某铁路滑坡的治理介绍

铁　道　勘　察2006年第2期

某铁路滑坡的治理介绍

李　强

(呼和浩特铁路勘测设计院,内蒙古呼和浩特　010050)

TheIntroductiontotheTreatmentforSlidingofSomeRailwayLine

LiQiang

　　摘　要　介绍预应力锚索和抗滑桩相结合的设计方案,整治某铁路滑坡的设计过程及检算。

关键词　滑坡　预应力锚索　抗滑桩

1∶1,采用护面墙和拱型骨架防护。

2000年4月29日,边坡发生坍塌,并在距路线中

1　工程概况

某铁路滑坡位于线路左侧。线路原最大开挖高度为1816m,边坡分为两级,边坡率分别为1∶0175与

收稿日期:20060119作者简介:李　强(1972—),男,1995年毕业于西南交通大学工程地质专业,工程师。

心约150m的坡顶出现了数条裂缝。裂缝呈现出圈椅状外形,表明边坡溜坍已经发育成滑坡病害,直接危及铁路施工建设的安全,必须加以整治。

边坡的地层结构:崩坡积层,褐黄色,厚10～15m,孤石发育,土体松散;残积层,厚10～15m,原岩基水孔孔径R=01075m,含水层厚度为614m。

从以上两例可以看出,不同的计算结果比较一致,说明本文采取的方法可以使用。

　　(2)实例二

图3为应用水位恢复数据和库珀-雅各布方法的分析,表1为应用观测孔和抽水孔稳定流阶段裘布依公式计算的结果。

表1　2号孔稳定流阶段裘布依公式计算结果

孔位主抽水孔观测孔　　注:T=01697m2/d

距离/m

05

5　结束语

用完整井抽水试验测算承压含水层水文地质参数

时,若抽水初期抽水量难以保持恒定值,可将抽水时间延长至似稳定。停抽后详细记录水位恢复数据,利用似稳定流阶段的稳定流量和似稳定降深,通过库珀-雅各布直线法计算导水系数及渗透系数。以上方法既可用于只有单个抽水孔资料的情况,也可用于有观测孔的情况。

参考文献

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降深/m

151380117

和评价[M].北京:地质出版社,1980

图3　2号孔由恢复水位计算结果

[4]　地质部水文地质工程地质研究所.地下水资源评价理论与方法的

研究[M].北京:地质出版社,1982

3

1号孔抽水过程中,稳定流量Q=32134m/d,主2号孔抽水过程中稳定流量Q=11198m/d,主抽

3

[5]　美国内政部水力资源局编.李顺昌,戴鸿麟译.地下水手册[M].北

抽水孔孔径R=01075m,含水层厚度为5m。

京:地质出版社,19

某铁路滑坡的治理介绍:李　强

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本已风化为土状,局部可见石英与长石颗粒;砂土状强

风化花岗岩,厚15～20m;弱—微风化花岗岩,坚硬,节理发育。

坡体内地下水十分发育,水位较高,边坡开挖完成后,坡脚可见线状渗水。根据补充钻孔揭示,地下水埋深仅4～8m。该滑坡主断面地质剖面如图1所示。

采用传递系数法,该方法简单易行。但由于其理论基础不完善,如硬性规定滑坡推力的方向,滑块本身的力系及力矩均不平衡等,故其计算推力一般较为保守。而Morgenstern2Price方法则弥补了这些缺陷,计算结果较为真实可靠。

本文采用Geo_Slope软件和Morgenstern2Price方法,分别对滑动面1和2进行稳定度计算(如图2、图3所示)。

图1　某滑坡主断面地质剖面

2　滑坡计算与分析滑坡整治作为一种地质灾害治理工程,其首要任务

是分析和评价其稳定性,并对其滑坡稳定系数和推力进行计算,以决定采用何种支挡工程。滑坡稳定性的分析和评价,一般采用工程地质比拟法和实践经验分析,其任务是根据滑动面的位置、形态和坡体地质结构,并结合地表变形特征(如裂缝形态、规模等)来判断滑坡目前所处的状态及稳定度;滑坡稳定性及推力可采用极限平衡法及数值模拟等方法来进行定量计算。

图2　K63+770～+950滑坡滑动面1稳定度计算　

图3　K63+770～+950滑坡滑动面2稳定度计算　

由图2和图3可以看出,滑动面1及滑动面2的

211　滑动面的判断

该滑坡属于典型的堆积体滑坡,岩芯易于采取,可采用钻孔和地表裂缝形态来判断滑动面的位置。根据钻孔岩芯揭示和地表裂缝的形态,可确定该滑坡的滑动面有数个。限于篇幅的关系,本文只介绍滑动体积最小的滑动面1和体积最大的滑动面2。

稳定度分别为11035及11038,均处于极限平衡状态。

3　滑坡整治设计

该滑坡体推力较大,剪出口较高,且坡体较为松散。经计算分析,决定采用预应力锚索、抗滑桩结合小挡墙来支挡滑坡,并辅以平孔排水提高其安全储备。

212　计算参数

根据地质勘察报告及岩土试验资料,结合坡体地

质结构和地下水的发育特征,并根据相应的经验进行修正,确定了各地层的计算力学指标(如表1所示)。

表1　滑坡计算参数

层

序

123

311　锚索抗滑桩

在边坡的第一阶平台,设计16根锚索抗滑桩。抗滑桩桩长25m,埋入地面下为20m,伸出地面部分长5m,并以1∶1的坡度弯折于坡面之上。桩截面尺寸为214m×218m,桩间距为6m。在桩露出地面部分,设置3孔预应力锚索,锚索长度为35m,与水平面倾角为30°,锚固段长度为15m,自由段长度为20m;设计孔径为130mm,采用9根<15124mm的钢绞线,单孔设计拉力为1000kN,锁定荷载为800kN。

类型

容重

/(kN/m3)

1919152124

内聚力

222530100

内摩擦

21222660

)/(kN/m2)角/(°

备注

崩坡积层残积层强风化花岗岩

考虑含水状态考虑含水状态

4中—微风化花岗岩按基岩考虑

312　抗滑挡墙

为支挡抗滑桩后的滑坡体并为抗滑桩提供一定的

反压,在坡脚部位设置高3m、顶宽2m的抗滑挡墙。挡墙坡度为1∶015,采用宽210m、深115m的扩展趾

213　滑坡整治前的稳定度计算

目前,国内工程界对滑坡稳定性及推力计算一般

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铁　道　勘　察2006年第2期

部,并与边沟连为一体;墙底坡度为011∶1。

313　排水平孔

由于地下水位很高,为维持滑坡稳定应尽量将地

下水排出。设计采用<100mm、长20m、上倾角为5°的排水平孔。平孔分3排设置,分别设置于第一阶和第二阶坡面;下两排水平间距为210m,上两排水平间距为310m。

314　坡面修整及防护

由于该滑坡已将边坡坡面破坏,故以1∶1125的坡率(局部为1∶1和1∶015)修整坡面。其中,1∶1125的坡面设置浆砌片石拱型骨架植草防护,1∶1的坡面采用30cm浆砌片石贴坡防护。

图5　某滑坡滑动面2加固后计算

2级坡面的刷坡施工,接着打入预应力锚索和排水平

孔,并采用枕木和钢板进行临时张拉,同时施工抗滑桩。抗滑桩施工完成后,进行第1级坡面的刷坡施工

和挡墙施工。

由于地层风化严重,土质松软,且地下水发育,若不采取措施,则锚索的锚固段将进入弱—微风化花岗岩,加大施工费用。为充分利用残积层作为锚固地层,应采用二次劈裂灌浆技术来提高锚固力。

315　纵向盲沟及截、排水沟

在路基边沟下设置110m×110m的纵向盲沟一道,以截流地下水,保持路基的干燥。在坡顶裂缝外侧附近,根据实际地形设置一道截水沟,以拦截地表水进入滑坡体。

6　结束语

该方案实施后,历经强风暴雨和铁路动载震动的考验,未出现任何坡体变形现象,实践证明,该方案是十分成功的。

通过分析总结该铁路滑坡整治的设计、施工过程,笔者体会到,滑坡的产生与其周围的地质条件改变有直接关系,若要经济合理地整治滑坡,必须对滑坡进行专门的地质条件分析及力学计算,并进行多方案比选。如本文采用Geo_Slope软件和Morgenstern2Price方法对滑动面进行稳定度计算,取得了较好的效果。

参考文献

[1]　铁道部科学研究院西北分院.滑坡防治[M].北京:中国铁道出版

4　滑坡整治方案检算

抗滑桩设计(主断面处)抗滑力为1000kN/m,抗

滑桩上的锚索设计锚固力为400kN/m,挡墙抗滑力为150kN/m。采用Geo_Slope软件和Morgenstern2Price方法,对滑动面1和滑动面2进行加固后,安全系数计算如图4及图5。

社,1997

[2]　D.G弗雷德隆等著.陈仲颐等译.非饱和土力学[M].北京:中国

建筑工业出版社,1998

图4　某滑坡滑动面1加固后计算

[3]　王恭先,廖小平.中国铁路滑坡灾害及其防治研究[J].中国地质

采用锚索抗滑桩及挡墙加固后,滑动面的安全系

灾害与防治学报,1996,7(1)

[4]　TB10001—2005　铁路路基设计规范[S]

[5]　董瑞峰.预应力锚索加固路堑边坡施工技术[J].铁道勘察,2005,

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2004,30(5)

[7]　徐邦栋.滑坡分析与防治[M].北京:中国铁道出版社,2001

数均大于1120,说明该方案是可行的。

5　施工要求

考虑到该滑坡已经产生了局部滑动及大面积的蠕动变形,为安全起见,规定施工工序为:首先进行第3、