南京地铁小行车辆基地边坡综合治理技术摘 要 对南京地铁小行车辆基地边坡进行了稳定性分析,根据滑动深度、滑塌面积和影响范围大小将边坡分为三个稳定性分区,提出了相应的边坡治理方案,综合分析比较各方案边坡稳定性、技术经济等方面的因素,确定了由抗滑桩、地表水的排水和坡面防护相结合的综合治理措施。关键词 地铁车辆基地 边坡 滑坡 综合治理1概述 (1)工程概况:施工现场位于南京地铁1号线小行车辆基地东部及南部边坡上。地貌上为丘岗—岗间洼地。原有边坡经车辆基地建设中开挖切坡产生临空面和卸荷裂隙,加之后期大量城市建筑垃圾、生活垃圾和道路路堑开挖的填土堆放,致使坡体增高,与基地最大高差达30余米,坡面变陡,坡顶产生大量拉张裂隙。基地南侧中部于2003年5月曾发生过一次1万方左右的滑坡,滑动距离达50余米,并引发小规模泥石流,冲毁基地内两间双层简易房,直接威胁基地内已建构筑物安全(图1)。
(2)工程地质条件:场区内土层分为4个大层:①层为人工填土,土质差,不均匀,未固结,渗透性较好;②层为全新统冲淤积成因土层,中等压缩性,中低强度,微透水;③层为中晚更新统冲积、坡积土,微透水—弱透水;④层为新第三系雨花台卵砾石层,中高强度,孔隙较大,为透水层。2 边坡稳定分析与评价 (1)力学指标的选用:反分析指标介于室内试验指标和现场试验指标之间,以滑体实际状况为条件,较为可靠。因此,力学指标的选用以反分析指标为主,结合试验指标进行校核。反分析采用不同的c、φ值组合按水土合算法计算相应的危险滑弧最小安全系数和滑弧位置,并与已滑滑动面进行比较反分析表明满足滑动条件和滑弧位置的c、φ值组合如表1所示。
其中c=13kPa、φ=13°的滑弧位于主滑动面位置,其余组合分布于主滑动面位置附近。据此确定滑面参数选取c=13kPa、φ=13°。 (2)边坡稳定性分析:采用圆弧法对边坡稳定性进行验算。对产生过滑坡的原滑动面附近土体的抗剪强度采用残余强度指标。本工程为永久性二级边坡,安全系数K取1.25。图2为一典型地质剖面边坡稳定性验算图。
(3)边坡稳定性分区:根据边坡稳定性分析结果及滑动深度、滑塌面积和影响范围大小将场地边坡分为稳定区、次稳定区和不稳定区3个区(图3)稳定区主要位于东南角和西北部,K>1.25,满足稳定性要求,不需进行整治处理;次稳定区主要位于东部,1<K<1.25,危险滑动体体积和面积较小,滑塌影响范围不大,坡顶经局部削坡后可满足稳定性要求;不稳定区主要位于南部,K<1.0,危险滑动体体积和面积较大,经局部削坡后仍不能满足边坡稳定性要求。
3 边坡治理方案 由于场区面积大、地质条件复杂,因此,必须根据稳定性条件、地层条件、地下水条件等因素综合考虑,进行综合整治。主要包括滑坡体的变形防护、地表水的排水设计以及坡面防护等。 (1)滑坡体变形防护:在次稳定区,通过坡顶的削坡减载即可满足边坡整体稳定性的要求。在不稳定区,坡体填土较厚且呈2~3阶梯状,采用抗滑桩作为挡土结构比较经济有效。抗滑桩拟采用钻孔灌注桩或高压旋喷桩两种方案。 方案1:钻孔灌注抗滑桩:采用φ1.2m@3m的钻孔灌注桩,桩长20~25m,桩顶设1.2m×1.4m的冠梁。 方案2:高压旋喷抗滑桩:采用2×6根直径0.6m、间距0.4m的二重管高压旋喷桩群作为一个抗滑单元,单元水平间距1.1m,桩长13~18m,喷浆压力20MPa,水泥掺量20%。抗滑桩方案比选:两种抗滑桩方案比选参见表2。综合上述分析,推荐方案1。
(2)地表水排水设计:地表水渗入滑坡体内,既增加了滑动力,又降低了土层的内摩擦力,对滑坡体的稳定不利,因此做好坡面地表水排水设计是治理滑坡的重要内容。 排水方案1:场区围墙外山坡设专用管道系统雨水经二次沉砂后排入场区相对下游或管径相对较大的雨水管道系统。1)排水明沟的设置:坡顶围墙外设一道排水明沟,沟内每25m设一处沉砂井,在低点设置沉沙坑;坡脚设一道排水明沟,每25m设一处沉砂井,雨水经沉砂处理后排入敷设的排水管围墙与坡脚的现状挡墙之间每隔5m等高线设一条平行于等高线的排水明沟,在适当位置集中汇于挡墙后的排水明沟内。2)雨水的排放组织形式:围墙背后沉砂池的雨水通过排水管引入围墙内后,在围墙与坡脚之间的区域设置专用雨水搜集管,通入沉沙坑二次沉砂后进入现状雨水管道系统。3)投资估算:总投资约258.13万元。 排水方案2:围墙外山坡上雨水自围墙低点接入后,就近排入现状雨水管道系统,不再次经过沉砂处理。1)排水明沟的设置同方案1。2)雨水的排放组织形式:围墙背后沉砂池的雨水通过排水管引入围墙内以后,就近排入场区内部现状雨水管中,不再进行沉砂处理。3)投资估算:总投资约138.53万元。各排水方案如图4、5所示。
雨排水方案比选:1)设计暴雨重现期:方案1围墙外的雨水管道自成系统,并在管径较大处接入现状管道,有效地提高了整个雨排水系统的暴雨设计重现期,雨排水能力达到50年一遇的水平;方案2围墙外的雨水管接口均处于管道上游末梢,通水能力较小,只有2~10年重现期。2)排水系统的维护:方案1设计了二次沉砂池,山坡雨水中的泥砂去除效果明显优于一次沉砂后直接排放的方案2,采用方案1下游管道淤堵的情况要远好于方案2。根据使用功能与经济效益的综合比较,为了彻底的解决场区暴雨泥水漫流的现象,本工程建议采用治理较为彻底的方案1。 (3)坡面防护:1)在现状山坡围墙背后排水沟的外侧,局部靠近山谷线附近30m范围内,沿山坡向上铺设20m的干砌片石保护带;2)对现状山坡围墙以外的坡顶处现有裂缝进行灌浆封闭,浆液采用水灰比为1∶1的水泥浆;3)围墙以内的坡面采用生态(挂网植草)护坡。4 结 论 通过车辆基地边坡稳定性分析,依照边坡可能的滑动深度、滑塌面积和影响范围大小对边坡进行了稳定性分区。综合比较分析各方案边坡稳定性、技术经济等方面的因素,确定了车辆基地边坡综合治理方案: (1)对边坡次稳定区采用清除沉积土、削坡卸载、砂浆填缝等措施; (2)对边坡不稳定区采用钻孔灌注抗滑桩,同时辅以片石护坡、植草护坡、砂浆填缝等措施; (3)边坡排水采用方案1。在现状山坡围墙外坡面设专用雨水管道系统,经二次沉砂处理后再排入场区雨水管道系统。参考文献[1] 吴高中.高边坡滑坡体加固防护技术探讨.山西建筑,2004,30(7):105~107.[2] 杨学堂,郑永保.三峡库区巴东油库场地边坡治理.中国三峡工程报,2003,10(2):49~53.
