川藏高速公路汶马段跨越构造剥蚀低山丘陵及河流侵蚀堆积地貌、构造剥蚀中高山地貌及河流侵蚀堆积及构造剥蚀高中山峡谷地貌,两岸谷坡滑坡、泥石流、崩塌等山地灾害频繁。水系发育,河道狭窄,多呈“V”字型,水流湍急,河道蜿蜒曲折、落差大,雨季流量为旱季的10倍以上,洪水汇集迅速,利于造峰,洪水过程呈陡涨陡落的尖峰型,水力资源十分丰富,岷江、大渡河汇百川至东南奔腾出山。区内为我国著名的强烈地震带,高速公路多位于基本地震烈度为Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ度的地区,其中Ⅶ度区占线路总长的57%,Ⅷ区占线路总长的37%,Ⅸ度区占线路总长的6%。
滑坡区属侵蚀深切高山峡谷地貌,滑体以松散、潮湿的堆积层碎石土为主,下伏三叠系(T3x)变质强风化~中风化板岩,滑坡前缘紧邻河流。地震基本烈度为Ⅶ度,基本地震加速度0.15g。滑坡高程位于3054~3138m,相对高差82.0m,自然坡度为25~45°,滑坡纵向长约141m,横向宽约188m,滑体平均厚约20m,滑体体积约33.5万方,主滑方向为34°,属大型滑坡。工程施工时由于布设于滑坡前缘的大桥场地开挖施工,造成滑坡复活,导致部分桥桩发生断裂移位。
滑坡发生后,笔者建议在河流岸坡处设置抗滑挡墙,并在墙后对滑坡进行反压,防止滑坡进一步扩大和恶化。经现场应急施工后,滑坡趋于稳定,为永久工程的设置提供了充裕的时间。滑坡发生后,技术人员通过反算得滑面参数、安全系数和下滑力如下:
表2 滑坡处治安全系数选用表
表3 滑坡下滑力计算表
基于此,考虑到控制性地震工况下滑坡下滑力达到了3174.2KN/m, 下滑力较大,故技术人员拟采用两排参数为2×3×35m@5m的人工挖孔锚索抗滑桩进行滑坡处治。其中每根抗滑桩上设置两孔锚索,锚索长40~45m,工程造价为A万元,工期B月。
1)滑坡的滑面参数反算应取护岸挡墙反压以前的状态,并在此基础上计算滑坡下滑力,以及设置抗滑挡墙后的抗力。2)不建议控制性地震工况的安全系数取1.15,而宜依据“大震不倒,中震可修、小震不坏”的原则,取区内陆震烈度为Ⅶ度时,坡体仍能维持“基本稳定”以上的参数,即取1.1进行地震工况计算。3)滑坡参数反算应依据滑坡“三段论”,区别对待牵引段、抗滑段和主滑段,切忌全断面平均反算法,否则造成滑面参数失真,滑坡下滑力失真。4)抗滑桩设置时,应考虑抗滑挡墙+反压提供的有效抗力。5)桥梁附近抗滑桩采用人工挖孔桩难度偏大,这是因为桩体紧邻河道,在桩体开挖的过程中,当标高低于河道标高时将可能出现大量渗水问题,存在较大的安全隐患。6)采用双排桩时,后排桩位于“半坡”,施工难度大,且存在“半坡桩”问题,宜将双排桩合为一排设置于桥梁内侧为宜。7)由于抗滑桩与桥梁较近,故采用锚索桩是必要的,便抗滑桩与桥梁之间的安全距离不宜小5m,防止抗滑桩受力后挤压桥墩。8)经笔者核查后,地震工况下滑坡的下滑力为2200KN/m,考虑到应急抗滑挡墙+反压措施,桥梁内侧抗滑桩部位抗滑桩所受推力为1080KN/m。基于此,笔者建议在桥梁内侧设置一排间距为3.5m,直径为2.2m的圆形锚索桩进行治理。该方案工程造价为原方案的0.6A,工期为0.3B月。
图3 笔者建议的工程地质断面图
设计单位依据建议将原设计的两排2×3截面的矩形抗滑桩调整为直径2.2m的圆形抗滑桩,间距为3.5m,但取消了桩身锚索。该方案工程造价为原方案的1.1A,工期为0.6B月。
图4 最终采用的工程地质断面图
图5 工后实景图
实施后的圆形普通抗滑桩抗滑能力约为原设计矩形锚索抗滑桩方案的状55%左右。目前该滑坡已完工约三年,坡体稳定性良好,大桥使用正常。这也从侧面说明了原设计滑面参数反算有误,下滑力取值偏高,锚索抗滑桩规模偏大。但实施后的圆形抗滑桩没有采用锚索工程,造成下排抗滑桩的位于滑面以下的锚固段长度偏大。但同时,上排桩(半坡桩)埋置深度偏小,桩体设置欠合理,造成抗滑桩后部所支挡的滑体有限。