山唯一的路就是這條盤山公路，在公路上開樁首先要考慮的是對盤山公路進行改道，從工期的角度來考慮，這8根樁要等到公

20、路改道完后才可以開孔，使整個工程工期提前的計劃受到制約。再者，這8根樁有一短邊設計在公路的邊緣，這個位置正好是在擋土墻上，在這個位置開孔就等于說這條短邊有3、4m處于凌空狀態(tài)，并且土壁很薄，考慮到滑坡移動的問題，這個壁可能會穿孔，對孔內安全作業(yè)產(chǎn)生隱患。對這個樁位應該考慮往后移，消除h樁軸線的拐角。使著18根樁在同一軸線上。讓樁的受力均勻。對滑坡的監(jiān)測 對于滑坡的監(jiān)測是綜合性的，其中包括對滑坡周邊的觀測點進行的監(jiān)測、對滑坡內的裂縫的監(jiān)測、針對山體的測斜等手段，目的在于觀測滑坡體的在某一段時間的位移及速度。由于滑坡處于動態(tài)，滑坡內的建筑物的坐標在變化，監(jiān)測點設置在滑坡內是毫無意義的，不能反映出滑

21、坡位移情況。每次監(jiān)測時從滑坡體外的監(jiān)測點對滑坡體內的固定點進行觀測，通過儀器對固定點的觀測，測出各固定點的坐標，與前一個月的所測坐標數(shù)據(jù)進行對比，從中得出位移量及位移速度。遇到降水是則要對監(jiān)測進行加密。常規(guī)的監(jiān)測是對裂縫的監(jiān)測，滑坡內的盤山公路上和前后緣都有裂縫出現(xiàn)，裂縫的監(jiān)測可以直觀的感受到裂縫擴大或縮小，同時，裂縫監(jiān)測有一個缺陷，就是不能很真實的反映出裂縫是由于滑體移動造成的還是由其他的因素造成的。特別是公路上的裂縫，由于機動車的往來，對已經(jīng)存在的裂縫會造成擴大，另外，還可能造成新的裂縫出現(xiàn)，但是，前后緣的裂縫則可以反映出滑坡體滑動的動態(tài)情況，前后緣的裂縫是沒有任何人為擾動的，通過同一裂縫

22、的水平位移和垂直位移的統(tǒng)計，可以看出滑坡體是否穩(wěn)定，但是這些數(shù)據(jù)不能作為衡量滑坡體移動量的根據(jù)。測斜是滑坡治理中監(jiān)測常用的一種方法，是沿著滑坡體滑動的方向，并排打孔，將鋼管放在里面，每隔一端時間就對鋼管進行監(jiān)測，同時記錄鋼管的彎曲量，這種記錄是用儀器進行，測斜儀是一種可精確地測量沿垂直方向土層或圍護結構內部水平位移的工程測量儀器。測斜儀分為活動式和固定式兩種，在勘察孔測斜中常用活動式測斜儀。在勘察孔成孔后將有四個相互垂直導槽的測斜管逐段連接置于孔中，測量時，將活動式測頭放人測斜管，使測頭上的導向滾輪卡在測斜管內壁的導槽中，沿槽滾動，活動式測頭可連續(xù)地測定沿測斜管整個深度的水平位移變化，如圖2所

23、示。1測斜儀的工作原理是根據(jù)擺錘受重力作用為基礎測定以擺錘為基準的弧角變化。當測斜管隨孔深偏移時，測斜管的位移量即為該孔的偏移位移量。放入測斜管內的活動測頭，測出的量是各個不同分段點上測斜管的傾角變化xi，而該段測管相應的位移增量si為：sili sinxi (1)式中l(wèi)i為各段點之間的單位長度。由于鉆孔鉆進場前已經(jīng)嚴格檢驗過鉆頭位置和鉆桿垂直度，所以孔口處可以認為是位移不動點，孔內任何處的水平位移值n就是各分段位移增量的總和：圖2 測斜儀測量原理測斜管可以用于測單向位移，也可以測雙向位移。測雙向位移時，由兩個方向的測量值求出其矢量和，得位移的最大值和方向。 測量過程描述1 將鉆孔用清水沖洗到測量深度，使用探繩測量鉆孔