某堆积体开挖引发的工程滑坡分析
一、概况
某公路经过地形10~25度的缓斜坡堆积体段,地表开辟为水田,侧界与后部基岩山体植被良好。勘察单位定性该堆积体为老滑坡,且在堆积体冲沟部位将滑坡分为Ⅰ区和Ⅱ区,并将Ⅱ区前部的公路附近缓坡平台状前部定为Ⅲ区。其中Ⅰ区以填高18m的路堤(前部设抗滑桩)通过,Ⅱ区挖方13m左右以路堑形式通过,大里程与基岩山体的隧道相连。Ⅲ区前缘弃方约80万方反压。
该段在Ⅱ区路基开挖到位后,引发了滑坡变形,直接威胁大里程侧隧道安全,并造成料场和办公板房区搬离开,形成了较大的工程损失和工期延误。
图1 滑区全貌
二、现场病害分析
1、该滑坡滑体主要由崩坡积构成,地形较为平缓,多开辟为水田,坡体含水量高而地下水埋藏较浅。在天然状态下滑坡整体稳定性较好,但在工程扰动作用下,坡体的稳定性不同程度不同的变差。
2、依据地形地貌,将滑区进行分区是基本合理的,但仍有一些疑问需进一步探讨,为下阶段病害治理提供基础资料。
2.1、整个桃源滑坡是否分为三个区,还需进一步探讨。由于从区内陆形地貌上看,对现Ⅰ区下部的堆积体性质分析不明,是否与Ⅰ区属于多级滑动后形成的不同级滑区。
2.2、勘察对各个滑区在工程扰动下的稳定性分析结论欠合理。具体如下:
1)原勘察认为Ⅰ区在自然状态下稳定,但在滑坡前缘加载18m高路堤加载后对滑坡局部稳定性不利,建议采用抗滑桩支挡是基本合理的。
但由于Ⅰ区前部堆积体性质不明,若路堤加载于Ⅰ区前级滑坡的后缘,即使采用抗滑桩支挡,也是非常不利的,尤其是加载规模较大时,更需慎重。
2)原勘察认为Ⅱ区自然状态下稳定,线路在此开挖13m高路堑有利于坡体稳定,而需进行坡面防护是不合理的。
这是因为Ⅱ区和Ⅲ区可能为滑坡多级滑动后的前后级滑坡关系,在Ⅱ区滑坡前部开挖,必然会造成Ⅱ区滑坡稳定性变差,从而诱发工程滑坡。
3)原勘察认为Ⅲ区在暴雨状态下稳定系数为0.9而处于失稳状态,可能是欠合理的。
这是因为若暴雨状态下稳定系数为0.9,则Ⅲ区在工程施工以前早已整体滑移。但从现场看,Ⅲ区滑歧在工程动态以前经历了多年风雨,稳定性较差,但远达不到整体滑移的情况。但勘察认为在Ⅲ区前缘设置弃土场反压是合理的。
3、目前现状
3.1、Ⅰ区暂未施工,坡体稳定。
3.2、Ⅱ区路基已基本开挖到位,造成Ⅱ区在路基两侧出现大规模滑坡变形。具体为在路基靠山侧约75m的范围内出现贯通状裂缝,滑坡周界明显,沿线路方向宽约200m,坡体地下水埋藏浅,坡体上的民居倒塌、电杆倾斜;在挖方坡脚向坡体下部(路基靠河侧)约70m的料场、办公板房场地出现挤压、膨胀裂缝,显示滑体厚度较大(现路基面仍未揭露基岩面)。
图2 滑坡后积水 图3 民居倒塌
图4 办公区场坪开裂 图4 料场场坪膨胀裂缝
此外,由于Ⅱ区前部滑体整体滑移,造成目前后缘约40m的堆积体出现牵引变形,显示滑坡范围呈逐渐扩大之势,若不及时治理,滑坡规模仍会不断变大。
图6 滑坡周界 图7 滑坡后部牵引区裂缝
虽然在路基总合的挖方坡脚设置了高约10m、长约100m、平均厚约10m左右的反压体,使滑坡变形由2cm/d左右降为1cm/d左右,但滑坡变形仍然没有得到有效扼制,滑坡仍处于缓慢的、饱水状态下的蠕滑状态,且有不断牵引扩大的趋势。
图8路基部位滑坡反压工程
3.3、Ⅲ区前部弃方约6万方(拟弃方80万方),但由于工期和征地拆迁问题,弃方为“赶羊式”的由后向前堆弃,并没有实现在前部进行“锁口”后逐渐向后反压的合理弃渣,且弃渣区冲沟排水等仍没有实施,弃渣在重力作用依附于原斜坡地面水田段变形的可能,这就可能会牵引后部滑体的稳定性。
图9 弃渣前部倾斜电杆 图10 规范的弃渣前部地形
4、咨询建议
4.1、拆迁搬移Ⅱ区的料场、办公板房,以及进行每天监测是合理的。
4.2、由于Ⅱ区饱水滑体仍在整体蠕滑变形,且有不断牵引扩大的趋势。故建议暂停滑坡左侧界基岩山体的右洞施工,以确保安全。
4.3、考虑到工期较紧,施工单位可继续进行滑坡左侧界基岩山体的左洞掘进,但前提是必须每天加密监测不少于2次,以指导工程施工和确保工程安全,一旦出现曲线突变,则立即停止隧道施工而撤离现场。
(Ⅱ区滑坡建议在地质补勘的基础上,考虑到路基内侧设置抗滑桩+地下水截引排为主的工程进行支挡,以确保路基与隧道的安全。在考虑Ⅲ区前部合理反压的基础上,实现滑坡的”上挡下顶”式治理,确保滑坡的整体与局部稳定)
4.4、Ⅲ区前部弃方需马上施做相应的截、排水工程,并尽快实施由前部“锁口”向后逐渐反压的合理弃渣方式。
考虑到目前工期较紧,可临时在大里程侧(基岩山体)向前弃渣,躲开小里程侧冲沟和水田斜坡段。
4.5、Ⅰ区目前还未施工,建议在设计、勘察单位核查以前,暂停施工,防止出现大规模工程滑坡。
(Ⅰ区滑坡建议在地质补勘的基础上,有效核查Ⅰ区滑坡在路堤加载以后的整体稳定性,以及Ⅰ区滑坡前部堆积体性质基础上的有效滑坡治理,必要时可考虑”路改桥“进行处治。)