寧武高速黃泥巴坪斜坡工程對(duì)地表水的影響

寧武高速黃泥巴坪斜坡工程對(duì)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(duì)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(shì)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(shí)一部分通過(guò)坡面徑流匯入溝溪,一部分通過(guò)裂隙下滲補(bǔ)給地下水,轉(zhuǎn)變?yōu)榈叵聫搅鳌５乇硭畬?duì)路基邊坡工程的影響表現(xiàn)在兩個(gè)方面,一是對(duì)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(jìn)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(duì)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(dá)20.5m。邊坡體寬310米,長(zhǎng)280米,面積7.0×104m2,殘坡積層平均厚度約7.0m,推測(cè)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(qiáng)度相對(duì)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(guò),路基通過(guò)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(dá)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(guò),右側(cè)填方斜坡正常刷坡最高達(dá)14m,高填方荷載及車軸動(dòng)荷載過(guò)大有可能會(huì)引起斜坡地表覆蓋層或強(qiáng)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(jì)及剩余滑動(dòng)力測(cè)試的參數(shù)3.1飽和抗剪指標(biāo)對(duì)于滑坡穩(wěn)定性計(jì)算來(lái)說(shuō),確定其滑面強(qiáng)度參數(shù)至關(guān)重要。本處滑坡取值綜合考慮以下三種強(qiáng)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(yàn)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(yàn)作了直剪分析,但由于條件限制,多數(shù)試驗(yàn)限于亞粘土或含礫亞粘土,且多為重塑樣,試驗(yàn)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(jì)算,邊坡處于失穩(wěn)狀態(tài),與實(shí)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(jì)計(jì)算過(guò)程中根據(jù)野外對(duì)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(jì)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(jì)算安全系數(shù)K=1.25。3.2滑剩余滑動(dòng)力測(cè)試選擇ZK50+960典型斷面進(jìn)行滑坡穩(wěn)定驗(yàn)算,滑坡剩余下滑力為2571KN/m。4山坡管理措施針對(duì)黃泥巴坪斜坡的特點(diǎn),對(duì)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(hào)ZK50+870.0~ZK51+054.3左側(cè),共長(zhǎng)184.3m,挖方邊坡最大高度29.1m。采用臺(tái)階式邊坡:第一級(jí)邊坡斜率1∶0.75~1∶1.25,第二級(jí)邊坡斜率1∶1。第一級(jí)邊坡垂直高度15m,第一級(jí)平臺(tái)寬5.0m,碎落臺(tái)寬1.6m。針對(duì)本邊坡特點(diǎn)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(tái)設(shè)置平臺(tái)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(wú)紡?fù)凉げ及?導(dǎo)水孔上仰與水平夾角為10°。實(shí)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(yàn)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(jí)邊坡平臺(tái)上設(shè)置一排鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁,共計(jì)27根,以抵抗滑坡體的剩余下滑推力?？够瑯稊嗝娉叽鐬?×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?？够瑯稑俄旑A(yù)應(yīng)力錨索加固:樁頂布設(shè)8φj15.24高強(qiáng)度低松弛鋼絞線,鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度不小于1860Mpa;每孔設(shè)計(jì)噸位800KN,對(duì)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(jì)錨索27根。3)錨桿框架植草。針對(duì)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(jí)邊坡垂直高度達(dá)15m,ZK50+870.0~ZK51+054.3段左側(cè)第一、二級(jí)邊坡均采用錨桿框架植草防護(hù),第一級(jí)邊坡錨桿單根長(zhǎng)8.0m,第二級(jí)邊坡錨桿單根長(zhǎng)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(dòng)荷載引起斜坡地表覆蓋層或強(qiáng)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(jì)15根,斷面尺寸為1.6m×2.4m,中心間距為6米?？够瑯俄敳吭O(shè)置厚1.5m鋼筋混凝土承臺(tái),承臺(tái)上砌筑C15片石混凝土路堤擋土墻,通過(guò)承臺(tái)預(yù)埋鋼筋將承臺(tái)、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(tái)分3.4m寬和4.0m寬兩種尺寸。5路塹防護(hù)施工注意事項(xiàng)邊坡病害治理工程較復(fù)雜、合理確定項(xiàng)目的施工順序顯的尤為重要,為確保施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)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(guò)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(zhǎng)期穩(wěn)定和運(yùn)營(yíng)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(shí)便道,保證施工隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng)后能順利開工建設(shè)。2)認(rèn)真做好各項(xiàng)工程施工組織計(jì)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(hù)前,雨天須對(duì)坡面進(jìn)行遮擋、防止水流對(duì)邊坡侵蝕。3)施工單位必須現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)斷面,按設(shè)計(jì)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(hù)工程,均應(yīng)按設(shè)計(jì)型式尺寸掛線放樣施工,保證施工質(zhì)量。加強(qiáng)觀測(cè)、專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)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(duì)邊坡穩(wěn)定性較差的路段,必須采取隨挖隨支護(hù)的施工方法,嚴(yán)禁一次開挖到底,應(yīng)開挖一級(jí),支護(hù)一級(jí),然后再開挖下一級(jí)。同時(shí)也要避免開挖暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng),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(hù)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(qiáng)施工地質(zhì)工作,實(shí)施動(dòng)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(shí)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(guò)程中,應(yīng)及時(shí)通知業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)代表,根據(jù)實(shí)際情況修改完善設(shè)計(jì),做到既安全合理,又經(jīng)濟(jì)實(shí)用,達(dá)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