某机场飞行区边坡治理应急设计方案

张继平，刘直芳

(1．四川成都双流国际机场建设指挥部，四川成都610000;2．四川大学计算机学院，四川成都610064)

成都双流国际机场新飞行区整平在其南端东侧形成长约600 m，高5～23 m的边坡，其中局部段边坡上部1～5 m厚为弃土堆填，当地二支渠改建从边坡前缘经过。前期设计边坡坡比1∶2.0，边坡形成后支渠施工采取全面开挖，渠槽开挖后坡脚遇到降雨和地下水渗出被浸泡，局部边坡发生滑动［1］、［2］。为确保该开挖边坡稳定，在坡脚采用桩长8 m，截面1.5 m×2 m，嵌入段长4 m的抗滑桩+桩间挡土板治理，同时桩后边坡坡比改为1∶2的两级边坡，并用钢筋混凝土格梁护坡。滑坡治理工程完成后边坡没有异常现象出现。

随后因工期紧迫，二支渠又采用了全面开挖，局部并出现了超挖，之后治理边坡出现变形现象，再叠加后期降雨影响，渠道内积水，因边坡开挖(超挖)和渠道内积水浸泡的双重影响，导致加固处理后的边坡变形加剧，使得桩发生倾倒变形，桩顶最大倾斜位移达40 cm左右，格构护坡部位也出现拉裂下沉，并形成了完整的圈椅状地形。针对边坡失稳迹象，将边坡变形滑动较严重地段桩前水渠改为涵管通过并回填土反压［3］、［5］。采取上述措施后虽然边坡变形滑动速度相对减缓，但边坡仍在继续缓慢变形滑动。本文针对边坡工程治理设计，以保证机场正常安全运营。该设计工作的主要目的是推荐合理的工程治理方案，在勘查报告推荐的岩土体参数的基础上，选定设计参数，进行防治工程结构设计，并对监测工程、施工组织、环境保护等进行设计，预算防护工程费用。

1 滑坡稳定性分析

2009年11月1日现场查看，在抗滑桩段边坡出现变形，主滑方向292°，变形滑坡轴长50.0 m，宽162.0 m，厚约10.0 m，面积约8 000 m2，方量约75 000 m3，其变形范围与边坡勘察时基本一致，变形主要表现在:①滑坡边界重新形成，并形成圈椅状裂缝，其中后缘拉裂，裂缝长50.0m，宽20～50 cm，错距达30～60 cm，最大达到1.0 m;②格构破坏，多处格构拉裂变形破坏;③抗滑桩发生倾覆位移，桩顶面倾斜坡度达7～8°，桩顶位移量一般10～25 cm，最大可达50 cm。

1.1 边坡变形原因分析

根据现场查看和对前期的勘察、设计、施工的资料分析，治理工程所在斜坡出现变形主要有以下原因。

(1)地质因素，从勘察资料得知，双流国际机场新飞行区成都西南部牧马山西北边缘微丘地带，表部地层为中更新世(Q2 fgl)黄褐色至褐色粘土、粉质粘土夹漂卵石，粘土具有弱膨胀性;下部为白垩系灌口组紫红色(K2g)泥岩，全风化层厚度3～7 m，强风化层厚度大于5 m。滑体物质为具有微膨胀性的砂卵石粘土，抗滑桩变形处其嵌固端地层为泥质砂岩，其全风化厚度相比其他地段厚，导致其锚固力比其他抗滑桩弱;

(2)边坡工程竣工后，桩前二支渠开始施工，由于工期紧，施工过程中采取全断面开挖、并出现超挖现象，为变形提供了临空面，开挖后边坡即产生变形就是佐证;

(3)降雨是变形的主要因素，桩前二支渠施工全断面开挖后的第三天，适逢下雨，雨水浸泡等导致抗滑桩锚固端泥岩岩体力学性质快速下降而发生倾覆位移，后虽采取回填、涵管等方式处理后对整体变形有一定的控制。另一方面，边坡变形使变形体中形成许多裂缝，在降雨时地表水多沿裂缝直接渗入，而导致微膨胀的粘土(滑带土)的力学性质降低，使边坡变形得以继续发展，这在经过应急处理后边坡变形破坏特征雨前与雨后的变化监测得到证明。

1.2 稳定性分析与预测

到目前为止，抗滑桩最大倾斜位移达40 cm左右，中部台阶最大沉降量达30～40 cm，后缘下沉量达到1 m以上。虽受历次降雨影响滑坡两侧边界裂缝明显可见，裂缝已贯通到边坡中部台阶，坡面局部鼓胀或沉陷，钢筋混凝土格梁部分破裂，二支渠内侧素混凝土斜墙个别部位出现裂纹，但坡脚前方未出现隆起现象，本次滑坡滑动面与前期治理滑坡滑动面基本吻合，因此该滑坡为一个推移式滑坡，并且是前期滑坡的复活。为此，边坡治理刻不容缓。

2 边坡应急设计

根据滑坡的变形现状、危害对象，受灾对象及其损失程度、施工难度等因素，综合确定机场滑坡防治工程等级［1、2、4］。滑坡一旦失稳，直接影响机场的安全运营，除经济损失外，还将造成不良的社会影响。根据地质灾害防治工程分级，确定该滑坡防治工程等级为Ⅱ级。滑坡治理标准按50 a运行期考虑。降雨强度近20 a一遇暴雨计算，50 a一遇暴雨校核。

在变形严重段后缘部位进行适当削坡减载，降低边坡下滑力。在前期治理抗滑桩之间设置抗滑桩，同时对已变形破坏的混凝土格构与排水沟进行修复，加强滑坡变形监测。

依据边坡的坡形、工程岩组和岩土体工程地质特性，考虑到工程重要性和已有抗滑桩提供的抗力，本次安全系数取1.15下的暴雨工况滑坡剩余下滑力1 163.7 kN/m。

2.1 稳定性与剩余下滑力计算

计算方法采用瑞典条分法，计算公式为:

式中:Wi为垂直荷载，包括土条自重和其上部的建筑荷载;Qi为水平荷载，包括水平孔隙水压力和其他水平荷载;Ui为剪切面上的孔隙水压力的合力，与剪切面正交;Zi为水平荷载;Qi作用线距滑弧圆心O的垂距;c'i、φ'i为剪切面抗剪强度;R为滑弧半径;li为土条底面长度;αi为土条底面倾角。

圆弧滑动的计算模型如图1所示，计算结果如表1。

图1 圆弧滑动计算模型

表1 计算结果

2.2 岩土体物理力学参数

本高切坡安全等级为二级，以勘察报告为依据，选取防治工程设计岩土体物理力学参数的建议值如下表2和表3。

表2 岩体物理力学性质指标建议值表

表3 滑体土容重、抗剪强度参数取值表

3 结论

在勘查报告的基础上，利用勘察成果资料结合实地调查、按照相关规范的要求对滑坡稳定性进行了分析及评价;按照滑坡变形现状，结合专家意见和相关规范的要求进行了边坡应急治理设计。防治工程施工时严格按设计施工。施工时做好记录，作好边坡变形监测，应及时反馈，作到动态管理，动态设计，根据边坡变形情况和地质条件的变化及时进行设计变更，保证工程施工与边坡可能发生变形相吻合。工程施工过程及完工后，必须按规定进行监测，以保证施工过程中的安全和检验防护工程的效果。

［1］GB 50330－2002建筑边坡工程技术规范［S］

［2］DZ/T0219－2006滑坡防治工程设计与施工技术规范［S］

［3］GB 50007－2002建筑地基基础设计规范［S］

［4］GB 50010－2002混凝土结构设计规范［S］

［5］GB 50011－2001建筑抗震设计规范［S］