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摘要:以毛里求斯某公路滑坡处理项目为实例,根据该地区气候条件和地质条件分析了滑坡、垮塌现象的产生原因,提出了公路滑坡治理措施以及施工过程中的施工要点,包括保持各施工阶段稳定性、排水施工、抗滑桩施工、土方开挖、剩余滑移料的开挖和回填工作,最终取得了良好的施工效果。
关键词:滑坡处理;复杂水文地质;抗滑桩施工
1工程概况
1.1工程简介
TerreRouge-Verdun连接路滑坡处理项目位于毛里求斯共和国中部Ripailles高原,由于复杂的水文地质条件,该公路位于Ripailles地区的CH5100—CH7310段,北向车道4个区高边坡自一期项目开挖以来不断出现滑坡、垮塌等失稳现象。本工程包括加固4个特定路堑区内的滑坡治理以及完成右侧行车道2.5km工段的道路和排水工程。D4区CH5230—CH5460,长度230m,为路堑开挖边坡,边坡最大高度32m,为本项目最大滑坡区域,地下水位高,地质变化大,治理复杂。
1.2滑坡治理措施
要保证边坡施工过程中的临时稳定和边坡的永久稳定,需通过施工圆形抗滑桩、施工深层坡体排水管、移除边坡垮塌的土料、回填排水料和块石反压坡脚支挡滑坡体等多项措施进行综合治理[1]。
1.3主要工程量
2水文地质条件
2.1气候条件
毛里求斯属亚热带海洋性气候,全年分雨季和旱季两个季节,旱季凉爽、少雨,雨季炎热、多雨。项目地处毛里求斯中部高原山地区,海拔450~500m,受海洋暖湿气流抬升影响,该地区降雨充沛。
2.2水文地质条件
D4区高边坡地处Ripailles高原在火成岩地区,该地层为全风化~强风化玄武岩,裂隙发育,地质结构复杂。水循环从Ripailles高原(高于海平面430m)向克雷夫科尔平原汇集(海拔64m)。边坡底部与风化地层接触的位置或直接在岩石层上可观察到水源或有水回潮现象。开挖的路堑尤为明显,不管是否在雨季,水循环在边坡上一直存在,在雨季达到较大规模。现有排水罩始终有水流出,水流强度与其他气象特征无明显关联。
3施工技术及步骤
3.1工程阶段稳定性
现有边坡稳定系数F=0.91<1,边坡出现滑坡现象。施工各阶段的稳定性(CH5390):阶段一,顶部马道开挖,6.8m<高度<15m,完成顶层坡体排水管,长度10m,间距5m,地下水位降低,边坡安全稳定系数F=1.18。阶段二,完成两排桩施工,长度为20m,间隔3m,桩后第二个马道开挖5m,完成第三层坡体排水管,长度20m,间距5m,地下水位降低,边坡安全稳定系数F=1.12。阶段三,完成第二层两排桩施工,长度为20m,间隔3m,桩后对第二个马道开挖5m,完成第二层坡体排水管,长度20m,间距5m,地下水位降低,边坡安全稳定系数F=1.18。阶段四,挖出滑移料,完成返压脚回填平台清理施工,完成第一层坡体排水管,长度20m,间距5m,地下水位降低,边坡安全稳定系数F=1.09。阶段五,返压脚平台回填0.5m厚排水料(0/250mm级配碎石),靠坡体开挖边坡回填2m宽排水料,返压脚回填400/600mm块石,分层填筑、分层压实至设计高程,边坡安全稳定系数F=1.44。
3.2施工步骤及技术
(1)临时排水
根据设计图纸,结合边坡顶部永久截水沟,开挖线外侧2m开挖临时截水沟,开挖宽度1.2m,深度1m。拦截地表水,并将临时截水沟连接至现有的排水系统,避免边坡施工过程中,地表水冲刷开挖完成的边坡面并流进施工区域,影响边坡的安全稳定。
(2)顶部马道以上土方工程及排水施工
顶部马道开挖高度6.8~15m,分两层进行开挖,第一层开挖厚度3.8~12m,采用挖掘机开挖装车,自卸车运输至弃料场堆放,开挖完成后进行边坡修整。第二层土方开挖厚度3m,开挖方式与第一层相同,开挖至抗滑桩顶部高程1m,完成顶层坡体排水管施工,降低边坡地下水位,提高边坡安全稳定性。对开挖马道进行修整,用大块石回填桩施工平台,开挖边坡的坡脚,准备进行第一层两排抗滑桩施工。
(3)第一层抗滑桩施工
第一层抗滑桩两排,长度20m,间距3m。根据地质资料分析,边坡地质复杂、土层多样,地下水位较高。考虑边坡的安全稳定和施工安全,采用钢护筒护臂旋挖灌注混凝土成桩施工工艺,施工扰动小,成孔快,污染小且用水较少,利于边坡的稳定。先施工靠近边坡侧一排桩,再施工靠边坡外侧桩,采取跳桩施工,避免施工过程中发生穿孔和施工干扰[2]。
(4)第二层桩顶以上土方开挖
完成第一层桩施工后,进行桩以下5m的土方开挖,进行坡体排水管施工和抗滑桩施工。结合现场施工进度,将第一层桩以下的土方分两次开挖,为第二层桩施工钢筋笼吊装预留足够宽度的施工平台。第一次开挖保留第一层桩施工平台,将临时开挖坡度调整为1H/1V,从第二层靠边坡侧的桩顶开始放坡。第二次开挖在第二层抗滑桩施工完成后进行。完成第一次临时边坡开挖后,施工临时坡体排水管,间距10m,长度20m。进行第二层桩施工平台的回填和平整,坡脚挖临时截水沟,将边坡渗水沿坡脚排至现有的水沟内,准备第二层桩施工。开挖边坡土料含水率高,出现稀泥和软土状态,土方开挖采用挖掘机直接向边坡外侧翻挖,在路基上装车运至弃料场。
(5)第二层抗滑桩施工
第二层桩CH5230—CH5300一排,长度15m,间距3m,CH5300—CH5460两排,长度20m,间距3m。施工工艺与第一层桩相同,且从小桩号向大桩号施工。混凝土罐车直接通过施工便道进入桩位,浇筑混凝土,钢筋笼安装用吊车吊装,吊车停放在第一层桩施工平台上面,避免了施工场面狭窄带来的干扰,加快了桩施工进度,减少了边坡临时施工等待时间。
(6)第二层桩后的土方开挖
第二层桩施工完成后,先将第一层桩施工平台上和桩后的土方向下翻挖,将开挖边坡开挖至设计开挖面,检查临时坡体排水管,对坡体排水管按照设计间距进行加密施工。第三层坡体排水管施工完成后,开始第二层桩后面的土方开挖,采用挖掘机向下翻挖,从大桩号向小桩号进行,开挖到第二层坡体排水管高程后,开始坡体排水管施工,节约施工时间及提高边坡稳定性。
(7)剩余滑移料的开挖
第二层坡体排水管施工完成后,开始进行剩余部分的土方开挖,现场坡体排水管流水集中用管子引排到边坡尾部的水沟内,减少边坡上的水流,利于土方开挖。开挖至第一层坡体排水管高程,开始坡体排水管施工,完成坡体排水管施工后进行平台面的修整,准备排水料和块石反压脚回填。
(8)排水料回填和反压脚块石回填
排水料和反压脚块石回填分层进行,每一层回填高度3m。边坡开挖完成后,铺设土工布,隔离边坡土壤。平台上排水料(0/250级配碎石)厚度0.5m,自卸车运输至现场,推土机和挖掘机配合排水料铺在回填平台上,排水料回填从小桩号向大桩号进行,平台排水料摊铺完成后,采用挖掘机将施工边坡上的排水料堆放至边坡上。大块石回填从大桩号向小桩号进行,自卸车将块石卸到铺设完成的排水料上,用挖掘机将块石分层堆高,每一层回填高度大约3m。每一层大块石回填完成后,用排水料嵌缝,铺设自卸车运输道路,将块石运输至回填场。每一层回填完成后,挖掘机将块石回填表面修整至设计回填坡面线。逐层进行,完成边坡排水料和块石反压脚支挡回填。
4结语
综上所述,随着工程项目施工区域的扩大,滑坡治理工程较多。本项目采用多项措施综合治理D4区滑坡,各项施工技术措施成功应用,并顺利完成了项目施工,对在类似地质条件地区的边坡治理工程项目具有很好的借鉴意义。
参考文献:
[1]余露,刘洪德,范金辉.TerreRouge-Verdun公路CH5160段边坡滑塌成因分析[J].工程建设与设计,2016(11):85-87.
[2]柏建利,佘栋成.某公路滑坡治理工程方案设计[J].土工基础,2018,32(5):484-486,497.
作者:李锋 单位:中国水利水电第九工程局有限公司