寧武高速黃泥巴坪斜坡工程對地表水的影響

寧武高速黃泥巴坪斜坡工程對地表水的影響

1地表土壤侵蝕寧武高速黃泥巴坪邊坡工程區(qū)的地形類型屬于構(gòu)造侵蝕粘土和砂巖山區(qū)的山坡地形類型。土壤高度為370353.593.9米，相對高差為223.60米。地形切割一般深度為170200m，最大切割深度約為230m。一般地勢為南高北低。邊坡自然坡度20°~35°,坡面自然植被較少,主要為人工種植的莊稼。地層主要由第四系殘坡積碎石土、亞粘土和三迭系中統(tǒng)巴東組第二段(T2b2)紫紅色泥質(zhì)粉砂巖構(gòu)成。區(qū)內(nèi)地表水主要發(fā)育有一條由東向西的溪溝———大河口大溝,流量約10L/s,垂直大河口大溝在邊坡東側(cè)有一條橫向季節(jié)性沖溝。降雨時一部分通過坡面徑流匯入溝溪,一部分通過裂隙下滲補給地下水,轉(zhuǎn)變?yōu)榈叵聫搅?。地表水對路基邊坡工程的影響表現(xiàn)在兩個方面,一是對存在一定膨脹性的T2b2巖石產(chǎn)生崩解作用,導(dǎo)致邊坡坡面巖土崩落;二是地表水下滲,增加坡土體的含水量,增加土的塑性,增大了坡積物孔隙水壓力,降低土體的穩(wěn)定性。本坡積碎石土孔隙連通性較好,鉆探?jīng)_洗液迅速進入巖隙排瀉,地下水不易積存;且地下水位很低(本次勘探孔均未揭露),對邊坡穩(wěn)定影響較小。2覆蓋層結(jié)構(gòu)及邊坡穩(wěn)定性分析本斜坡上、下部地形和基巖面較陡,地面坡度30°~45°,中部地形和基巖面較平緩,地面坡度15°~20°,地表覆蓋層主要為碎石土、塊石土,在軸向上邊坡覆蓋層具有上、下較薄、中部較厚的特征。最深覆蓋層厚度達20.5m。邊坡體寬310米,長280米,面積7.0×104m2,殘坡積層平均厚度約7.0m,推測邊坡體體積為4.9×105m3。覆蓋層主要由碎石土~塊石土組成,由坡積、崩積、崩坡積塊狀堆積物組成。碎石土~塊石土層以泥質(zhì)粉砂巖為主,塊徑20~350mm,含量50~90%,稍密—中密狀,稍濕,粘性土充填,局部粘性土含量較高成含碎石亞粘土。碎、塊石土與不連續(xù)分布的含碎石亞粘土(或全風(fēng)化土)層,與其下伏基巖比較,其抗剪強度相對較低,邊坡傾向27°,與坡體形成順向坡。ZK50+850~ZK51+050段路線從本斜坡中下部以挖方或半填半挖方式通過,路基通過部位覆蓋層碎石土~塊石土較厚地段,路基未開挖前處于穩(wěn)定狀態(tài)。由于路基橫切山坡體覆蓋層較厚的中下部,邊坡高度達到20多米,原坡體抗滑段在開挖后使其處于臨空狀態(tài),邊坡體的內(nèi)外力系均發(fā)生變化,加上坡體土質(zhì)孔隙率大、含水量較高,坡積層中又夾有大量的孤石、滾石,基巖面傾向于路基等,這些因素均易造成邊坡松散覆蓋層的滑塌,為工程滑坡產(chǎn)生提供了基本條件。YK50+990~YK51+080路線從本斜坡中下部半填半挖方式通過,右側(cè)填方斜坡正常刷坡最高達14m,高填方荷載及車軸動荷載過大有可能會引起斜坡地表覆蓋層或強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層面潛在滑塌,導(dǎo)致路基失穩(wěn)。3設(shè)計及剩余滑動力測試的參數(shù)3.1飽和抗剪指標(biāo)對于滑坡穩(wěn)定性計算來說,確定其滑面強度參數(shù)至關(guān)重要。本處滑坡取值綜合考慮以下三種強度指標(biāo):1)參照與本邊坡條件相似的大包邊坡的大型剪切試驗抗剪指標(biāo):天然抗剪指標(biāo)C=46.5kPa、ф=24.8°,天然重度r=21.6kN/m3;飽和抗剪指標(biāo)C=22.4kPa、ф=23.3°,飽和重度r=22.1kN/m3。2)室內(nèi)土工試驗作了直剪分析,但由于條件限制,多數(shù)試驗限于亞粘土或含礫亞粘土,且多為重塑樣,試驗參數(shù)(抗剪指標(biāo))偏低,不具代表性(若采用室內(nèi)直剪參數(shù)計算,邊坡處于失穩(wěn)狀態(tài),與實際情況不符),不能采用。3)極限平衡反算法:邊坡極限平衡狀態(tài)下飽和抗剪指標(biāo)C=22.0kPa、ф=21.5°,飽和重度r=22.1kN/m3。在設(shè)計計算過程中根據(jù)野外對巖土的記錄、描述等情況作適當(dāng)調(diào)整。經(jīng)綜合考慮本處設(shè)計參數(shù)取取值如下:飽和狀態(tài)下潛在滑面抗剪指標(biāo)C=22.0kPa、ф=21.5°,天然重度r=22.1kN/m3,計算安全系數(shù)K=1.25。3.2滑剩余滑動力測試選擇ZK50+960典型斷面進行滑坡穩(wěn)定驗算,滑坡剩余下滑力為2571KN/m。4山坡管理措施針對黃泥巴坪斜坡的特點,對左側(cè)挖方邊坡和右側(cè)填方路基分別作如下處理措施:4.1深層排水措施路線樁號ZK50+870.0~ZK51+054.3左側(cè),共長184.3m,挖方邊坡最大高度29.1m。采用臺階式邊坡:第一級邊坡斜率1∶0.75~1∶1.25,第二級邊坡斜率1∶1。第一級邊坡垂直高度15m,第一級平臺寬5.0m,碎落臺寬1.6m。針對本邊坡特點作如下處理:1)地表、深層排水處理。表層水排水措施:在黃泥巴坪斜坡周界及左側(cè)挖方邊坡坡頂外側(cè)5.0m設(shè)置山坡截水溝、邊坡平臺設(shè)置平臺截水溝、急流槽及跌水以排除地表水;深層排水措施:由于地下水主要賦存于第四系松散坡殘積層及基巖裂隙中,為了保證地下水能有效地排除,采取深層即導(dǎo)水孔排水。導(dǎo)水孔鉆孔直徑為110mm,導(dǎo)水管采用φ100mmPVC或HDPE帶孔波紋管,管外用透水無紡?fù)凉げ及?導(dǎo)水孔上仰與水平夾角為10°。實際工程中可根據(jù)邊坡開挖情況、邊坡水出露位置、抗滑樁開挖后驗證的地下水埋深、層位等適當(dāng)移位或加深。2)抗滑樁支擋及樁頂預(yù)應(yīng)力錨索加固。在ZK50+882.0~ZK51+017.0段左側(cè)第一級邊坡平臺上設(shè)置一排鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁,共計27根,以抵抗滑坡體的剩余下滑推力。抗滑樁斷面尺寸為2×3米,中心間距為5~6米?？够瑯稑俄斣O(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索,樁間設(shè)置橫梁,借以增大抗滑樁的抗滑力。抗滑樁樁頂預(yù)應(yīng)力錨索加固:樁頂布設(shè)8φj15.24高強度低松弛鋼絞線,鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強度不小于1860Mpa;每孔設(shè)計噸位800KN,對應(yīng)采用OVM15-8型錨具,錨孔下傾角為15°,孔徑為φ150。該處設(shè)置錨索的目的是改變抗滑樁的受力條件,減少抗滑樁的截面尺寸及含筋率。本處設(shè)計錨索27根。3)錨桿框架植草。針對邊坡開挖后可能存在表層楔體形破壞或淺表滑塌,特別是第一級邊坡垂直高度達15m,ZK50+870.0~ZK51+054.3段左側(cè)第一、二級邊坡均采用錨桿框架植草防護,第一級邊坡錨桿單根長8.0m,第二級邊坡錨桿單根長14.0m。4.2鋼筋混凝土抗滑樁墻為防止高填方路基荷載及車輛動荷載引起斜坡地表覆蓋層或強風(fēng)化層軟質(zhì)巖順層滑坡,在YK50+991.5~YK51+077.0段填方路基右側(cè)13.0m處設(shè)抗滑樁基礎(chǔ)路堤擋土墻,鋼筋混凝土抗滑樁共計15根,斷面尺寸為1.6m×2.4m,中心間距為6米。抗滑樁頂部設(shè)置厚1.5m鋼筋混凝土承臺,承臺上砌筑C15片石混凝土路堤擋土墻,通過承臺預(yù)埋鋼筋將承臺、片石混凝土擋土墻和抗滑樁連成整體。根據(jù)擋土墻基底寬度,承臺分3.4m寬和4.0m寬兩種尺寸。5路塹防護施工注意事項邊坡病害治理工程較復(fù)雜、合理確定項目的施工順序顯的尤為重要,為確保施工和運營過程中路基邊坡的穩(wěn)定,除采用合理的支擋加固措施外,還必須采用科學(xué)有效的施工方法、工藝及程序,避免施工過程中邊坡失穩(wěn)破壞,造成重大損失,甚至于留下后患,影響邊坡的長期穩(wěn)定和運營的安全。1)充分做好施工前的準(zhǔn)備工作,提前修筑施工臨時便道,保證施工隊伍進場后能順利開工建設(shè)。2)認(rèn)真做好各項工程施工組織計劃,充分考慮當(dāng)?shù)丶竟?jié)性氣候?qū)κ┕すに嚨挠绊?盡量避免在雨季施工。新開挖邊坡未防護前,雨天須對坡面進行遮擋、防止水流對邊坡侵蝕。3)施工單位必須現(xiàn)場實測斷面,按設(shè)計坡率放線,放線以路線中心線及路基標(biāo)高為準(zhǔn)。所有支擋及防護工程,均應(yīng)按設(shè)計型式尺寸掛線放樣施工,保證施工質(zhì)量。加強觀測、專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場指導(dǎo)施工、合理安排工序等是保證邊坡穩(wěn)定的主要因素,各單位及部門應(yīng)予以足夠的重視。4)開挖及支擋工程施工前須做好地表排水系統(tǒng)。5)對邊坡穩(wěn)定性較差的路段,必須采取隨挖隨支護的施工方法,嚴(yán)禁一次開挖到底,應(yīng)開挖一級,支護一級,然后再開挖下一級。同時也要避免開挖暴露時間過長,使邊坡松弛范圍變大,造成新病害。邊坡開挖施工要保證坡面平整順直,以利支擋及防護工程的施工。邊坡開挖中,如有地下水出露,應(yīng)將地下水排出引入排水系統(tǒng),不可堵死。6)加強施工地質(zhì)工作,實施動態(tài)管理原則。由于勘察手段及勘探數(shù)量的局限性,地質(zhì)資料與實際開挖面可能有一定出入,某些不穩(wěn)定塊體及斷裂破碎帶位置及分布范圍在路塹開挖過程中,應(yīng)及時通知業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計代表,根據(jù)實際情況修改完善設(shè)計,做到既安全合理,又經(jīng)濟實用,達到最滿意的施工效果。7)路塹施工中應(yīng)采用光面爆破和預(yù)裂爆破施工技術(shù),嚴(yán)格控制藥量,嚴(yán)禁采