以金竹寨滑坡治理工程为例浅谈预应力锚索在风景名胜区滑坡治理中的应用

李志强,俞敏,陈志高

(广西壮族自治区桂林水文工程地质勘察院，桂林 541002)

以金竹寨滑坡治理工程为例浅谈预应力锚索在风景名胜区滑坡治理中的应用

李志强,俞敏,陈志高

(广西壮族自治区桂林水文工程地质勘察院，桂林 541002)

龙胜梯田金竹寨发生滑坡地质灾害，边坡治理迫在眉睫。本文就预应力锚索在该滑坡治理工程中实际应用作了介绍，金竹寨滑坡的预应力锚索治理达到了灾害除、工期短、地貌恢复好的效果，是风景名胜区滑坡地质灾害治理的一个较为典型案例。

风景区；滑坡治理；预应力锚索；地形地貌恢复

1 工程概况

1.1 整治概况

金竹寨滑坡位于广西壮族自治区龙胜各族自治县东南部，著名的龙脊梯田风景名胜区入口处的金竹寨。金竹寨滑坡在2009年6月的连续大暴雨影响下形成的发生位移变形，前缘凸胀5～30 cm，后缘拉裂缝3～10 cm，发生蠕滑变形。滑坡威胁到边坡上下18户住户及旅客约800人的生命安全，威胁直接经济财产约300万元，并威胁坡下景区公路停车场的安全运行，同时影响龙脊景区的正常运营以及约3 hm2水田、果园的种植，潜在间接经济损失近千万元。因此，尽快对地质灾害采取有效防治措施，十分紧迫而必要。

1.2 工程地质特征

滑坡区位于构造剥蚀侵蚀中低山地貌区，河谷两侧山体连绵起伏，山顶呈浑圆状，相对高差400～700 m，山坡坡度多在30°～50°之间。上覆土层为含角砾粘土(厚5.2～6.2 m)，下伏为元古界丹洲群拱洞组板岩，泥质结构，薄层状构造，节理裂隙发育，多为风化裂隙，裂隙多为充填粘性土，岩体破碎，岩芯呈块状，浸水易软化，暴晒后易碎裂，物理力学性质急剧降低。

1.3 水文地质条件

滑坡区的地下水类型分为松散层孔隙水和碎屑岩基岩裂隙水两种类型。其中松散层孔隙水储存、运移于第四系含角砾粘土中，其孔隙细小，含水性差，属弱透水层，地下水贫乏；孔隙水主要靠大气降水补给，小部分地下水垂直向深部渗透补充基岩，大部分沿山坡产生短距离径流，在滑坡坡脚或中下部以季节性小泉流出坡面。基岩裂隙水赋存于构造裂隙、风化裂隙、层间裂隙中，裂隙细小，且多被充填，含水性弱、透水性差，属相对隔水层，主要接受大气降雨和上覆第四系土层孔隙水的补给。由于基岩与坡残积层均具有较大的透水性差异，地表水透过覆盖土层后，聚集在坡残积层与基岩接触面形成饱水带，软化土体，致使土层重量增加，抗剪强度降低，从而形成软弱结构面，使边坡工程地质条件恶化，是造成边坡滑移的主要原因。

2 边坡稳定性分析

从2009年6月底强降雨期间滑坡的变形特征推断，该滑坡前缘公路边挡土墙突出，路面有鼓胀隆起、房屋倾斜，与后缘横向弧形张拉裂缝是同时出现的，滑体内没有出现局部的滑移变形现象，表明该滑坡当时属于整体性滑移变形的滑体，并且整个滑带已基本贯穿，处于极限平衡的欠稳定状态。根据滑坡变形特征，基岩埋深及地下水影响等边界条件，通过优化计算而得出最不利滑动面，再根据剩余下滑力传递系数法，计算出剖面最大剩余下滑力为580.03 kN。

3 整治工程设计

根据金竹寨滑坡的勘查成果和前面的分析，在充分掌握金竹寨滑坡影响因素、稳定性状况以及危害特征等的基础上，确定该滑坡采用预应力锚索压力梁分级治理措施(图1)，并辅以动态监测。

图1 预应力锚索布置剖面图

3.1 预应力锚索设计

为防止滑坡从坡面上段陡坎剪出，在保证滑坡威胁对象安全的前提下，考虑加固工程的施工可操作性，治理工程设计在滑坡上部陡坎处布置4排预应力锚索。锚索横向间距为2.5 m，单束锚索设计抗拔力为600 kN。压力梁为矩形梁，梁身截面尺寸为1.2 m×0.6 m(宽×高)，混凝土等级选用C30。

3.1.1 锚索孔径及倾角设计

根据工程经验及经济合理性，设计锚索孔为130 mm，倾角为下倾25°。

3.1.2 单束锚索所需纲绞线根数

3.1.3 单束锚索内锚固段长度计算

3.2 压力梁设计

考虑局部受压破坏及满足承载力要求，于是在锚索点处设置压力梁，间距2.5 m。

3.2.1 地基承载力验算

3.2.2 局部受压承载力计算

4 施工技术措施

4.1 施工顺序

压力梁基础开挖→锚索成孔、下锚、注浆→压力梁施工→锚索张拉锁定→表土回填，恢复地貌。

4.1.1 压力梁基础开挖

按设计要求进行测量放样后，对压力梁设置位置进行开挖，开挖深度为0.8 m，为锚索及压力梁施工完后回填恢复地貌创造空间条件。

4.1.2 钻孔

钻探设备采用ZSDL-160型锚索钻机，成孔孔径110 mm。锚索水平、垂直方向韵孔距误差不应大于100 mm，钻孔轴线的偏斜率不应大于锚索长度的2%，向钻孔中安放锚索前，将孔内岩粉和土屑清洗干净。

4.1.3 锚索的制作、存储和安放

锚索制作前需对锚索钢绞线进行除油和除锈，在锚固段长度范围，杆体上不得有可能影响与注浆体有效粘结和影响锚索使用寿命的有害物质，并应确保满足设计要求的注浆体保护层厚度，在自由段杆体上应设置有效的隔离层；钢筋、钢绞线或钢丝应采用切割机切断；杆体制作时应按设计要求进行防腐处理；加工完成的杆体在存储、搬运、安放时，应避免机械损伤、介质侵蚀和污染；钢绞线需平直排列，沿杆体轴线方向每隔1.0～1.5 m设置一个隔离架，注浆管和排气管应与杆体绑扎牢固，绑扎材料不宜采用镀锌材料。

4.1.4 注浆

钩虫性十二指肠炎综合征是由钩虫入侵人体寄生于十二指肠引起的肠道寄生虫性疾病，又称Griesinger综合征，1843年由意大利学者Dabin最初发现[1]。钩虫是一种圆虫，长约10 mm，有雌雄之别，成虫常隐匿于黏液或肠道黏膜皱褶中，其寄生部位多集中于十二指肠降段与球部，该病主要临床表现为缺铁性贫血和营养不良，可有不同程度的上腹部疼痛，偶伴腹胀、食欲不振、恶心、呕吐、便秘、腹泻等不适。钩虫性十二指肠炎综合征常规确诊主要依靠粪便涂片找虫卵检查，但由于该方法有一定局限性，且检查阳性率相对较低，易漏诊。当今诊疗手段中，电子胃镜检查是其诊断的有效方法之一，可提供较为可靠的依据。

根据本工程实际特点，锚固段的砂浆标号为M30，采用砂浆配合比为水泥∶粗砂∶水=1∶1.12∶0.42，水泥为425普通水泥。经28 d后试验得出试块平均抗压强度为36.3 MPa，满足要求。

本工程锚索为向下倾斜，在向钻孔内注浆时，注浆管的出浆口应插入距孔底300～500 mm处，浆液自下而上连续灌注，且确保从孔内顺利排水、排气；注浆设备应有足够的浆液生产能力和所需的额定压力，采用的注浆管应能在1 h内完成单根锚索的连续注浆；注浆后不得随意敲击杆体，也不得在杆体上悬挂重物。注浆浆液选用灰砂比10.5～11的水泥砂浆，并可加入一定量的外加剂或掺合料。锚索张拉后，对锚头和锚索自由段间的空隙进行补浆。

4.1.5 压力梁的制作

内锚固段注浆后，立即浇制张拉承压压力梁，压力梁为承压构件，将锚索的集中荷载均匀地传递到岩土体。为使压力梁表面与锚索垂直，预先将一根外径与锚孔直径相同的薄壁钢管和一块适当尺寸的钢板正交焊接固定。压力梁采用现浇制作，先帮扎钢筋支架，将正交焊接的钢管插入钻孔一定深度，然后支模浇筑砼，采用插入式振捣密实，并加强养护。

压力梁砼标号为C30，施工中采用砼的配合比为水泥∶中砂：碎石∶水=1∶1.66∶3.28∶0.51，水泥为425普通水泥。经28 d后试验得出试块平均抗压强度为32.1MPa，满足张拉要求。

4.1.6 预应力锚索的张拉和锁定

锚索正式张拉前，应取60 kN拉力对锚索预张拉1～2次，使杆体完全平直，各部位接触紧密。当锚索张拉至600～650 kN时，保持15 min，然后卸荷至锁定荷载设计值进行锁定。

4.1.7 地貌恢复

由于该滑坡治理的主要特点为风景名胜区，故治理后的地貌恢复至关重要。为了地貌恢复效果的保证，在施工前对原有景区地貌拍照并作详细的记录，并将预应力锚索施工区域耕植土收集妥善保存，锚索压力梁施工结束后进行填埋，再进行耕植土回覆，耕植土覆土厚度不小于40 cm。填埋覆土后，严格按治理前的照片记录对治理区域田坎、植被等进行修复。地貌恢复均为人工施工，不再使用机械施工，以避免机械震动对景区地形地貌造成为此破坏，甚至对预应力锚索的治理效果产生负面影响。

5 预应力锚索的工程效果

2010年12月施工完锚索至今已有6 a余，经过多次雨季考验，该滑坡未出现再次滑动变形迹象，且景区地貌恢复效果良好，龙脊梯田的旅游价值未受丝毫影响，将灾害治理、环境保护、旅游开发有机地结合在一起，经济效益与社会效益完美地显现了出来(图2、图3)。

图2 滑坡治理前(摄于2010年5月)

图3 滑坡治理后(摄于2017年1月)

6 结语

风景名胜区人员流动大，短时间内人口密集，发生地质灾害后危险性高，潜在损失大，一旦造成人员伤亡社会影响恶劣。由于景区运营的影响，要求地质灾害治理施工工期不能太长，而且施工后地貌恢复效果要求高。预应力锚索施工方便，无需大面积开挖，对原始地形地貌破坏相对较小，施工结束后地貌恢复易于操作，恢复效果良好。金竹寨滑坡的预应力锚索治理即达到了灾害除、工期短、地貌恢复好的效果，可以作为景区滑坡地质灾害治理工程的一个较为典型的实例来借鉴参考。

[1] 工程地质手册编员会.工程地质手册(第四版)[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[2] 赵慧璋.岩土锚固工程技术[M].北京：人民交通出版社，1998.

[3] 巨能攀,向喜琼,黄润秋.滑坡治理设计中几个问题的讨论[J].工程地质学报，2002,(S1)：284-287.

[4] 俞敏，李旺珍，等.预应力锚索在公路高陡边坡加固整治工程中的应用[J].探矿工程(岩土钻掘工程)，2006,33(8)：38-41.

[5] 谭彬建，俞敏，等.桂柳高速公路K444+712～+822上行线边坡预应力锚索加固方案设计[J].探矿工程(岩土钻掘工程)，2010,37(5)：73-77.

[6] 中华人民共和国国家标准.建筑边坡工程技术规范(GB50330-2013)[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[7] 中华人民共和国国家行业标准.滑坡防治工程勘查规范(DZ/T0218-2006)[S].北京：中国标准出版社，2006.

[8] 中华人民共和国国家行业标准.滑坡防治工程设计与施工技术规范(DZ/T0218-2006)[S].北京：中国标准出版社,2006.

IN THE LANDSLIDE CONTROL PROJECT FOR THE APPLICATION OF GOLD ZHUZHAI CASES OF PRESTRESSED ANCHOR CABLES IN LANDSLIDE CONTROL IN SCENIC AREA

LI Zhi-qiang,YU Min,CHEN Zhi-gao

(The Guangxi Zhuang Autonomous Region Institute of hydrogeology and engineering geology, Guilin 541002,China)

landslide Landslide terrace of Longsheng gold Zhuzhai, slope imminent. In this paper, the prestressed anchor cable in Landslide Engineering in practical application are introduced, the prestressed anchor cable Zhuzhai landslide governance gold reached in disaster and short period of construction, landscape restoration good effect, is a geological disaster scenic area landslide is a typical case.

scenic area; landslide control; Prestressed anchor cable;landform restoration

1006-4362(2017)02-0074-04

2017-01-06 改回日期： 2017-02-17

P642.22

A

李志强(1984- )，男，汉族，甘肃会宁人，就职于广西壮族自治区桂林水文工程地质勘察院，土木工程专业，水工环工程师，主要从事矿山水文地质详查、地下水资源论证、地质灾害评估、地质灾害勘查设计等相关工作。E-mail：361180111@qq.com