国道319线上杭吊钟岩古滑坡体综合治理.doc

国道319线上杭吊钟岩古滑坡体综合治理第23卷第l0期2004年5月岩石力学与工程23(10):17781784ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringMay,2004国道319线上杭吊钟岩古滑坡体苏兴钜黄玉健(福建省龙岩市公路局龙岩364000)综合治理三不口,口E摘要由于公路改建使古滑坡体复活,总结几次病害修复的经验,通过洋细的地质勘察,准确地判断了古滑坡复活的原因,提出了预应力锚索抗滑桩,路肩墙外预应力锚索框架,刷方减重,地表排水相结合的综合整治措施,经两年多的监测表明滑坡综合整治是成功的.关键词工程地质,古滑坡体,综合治理,公路分类号P642.22文献标识码A文章编号10006915(2004)10一l77807CoMPREHENSIVETREATMENTSoFANCIENTLANDSLIDEATDIAoZHoNGYANSECTIoNOF319NATIoNALRoADINSHANGHANGCoUNTYSuXingju,HuangYujian(LongyanHighwayBureauofFujianProvince,Longyan364000China)AbstractTheancientlandslideatDiaozhongyansectionof319nationalroadinShanghangcounty,FujianProvince,China,hasbeenactivatedduetohighwayrebuilding.Byjudgingtheactificationwithdetailedgeologicalprospectingandbysummarizingseveraldiseaserecoveringexpreiences,thecomprehensivetreatmentsareproposedandprovedtobesuccessfulforthelandslide.Thetreatmentsincludecombinedmeasuresofantislidepilewithprestressedcable,prestressedcableflamebesideshoulderwall,cutworktoloseweight,anddrainageway.Nowtheobservationoftwoyearsshowsthatthelandslideisstablewiththesupportpresentedinthispaper.Keywordsengineeringgeology,ancientlandslide,comprehensivetreatments,highway1工程概况吊钟岩古滑坡位于国道3l9线福建省上杭县与龙岩市交界处,桩号K233+75OK233+945.该路基为一古滑坡体,1993年因先行_L程改建,路基设计标高比原路面下降了3-4m,并向山侧扩宽开挖坡脚,削弱了坡脚支撑力,破坏了山体的平衡,从而诱发古滑坡局部复活.由于古滑坡复活的变形和破坏,致使该路段上杭侧公路路面多处隆起变形,龙岩侧公路路面沉陷开裂,距挡墙4-5m纵向多处剪切开裂,挡墙外倾,上杭侧路肩墙已倒塌.1994年拆除挡墙,由于滑体厚墙基仍置于滑体上,墙基采用钢筋混凝土加固并加宽;隆起路面挖除重修.1995年,挡墙又出现下沉外倾现象,造成路面损坏.为防治重力式挡墙下沉外倾,采取降低地基应力措施,将挡墙拆除改用钢筋混凝土加筋土挡墙,但运营后,病害又重复出现.为了确保国道319线的安全畅通,根治病害,在对吊钟岩古滑坡进行详细勘察的基础上,提出对古滑坡体综合治理方案,并付诸实施,经两年多的监测,古滑坡体处于稳定状态卜引.2002年9月24口收到初稿,2002年l1月l6II收到修改稿.作者苏兴钜简介:男,1965年牛,1990年中,【kr西安公路学院公路系道路l程业,现为高级r帅._二要从事I程应片j方而的管理工作E-mailsxjl23vip.sina.corn.第23卷第lO期苏兴钜等,困道3l9线杭m钟岩古滑坡体综合治理?1779?2工程地质条件地质调查及钻孔资料揭示,本滑坡区出露的地层主要为第四系崩坡积层和泥盆系砂岩地层.第四系崩坡积层为棕黄,浅褐色,主要为砂粘土夹碎石,硬塑状,中等密实,层厚06.5m,主要分布于斜坡表面.泥盆系砂岩的基岩主要为微风化粉砂岩,中风化粉砂岩,强风化粉砂岩,中风化石英砂岩,微风化石英岩和层间错动带.微风化粉砂岩为紫红色,绿黄色,因受构造挤压及滑坡变形的影响,岩体破碎,松散,岩芯多呈柱状,本层层厚1016m,是构成滑体的主要物质.层间错动带为褐色夹黄色,具粘性和滑感,密实,可塑软塑,见有25in/n次圆状角砾,层厚0.58.8m.中风化粉砂岩为棕黄夹紫红色,断层破碎带物质,因受挤压破碎,表面有烘烤现象,岩芯呈碎块状,主要分布于公路内侧坡体中.中风化石英砂岩为灰绿色,坚硬,锤击不易破碎,岩芯呈块,柱状,本层仅在钻孔ZK4中局部见到.微风化石英岩为白色,质纯,坚硬,锤击难碎,断口油脂光泽,仅在ZK11中局部出露,层厚在本孔大于6.8m.滑坡区内主要发育有3条断裂构造,其中f1断层位于滑坡场区北侧,产状N70.80.W/53.S,断层以北岩体较完整,以南岩体破碎,该断层控制了滑坡的北侧界:f2断层位于滑坡场区南侧,走向N80.E,断层带宽510m:f3断层位于滑坡区,产状为N30.35.W/70.E,为一区域大断裂,影响波及整个滑坡区.由于受以上3条断裂的影响和控制,滑坡区岩体破碎,风化严重,从而构成了易形成滑坡的不良地质基础,见图l,2.图l滑坡治理平面图Fig.1PlaneviewwithmedialworksforHelandslide?1780?岩石力学与工程2004年据滑坡场区构造裂面调查可知,沿公路内侧边坡一线主要发育有3组构造裂面:其一为N20.31.E/50.61.W;其二为N45.W/45.S的剪节理,其三为走向近南北向,倾向60.70.,该组构造面是滑坡后壁依附面.滑坡区北侧冲沟及前缘斜坡上有泉水出露,其中A滑体最高处的泉水流量达43.2,公路面以下斜坡上泉水流量受季节影响较大,目前基本无水流出,仅出坡面呈潮湿状.滑坡区内地下水主要有上层滞水和基岩裂隙水,其中上层滞水主要补给来源于大气降雨,以滑体中层间错动带(泥化夹层)为相对隔水层,以地表崩坡积层和老滑坡体为相对含水层,本层地下水流量受大气降雨影响明显,对滑坡的稳定有一定影响.3滑坡的稳定性本滑坡的发生是由于公路改建下切开挖,从而引起古滑坡复活,场区地表裂缝发育贯通并下错,公路路面隆起,水沟开裂,路肩挡墙被水平剪断.该滑坡在历史上曾经发生过数次变形滑动,整个古滑坡外貌明显,但其内部各条,块之间包络交错,使得古滑坡体内部的多个新滑坡体之间的关系显得十分复杂.现将各条块稳定性及其发展趋势论述如下.3.1A滑体该块坍滑体在公路改扩建时已产生滑动,坍滑体由堆积层和粉砂岩组成,滑坡后壁高23ITI,距公路中线60ITI,主滑方向$85.W,估计出口位于路面以上23ITI,冲沟内有泉水出露.但目前坡脚挡墙己基本完工,坡体尚未发现明显变形破坏迹象,因而A滑体暂处于稳定状态.3.2上部B.1层滑体该滑体由堆积层和破碎岩石组成,滑坡后缘距公路中线约115ITI,前缘出口位于标高247ITI,距公路中线约60ITI,地表坡度35.左右,滑动后壁产状N50.E/64.W,下错37m,滑坡后壁高34m,滑坡长约50ITI,宽45ITI,平均厚度6ITI,体积约l-3510ITI.根据其后壁上岩面的新鲜程度,可明显看出分3次滑移错动的迹象:第1次滑动,后壁下错1.55.5ITI,已长满杂草;第2次下错约1ITI,见有青苔,小草;第3次下错0.5ITI,新鲜,属近期滑动产物,滑动带为厚20cm强风化粉砂岩,呈泥化夹层.另外在探坑TK3中地表下3ITI左右,见近水平剪出口,以上说明该块滑坡目前仍在变形发展,尚处于不稳定状态./.2/挑./%/-220.0a-/Yd.omI02/|l|广5:.7一2oo0Ll/m*i23.201匡曩盅力譬索垂鬟艘><i;i薹由匡l9lO幄7虬一180.00185.852孔锚素单孔设计拉力1o00kN等二二92300m:=I衄2蔓抗jl桩一-彻l2mx25mx20m30O0锚素单孔设计拉力40okN肿/一L=21.Omf挡墙l/,.厂,JL/4#15.2L-17.0m永早巨;,l58.00莹oo曼20脚墨曼.17o高爨鲁霉霉2窨景g霉高高3譬2g一=-舞点置地点蓑垂叠皇2=j爵?嵯41-摹f谅谅察蛾图2滑坡IIIIlJ断面图Fig.2CrosssectionIIIIIIofthelandslide第23卷第10朗蒜兴钜等.国道3l9线上杭吊钟岩古滑坡体综合治理?1781?3.3下部B.2滑体B一2滑体由堆积层和破碎岩石组成,沿公路长约75m,后缘距公路中线约75m,前后缘高差达57m,滑体体积约12_310m.目前该滑坡体主滑方向$85.W,后缘裂缝F错1030cm,张开1050cm,探坑揭示滑动面为厚23m褐夹黄色砂粘土,软塑.本滑坡共有3层出口,其中第1层滑动面已基本贯通,并引起公路路面隆起3050cm,路面多处开裂,约17m长路肩墙倒塌,滑动面倾角由后至前70.一38.一一20.;第2层滑坡出口在标高190m附近,前缘次级滑坡后缘已张开达520cm,并下错510cm,已引起IlYlJ房屋倒塌,滑面倾角由后至前70.一38.一6.;第3层滑坡出口位于标高175m附近,滑面倾角由后前为70.一38.一15.因而B一2滑体目前最不稳定,对公路的危害最大,一_f了.滑下,将催毁公路,造成较大的损失,必须尽早予以治理.3.4C滑体C滑体由堆积和破碎岩石组成,沿公路长约75m,后缘距公路中心约70m,滑坡体积约13.410m.该滑坡主滑方向N44.W,左侧界裂缝宽310cm,下错338cm,呈N10.WN15.W展布:右侧界顺基岩出露侧陡壁下通过,与下部外错达10cm水沟连通,并将混凝土路面剪断.该滑坡有2层出口:第1层位于现路面以下5m处,该处路肩挡墙被水平剪断,裂缝贯通,并略微外错:第2层位于标高175m附近,滑动面为厚1015cm的褐色粘土,硬塑.C滑体属I号老滑坡体中前部复活,现已引起公路多处变形开裂,水沟挤断外错以及挡墙水平剪断,目前处于不稳定状态,若不及时治理,将有整体下滑的可能.3.5I号古滑坡体该滑坡包括了C,B一2滑体一部分及后部坡体,滑体由砂粘土堆积层和破碎岩石组成,沿公路长约140m,后缘距公路中心线约100m,高差55m,滑坡后壁高2030m;ZK5中揭示滑动面埋深15.6m,标高194.32m:ZK6中揭示滑动面埋深15.6m,标高199.32m.左侧界呈N45.W展布,在地表反映为下错50cm,右侧界呈N45.WN85.W展布,下错1020cm,主滑方向为N65.w.除B一2滑体变形复活外,C滑体周界发育贯通,并已向后牵引发展,该滑坡目前处于不稳定状态.3.6II号坍塌区该坍塌区包括B一1,B一2一部分和I号古滑体后缘外一部分坡体,目前除B一1,B一2不稳定外,其余部分暂处稳定状态.4滑动原因分析吊钟岩古滑坡的滑动,除了受f.,f,断层影响,岩体结构十分破碎和风化不均,具易形成滑坡的不良地质基础外,该滑坡的滑动主要有以下原因:(1)国道319线改扩建而下切路面34m,并向山侧扩宽开挖坡脚,削弱了坡脚支撑力,破坏了LlI体的原有平衡,从而引起古滑坡局部复活.(2)本段公路路基位于河流项冲地段,河流对本段岸坡有顶冲和淘蚀作用,促进了本段边坡的变形和发展.(3)由公路开挖卸荷和前部坡体变形牵引,在滑坡体上形成了多处卸荷和牵引拉张裂缝,这种张性裂缝的存在,对地表水的下渗创造了有利条件.在雨季,地表水沿裂缝下渗,一方面对坡体内相对隔水带软化,使其强度降低:另一方面地表水下渗增大了滑体下滑力,从而触发了滑坡的滑动.5滑坡治理工程措施5.1设计原则和方案吊钟岩古滑坡的治理,在考虑投资经济的前提_卜,对于已经复活,且对公路危害较大的B,C滑体,以一次性根治,不留后患为原则,而对暂时处于稳定的A滑体暂时不作处理,以节约投资.滑坡治理采用预应力锚索抗滑桩与路肩挡墙外预应力锚索框架作为主体支挡工程,并辅以刷方减重和地表排水相结合的综合治理措施,以达到稳定滑坡,保证路基稳定和国道319线畅通的目的.5.2治理工程措施5.2.1刷方卸荷工程由于该路段上杭侧Bl滑体出口较高,治理较为困难,因而在标高235.8m以上按1:1.25坡率进行刷方卸荷,以减小下滑力.刷方共分5级刷方坡段,5个刷方平台,每级边坡高度10m,其中除第1平台(f1一卜至上)宽5.0m,第3平台宽4.0m外,其余平台宽均为2.0m.同时,鉴于已修河岸挡墙墙岩力学与上程2004年身巨大,基础稳固,故在墙后按1:1.5的坡率进行填方,以达到防止河流冲刷和稳固坡脚的作用,填方土体要求夯填密实.5.2.2预应力锚索抗滑桩工程在公路内侧坡脚一线布设预力锚索抗滑桩一.排,共计2l根,以抵抗滑坡的滑动.抗滑桩共分2种型号,后经施工现场进行的抗拉拔试验确定,均采用MZH1型抗滑桩,桩间距6.0m,桩截面2.0m2.5m,桩长22.0m,每桩设2孔预应力锚索,每孔锚索长30.0m,单孔设计拉力1000kN.锚索自由段锚筋采用在锚筋表面涂防腐油,套波纹塑料管,再灌注水泥砂浆等多层防护措施.锚筋采Jl此面靠山9锚索预留.11柬#28428一228rrr#l2.30011束281l8#12150J12300l2l20fIloo用标准强度l860MPa的高强度低松弛预应力钢纹线制作,见图3.5.2-3预廊力锚索框架程鉴于吊钟岩滑坡龙岩侧现有路肩挡墙已变形破坏,_杭侧段已倒塌,故对已倒塌挡墙按原设汁修复后,_义在路肩挡墙外侧W1,W2一线设预应力锚索框架一排,总长8Om,单片框架长lOm,框架竖肋横梁截面均为O.5mO.5m,每片框架上设4孔锚索,分上下2排,上排锚索长21.0m,下排锚索长17.0m,单孔设计拉力400kN见图4.锚筋制作和防腐同上.具体锚索参数见表1.5.2.4坡脚墙ll!曼l:50说明:(1)围中尺寸均以mill计:(2)桩身采用C25混凝土浇注:(3)桩数量总计21个.每桩长22m:(4)挖孔深总计420m.图3抗滑桩结构图Fig.3Structuraldrawingoftheanti-slidepile第23卷第l0必等.罔道3l9线上抗吊钟岩l滑坡体综合治胛量_量量量2490500024901L广11.顶粱l,.横梁L锚索竖肋l?.框架正示图l:l000】0fQ意l二二8l_8l】nl量.广8i500io3oo竖肋结构图一2490I:50一顶粱断面l:lO表I锚索参数TableIParametersofcablesl6I.Il:lO.I卞_I墨I】l土图4预应力框架图Fig.4Diagramofprestressedflame滑坡公路内侧边坡岩土普遍松散,并且B一2滑体岩土更为松散,因而为了保证坡脚岩土稳定和不堵塞排水沟,在17抗滑桩段坡脚排水沟内侧设浆砌片石挡墙一道,总长为46m,脚墙顶宽0.8m,墙高2.5m,胸坡1:0.5,背坡1:0.4,采用M10浆砌片石砌筑,要求脚墙基础埋入公路侧沟沟底以下不小于0.5m.5.2.5滑坡区排水系统本滑坡区排水系统主要为地表排水系统,地表5oo说明:(1)图中尺寸均以mm计;(2)框架数量总计8片.排水主要为在各刷方平台内侧设排水沟一道,最后将各沟排水汇总沿北侧自然沟引出,排水沟总长为425m;在填方平台内侧设排水沟一道,平台排水沟汇水沿南侧老地面边沟排入河中,总长120m;对公路侧沟未修通的应予以修通,已经破坏者应予以修复,以保证公路内侧排水畅通,修筑和修复公路侧沟总长135m.5.2.6裂缝夯填及其他由于滑坡上裂缝均为张性裂缝,因而为了防止地表水沿裂缝入渗,应对滑坡体上的裂缝进行夯填.具体做法是在裂缝上垂直裂缝走向宽0.5m,深0.5m处,沿裂缝全长挖槽,挖宽后采用粘土夯填密实,共计夯填裂缝150m.对十本滑坡区段已经破坏的公路路面按原设计修复之前,应对该段路基也按原设计处理.丰要工程数量见表2.?l784?岩石力学-vi表2主要工程数量表Table2Workquantitytableofthemainproject6结语本文介绍的吊钟岩滑坡为古滑坡复活,其地形陡峭险峻,地质结构复杂,其左侧是80m的深切河谷;T程施工时,又要维持通车,工程治理难度大.采取综合整治措施,达到了即经济合理,又稳定可靠的效果,两年多的现场监测治理也说明该滑坡是稳定的.参考文献争海光路壁I巾软质繁边坡的儿种不良地质现象及其防治IJ】岩1力学民L,2002,2I(91:l4o4l407交通部第公路勘察设计院.路基【M】.北京:人交通出版社,l998f:I一程手册编委会.岩土LMI北京:中国建筑丁业出版社,1994:程地质于册编写委员会工程地质手册M】.北京:中国建筑I