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場地工程滑坡治理中豎井排水的設計

時間:2016-12-08 來源:未知 作者:學術堂 本文字數:2979字
摘要

  一、工程概況

  擬建工程位于泉州市安溪縣蓬萊鎮東側清水巖景區在建擴寬平臺廣場,在擴寬平臺廣場東南側設有一佛像(在建),離佛像約6米外為一山坡,山坡上存在滑坡,滑坡所在位置整體地勢為東南向西北傾斜,山坡坡面傾向擴寬平臺廣場,山坡坡度約26-39度。滑坡體寬約130m,高差約52m,主軸方向330度,主軸長80m,現場踏勘發現,滑坡體出現3條以上明顯的張拉裂隙,裂隙寬度最大約10cm,滑坡后壁下挫0.5-2.0m,滑坡體周邊出現斷斷續續或連續裂縫及錯位,滑坡周界明顯,佛像后側坡腳擋土墻已被剪壞,該處為滑坡剪出口,滑坡體上已經發生局部崩塌,根據調查,本滑坡是由于場地特殊的地質條件、水文地質條件,在開挖山坡影響下,引發的土質滑坡,該滑坡成因復雜,即有牽引的因素,又有推移式滑坡跡象,雨季滑坡體滲出水量大,滑坡體出現明顯移動,本滑坡體面積較大,滑坡體厚度約5-10m,屬于中型滑坡,目前該滑坡體處于發育階段。為了阻止該滑坡的繼續滑移發展,確保坡腳建(構)筑物安全,急需對該滑坡進行治理,本工程安全等級為一級。

  二、場地工程地質與水文地質條件

  根據建設單位提供的勘察資料,場地自上而下地層為:①-1新填土;①-2老填土;①-3塊石素填土;②粘土;③凝灰殘積砂質黏性土;④全風化凝灰熔巖;⑤-1土狀強風化凝灰熔巖,;⑤-2塊狀強風化凝灰熔巖;⑥微風化凝灰熔巖。

  本滑坡體后山匯水面積較大,大數萬多平方米,山坡分布大量滾石,分布于坡積土下部,滲透性好,并與坡積土混雜(主要覆蓋于表明),雨水入滲迅速,入滲量大,山坡土體很快處于飽和狀態,土體強度大大降低,經過幾個月的監測,結合物探技術查明由東向西分布兩條由孤石、礫石累疊形成排水通道,在孤石集中區形成一條由地下暗通道,在長期通水沖刷下,該暗道自發局部塌方擴大直徑,已到了暗道周邊土層失去承載力,原本通水的暗道堵塞,產生地下水位涌起形成飽和濕陷性流塑狀的紅色砂質粘性土,導致引發牽引式土質淺層土質滑坡,目前滑坡體高度達到50M以上,滑坡面積達到1萬平方米以上。

  三、滑坡治理方案

  1、截排水措施

  結合物探技術查明由東向西分布兩條由孤石、礫石累疊形成排水通道,滑坡體上按一定間距設置集水井,分別在標高495M、515M及530M平臺處設置內直徑3.0M排水豎井,井壁厚度不小于1.5M,豎井位于上游迎水面采用圓型干砌塊石井墻,并向兩側扇形擴散延伸到周邊弱透水層,豎井位于下游側采用圓型漿砌塊石井墻,井底為鋼筋砼板筏基礎,基礎持力層穿透淺層滑動線座落于不透水層粘性土層上;并采用傾斜排水鋼管將集水井內的水引出,并引入地表排水溝排出。

  鑒于本滑坡體內積存大量的弧石、礫石堆積層較厚,滲透性好,并與坡積土混雜(主要覆蓋于表明),雨水入滲迅速,入滲量大,山坡土體很快處于飽和狀態,經過長期觀測,只在滑坡土層表面設置明排水溝作用不理想,決定在滑坡體中設置深層土體排水盲溝管道,排水排水盲溝管道貫穿于東西走向的滾石帶排水通道,通過截斷、引流措施確保邊坡的安全穩定。

  2、坡面種植灌木、草等措施

  由于滑坡主軸長,采用兩排抗滑樁+預應力錨索分段支護,抗滑樁樁端進入穩定的中風化地層,抗滑樁之間采用混凝土板進行擋土,滑坡體上,修整坡面,形成分臺階式斜坡,設置縱橫向排水溝,坡面種植灌木、草等措施。

  3、邊坡防護

  采用Φ18螺紋鋼、廢舊釬桿和金屬網片在邊坡上方選擇合適的位置做成金屬網片圍墻,以起到對牲畜的阻攔作用。螺紋鋼和廢舊釬桿長度為1.8m(一端削尖),作為防護圍墻的欄桿,利用大錘打入地下,打入深度不得小于500mm,欄桿必須直立、牢固,然后用8#鐵絲把金屬網片綁扎在欄桿上,要綁扎牢固。

  4、防護平臺

  卷揚機房和北穩車群東側混凝土層剝離現象嚴重,滾石、砂土較多,而且上方還有兩條小溝,一到雨雪天氣,石塊滾落、砂土滑落的情況最為嚴重。通過實地勘察,需要在山坡上清理出一條寬3m,長50m的平臺,然后用編織袋裝滿砂土搭建一個防護墻,防護墻高度為2m,長度為50m,寬度為2m。防護墻的搭建過程中,裝有砂土的編織袋一定要交錯擺放,擺放要整齊,搭接要嚴密,起到阻止滾石、雨水沖刷砂石和保護卷揚機房、人員設備的作用。

  5、場地圍護

  基于對項目部施工用具、設備材料和人員安全考慮,對主豎井西側碴坡進行圍護,方案同邊坡防護相同。

  四、滑坡治理監測效果

  1、邊坡監測線采用方格網型布置

  縱向測線與主要滑坡變形方向相一致,縱向監測線應分布在邊坡中部及其兩側(與原有監測線相銜接),間距約為15~20m;橫向監測線與縱向監測線相垂直(與原有監測線相銜接),分布在新建擋墻后方、第一二級邊坡頂部平臺及第一二級邊坡平臺間坡面,局部位置根據現場情況進行調整。

  2、布置監測點

  在邊坡縱向及橫向監測線交點處(或附近)布置監測點(含:深層水平位移、表層沉降點、水位觀測點);根據現場地勘資料,結合深層水平位移相關監測規范的要求,確定測斜管深度約為20m,埋藏至穩定土層(碎塊狀強風化凝灰熔巖)。

  3、計量監測豎井排水量變化

  在每場大雨或累計降雨量達到80CM以上者,通過安裝大口徑水表或通過圓形水桶計量監測豎井排水量變化,經過近6個月的監測,在雨后2小時到12小時內,標高495M、515M及530M平臺處設置直徑3.0M排水豎井排水管道測得的滲流量可達到平常流水量的3-6倍,排水豎井集水量實踐證明淺層雨水入滲速度快、入滲量大。通過排水豎井引水截水起到有效引流淺層滯留水,有效防止山坡土體吸水飽和狀態下滑坡發生,起到加快淺層土體固化明顯。且通過監測分析,近6個月的深層水平位移、表層沉降點、水位觀測點均處于可控報警值以內,坡體未發生滑移現象,達到預期治理效果。

  五、豎井排水的優化設計

  我國北方地區為了更有效地降低地下水位,除澇防演,促進土壤的脫鹽和地下水的淡化,開展了大量的豎井排水工程,使這些地區的旱、澇、堿、咸的綜合治理獲得了明顯的經濟效益和社會效益.但由于常規的豎井排水設計往往是在已知某一水文地質條件下,參照已成井或根據經驗初擬單井的涌水量及井管直徑,進而計算出成井深度及布井密度。實踐證明,這樣的規劃存在較大程度的經驗性,因而使所建豎井或是不能充分發揮效益,或是年運行費用較大,或是成井造價過高.針對這一問題,通過建立豎井排水的年畝費用函數,并以其獲得最小值為優化目標,給出了豎井排水的優化設計計算公式和求解方法,對進一步提高豎井排水的經濟效益具有一定的實際意義。

  豎井排水的優化設計與成井造價、年運行費、一次降深要求及成井設計參數有著密切的函數關系,而豎井排水的常規設計方法則由于沒能將這些函數關系進行綜合考慮,往往造成豎井的成井造價增高,或使年運行費用增大.本文通過非線性規劃的優化理論提出了豎井排水的優化設計方法,對進一步提高豎井排水的經濟效益具有重要意義。豎井排水需要有適宜的水文地質條件,在地表土層透水系數過小或下部承壓水壓力過高時,均難以達到優化設計的排水效果,因此,在進行豎井排水的優化設計之前,應盡量采用試驗并獲取較符合實際情況的K、T及拌值,以使豎井的實際運行參數更接近優化設計數值。

  六、結束語

  通過對新時期下,排水豎井在建筑邊坡治理中應用的分析,進一步明確了排水豎井的設計方向,為排水豎井的優化完善奠定了堅實基礎,有助于建筑邊坡治理水平的提高。

  參考文獻:
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  [3]張薇;司徒淞;稻田地下排水及防止波紋塑料管失效的措施[J];科技通報;2007.

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