摘要:京台高速公路南平段位于闽北山区,地形复杂,同时受构造影响,岩体较破碎、风化强烈,风化层普遍较厚。其中, K44+660~K44+850 段滑坡位于暗头大桥桥位区,有其特殊性,本文对该滑坡的的治理设计进行了分析探讨,以期为类似的滑坡治理工程提供借鉴和参考。
关键词:高速公路;桥位区;滑坡;治理设计;
一、 引 言京台高速公路南平段是《国家高速公路规划网》中“二射”北京至台北射线在福建省境内的重要组成路段。路线起点在建瓯市东安村附近,与已建浦南高速及松建高速相交,设置弓鱼枢纽互通,终点位于大演村,接京台高速宁德段,全长62.686 km。项目采用双向四车道高速公路标准,设计速度100Km/h,整体式路基宽度26m,分离式单幅路基宽度为13m。其中,本项目K44+660~K44+850 段滑坡位于暗头大桥桥位区,有其特殊性,本文对该滑坡的治理设计做简要介绍和探讨。
二、项目工程地质概况
2.1 地形地貌K44+660~K44+850 滑坡位于建瓯市迪口镇值源村北,高速公路路线以暗头大桥左、右幅桥梁的形式从滑坡体中间穿过。
2.2 地质构造项目区地处闽西北隆起带、闽东火山断拗带的次级构造单元松溪—至建溪拗陷带,北东向及北北东向构造发育,并且历经多次构造运动及火山岩浆活动。
2.3 地层岩性滑坡区内地层岩性自上而下分别叙述如下:(1)第四系全新统坡残积层:分为上部的可塑~硬塑、褐黄色~灰黄色的粉质粘土层以及下部的褐黄色碎石层;(2)震旦系龙北溪组片麻岩:分为全风化、强风化和中风化层。
2.4 滑体结构特征及物质组成滑坡体结构总体上仍保持原地层层序,滑坡前缘及整个坡体上部物质为可塑硬塑状粉质粘土及中密状碎石。
2.5 滑动带特征滑动带总体上呈折线型,后缘一带滑动面最大倾角为40°,一般为15~20°,滑动带物质主要为已剪切破坏的棕黄色、砖红色的粉质黏土。滑坡体最大厚度为11.80m,下部为稳定的全风化片麻岩。
三、 滑坡稳定性分析与评价采用《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)中的传递系数法对滑体稳定性进行定量评价。计算剖面采用主滑剖面(Ⅱ-Ⅱ'断面),所选用的粘聚力C、内摩擦角φ 值系根据反算分析并结合实际试验结果情况及工程经验综合选取。
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稳定性计算结果如下:主滑剖面天然状态下的稳定系数FS=1.08,该剖面处于欠稳定状态,暴雨情况下的稳定系数FS=0.99,与目前坡体处于极限平衡状态吻合。
四、滑坡治理设计方案
4.1 设计工况及参数(1)设计工况1:自重+暴雨。按规范要求,同时考虑到桥墩处的重要性,对桥墩段的滑坡设计安全系数:K=1.2。对非桥墩段的滑坡设计安全系数:K=1.15。
(2)设计工况2:自重。按规范要求,设计安全系数:K=1.25。
本次稳定性计算中,滑动面的设计参数主要依据地勘资料、工程地质类比结合反算,确定如下:(1)自重+暴雨工况下,滑动面强度参数C=11.2KPa,滑动面的饱和内摩擦角φ=20°。滑体的饱和容重取19.2kN/m3。
(2)自重工况下,滑动面强度参数C=13.3KPa,滑动面的天然内摩擦角φ=21.3°。滑体的天然容重取18.6kN/m3。
4.2 滑面选择综合设计工况,对桥墩段滑坡,取其不利推力1900kN/m 作为本次设计推力;非桥墩段滑坡,取其不利推力1700kN/m 作为设计推力。
4.3 治理设计方案经过多方案比选分析,最终对本滑坡采取单排抗滑桩(M2 型锚索抗滑桩和K2 型普通抗滑桩)支挡+左幅桥左侧的M1 型锚索护墩桩为主的措施,同时辅以滑坡区局部削方、截排水工程,再对坡脚锚杆框架锁脚。
(1)抗滑桩支挡滑坡采用在右幅路基设计线靠山侧4.5 米处设置M2 型锚索抗滑桩和K2 型抗滑桩进行阻滑,解决滑坡整体稳定性问题。
(2)局部顺坡减载为防止表层松散堆积体和堆积大块石滚落损害桥墩和民房,对滑坡区部分突出的不稳定堆积体和堆积块石进行局部削方,保持坡面平顺,并绿化。
(3)坡脚框架锚杆锁脚为保持M2 锚索桩和K2 型抗滑桩桩前局部滑体的稳定和滑体前缘民房安全,在M2(K2)型抗滑桩与民房之间的滑体坡面上设置框架锚杆。
(4)综合治水①在滑坡范围外侧5~12m 处设置梯形截水沟,用于截取上部坡体汇水,引入到滑体以外,防止地表水渗入滑体。
②为防止在雨季地下水含量提高而软化滑动带,提高滑动带强度,坡脚设置一排仰斜排水孔。
(5)夯填裂缝滑体上的裂缝以及滑体后缘的裂缝需开挖后再用粘土进行夯填,夯填要密实。
4.4 施工顺序先施工M1 型锚索抗滑桩,待M1 型抗滑桩达到设计强度要求以后,开始清理M1 型与M2(K2)型抗滑桩之间的局部不稳定坡面,再清理M2(K2)型抗滑桩和民房之间坡面,施工锚杆框架。
4.5 监测设计为了保证滑坡治理工程施工中的安全及为治理工程施工提供滑坡稳定状态或变形特征的信息,指导安全施工,同时掌握治理工程实施后的效果,对该滑坡进行监测设计。
五 桥位区滑坡治理探讨(1)桥位区滑坡相对于一般滑坡,其特殊性在于:保证稳定;防止推移。
(2)桥墩段滑体设计安全系数可取规范高值,非桥墩段滑体在造价影响较大时可取规范一般值。
(3)地质结构是影响滑坡稳定的主要因素,也是工程治理设计的主要依据。由于岩土工程存在不确定性,地勘阶段所提资料在地质条件复杂的地段可能出入较大,而从抗滑桩挖孔施工过程中所反映的地质情况相对直接详细,因此在施工过程中,要重视地质编录,设计人员需要及时根据地质资料判断、修正和完善设计。
(4)水是引起滑坡病害的主要根源,必须在滑坡治理中重视对水的治理。
六 结 语本滑坡在京台高速公路南平段边(滑)坡工点中较特殊,属于桥位区滑坡。目前该治理方案已经实施完毕,经监测结果显示效果良好,希望可以为类似的工程提供参考和借鉴。
参考文献[1] 晏鄂川,唐辉明.工程岩体稳定性评价与利用[M],中国地质大学出版社,2002[2] 公路路基设计规范,JTG D30-2004[3]《岩土工程勘察规范》,GB50021-2001[4] 铁路路基支挡结构设计规范[M].北京:中国铁道出版社,2003作者简介及期刊邮寄地址:作者简介:王旭(1982.8),男,汉族,硕士,湖南常德人,主要从事高速公路勘察设计工作;
论文作者:王旭
论文发表刊物:《工程管理前沿》2015年第7期供稿
论文发表时间:2015-6-15
标签:滑坡论文; 桥墩论文; 工况论文; 路基论文; 高速公路论文; 稳定论文; 地质论文; 《工程管理前沿》2015年第7期供稿论文;