阳安二线金家沟特大桥砖厂滑坡整治

沈 华

(中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西 西安 710043)

1 基本情况

1.1 工点位置及地形地质情况

金家沟特大桥位于安康地区石泉县与汉阴县交界处池河镇良田村附近，在既有线右侧与既有线并行，距离10 m～20 m，金家沟特大桥桥梁起迄里程DyK284+199.67～DyK284+832.27，全长632.6 m，孔跨布置为(19-32) m预应力混凝土简支梁，全桥均采用圆端形实体或空心桥墩，墩台均采用钻孔灌注桩基础。勘察期间发现桥址区9号～13号墩之间二线右侧约30 m处，为金家沟大桥砖厂滑坡，滑坡宽约130 m，主轴长约150 m，滑坡体厚约10 m，滑体主要为第四系坡积膨胀土，滑坡后缘地形明显，前缘树木歪倒。不良地质范围位于桥梁安全影响范围之外,设计中未采取治理措施。

斜坡出露地层主要为人工填土、第四系上更新统冲积膨胀土，下伏基岩为上元古界片岩夹灰岩。

1.2 病害情况

自2016年3月施工单位进场施工金家沟特大桥6号～12号墩防护桩及桥墩桩基，至2016年6月桩基施工完成，6号～12号墩场地及周围均未出现明显的地表沉降。自2016年6月23日一段时间的强降雨过后，10号墩、11号墩桩基周围地表出现了不同程度的沉降，尤其是11号墩右侧出现了长约5 m，宽1.6 m，深1.2 m的塌陷坑，10号～11号墩之间也出现了一条贯通裂缝。

1.3 勘察情况

金家沟特大桥砖厂滑坡位于安康地区石泉县与汉阴县交界处池河镇良田村一废弃砖厂附近，近似“簸箕”形状，滑坡后缘圈椅状形态明显，清晰可辨，滑坡后壁坎高约1 m，滑坡体自然坡度10°～14°，沿路线方向宽130 m～150 m，主轴方向长120 m～130 m，滑动方向S20°W，与路线夹角86°。滑体物质主要以膨胀土为主。据了解附近村民：该滑坡由于砖厂取土，2011年下半年雨季过后滑动，砖厂上部厂房出现滑动，高处可见1 m宽滑缝，随即当地部门禁止砖厂在滑坡下部挖土烧砖，砖厂被关闭。2014年8月份，9月份雨季当地村民发现铁路山下一侧玉米地出现开裂，砖厂房上部边坡又出现滑动。此次滑动，灾害较重。2015年几乎未动，2016年也未见滑动。

为查明良田村砖厂滑坡目前发展程度及其对阳安二线金家沟特大桥的影响，2016年9月18日～2016年9月19日，阳安二线配合施工指挥部组织人员现场勘察，采取访问调查、地面调绘、钻探揭示等综合勘探方法进行补充勘察。

2 病害原因分析

因强降雨、良田砖厂滑坡向上牵引发展，导致了边坡蠕滑、地表拉裂，引起了金家沟特大桥10号～11号墩护坡出现下沉裂缝。

2.1 强降雨

该地区降雨主要集中在6月份～9月份，降雨量大且集中，雨水从裂隙渗入土体及片岩风化裂隙，形成季节性潜水面，对膨胀土、片岩风化层层侵蚀、浸润严重，大大降低了岩土体的强度，对坡体稳定极为不利。

2.2 良田砖厂滑坡的牵引发展

增建二线位于池河二级阶地后缘斜坡地带，坡面覆盖膨胀土，地方砖厂在斜坡坡脚处取土，破坏了该段斜坡的稳定性，加之强降雨作用，导致山体滑塌。

DyK284+410.15～DyK284+640.15段线路右侧砖厂滑坡整治变更是原砖厂滑坡由于前期砖厂挖土切坡致使坡脚不稳定，加之连续强降雨后土体稳定性被破坏，导致滑坡迅速发展危及铁路安全而引起。

3 边坡(滑坡)稳定性计算

3.1 滑坡参数反算

GDyK284+500～GDyK284+600段线路位于金家沟良田村砖厂滑坡影响区后缘斜坡地段，表层覆盖有第四系地层，受砖厂滑坡牵引，二线附近存在地表拉张裂缝，存在潜在滑动面，目前处于欠稳定状态(临界稳定状态)，进一步发展，可能引起斜坡整体失稳；不考虑地震、降雨、动荷载的影响，根据现场鉴定的滑面(带)以及土工试验初步成果，以稳定性系数Fs=1.0进行反算，得到滑带参数值如表1所示。

表1 滑带参数值

3.2 滑坡计算参数的确定

根据补充勘察的土工试验数据进行的稳定性分析和反算情况，与目前病害现状十分吻合，最终确定滑坡推力计算采用的土体物理力学指标为：表层砂质黄土(0 m～5 m)c=10 kPa，φ=15°；土石分界面软塑带c=8 kPa，φ=11°。

3.3 滑坡推力计算

根据本病害特点，根据滑面及所确定的滑带土物理力学参数(滑坡计算采用岩土体物理力学指标：膨胀土：γ=18 kN/m3，C=14 kN/m2,φ=8°；岩：γ=22 kN/m3，C=4 kN/m2,φ=10°)安全系数采用K=1.25，计算出滑坡推力采用235 kN/m，以此进行抗滑桩设计。

3.4 钢筋混凝土抗滑桩设计

桩设计荷载为滑坡推力,附加安全系数K=1.25，荷载分项系数K=1.35。

按最不利断面进行桩体内力计算，拟定桩长16 m，桩设计采用极限状态理论，锚固段位于片岩夹灰岩，内力按“K”法计算，地基系数K=80 000 kPa/m3，桩底支撑条件：

通过数学求解得到桩的剪力及弯矩图：最大弯矩=12 436 kN·m，距离桩顶9.8 m；桩最大剪力=2 506 kN，距离桩顶8 m，如图1所示。

4 滑坡病害整治

针对砖厂滑坡发展情况，为确保二线及既有线运营安全，经研究讨论后确定在DyK284+410.15～DyK284+640.15段线路右侧10 m位置处采用抗滑桩进行抗滑移处理。

1)为保证金家沟大桥桥墩的安全稳定，于6号～13号墩右侧10 m处设抗滑桩进行加固。桥墩墩位处2根桩间距4.7 m，其余桥墩间桩间距采用7.0 m，共计设置36根桩。

2)桩截面采用1.5 m×2 m，桩长：1号～13号、29号～36号桩桩长13 m，14号～28号桩桩长16 m，采用C35钢筋混凝土现浇。

3)桩间上部2 m靠线路侧设4.2 m和6.5 m长的挡土板，挡土板厚度0.4 m。挡土板采用C35预制钢筋混凝土现场吊装。安装桩间板的临时开挖边坡按1∶0.5开挖，为防止桩间板下沉，于桩间板底设0.5 m宽，0.2 m厚的混凝土基础。

4)桩顶挡土板临时开挖后，采用C组填料回填密实，地表0.5 m采用三七灰土封闭。

5)桩在开挖过程中，设C25钢筋混凝土护壁，厚度0.2 m，地面以上0.5 m范围设1.0 m高锁口。安装挡土板之前应拆除受影响范围内的桩后的锁口、护壁。

6)每根桩沿桩身对角线方向预埋4根外径57 mm，壁厚3 mm的钢管作为检测孔，沿桩身通长布设，检测管高出桩顶0.3 m。

7)整治效果：本段工程于2016年8月13日正式开工，首先施工的是桥梁墩台附近的第一批4号，6号，8号，10号，14号，16号，19号，21号，24号，26号，29号，31号，34号，36号抗滑桩，第一批桩抗滑桩也于10月8日施工完毕，第二批1号，3号，5号，7号，9号，11号，13号，15号，17号，20号，23号，25号，27号，30号，32号，35号桩于11月27日施工完毕，第三批2号，12号，18号，22号，28号，33号桩于12月25日施工完毕。

当第一批桩施工完毕后，根据监测数据显示，墩台附近的裂缝日位移变化量已由最初的5 mm逐渐趋于0 mm，并在以后的连续6 d的观测值分析，裂缝已无变化。

病害整治工程于2016年12月29日完工。

在建设、设计、施工、监理等部门的精心合作下，该滑坡病害工程的整治达到了理想的预期效果。

5 结语

1)近年来地球气候复杂多变，陕南地区较易形成极端天气，连续降水对地质条件、地层岩性物理力学性质指标的影响，在工程设计中应充分研究和注意。

2)运营线路上病害发生后及时采取全天候现场值守、变形监测、做好临时防排水等应急措施，对保证线路运营安全是十分必要的。

3)病害整治措施应结合病害发展情况，现场地形、交通条件、工期等因素进行多作业流程的合理安排。

4)工程设计中应充分重视不良地质的复活、扩展因素，工程支挡措施应超前考虑，防范未然，确保工程实施过程中不发生新的次生病害。

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