場(chǎng)地工程滑坡治理中豎井排水的設(shè)計(jì)論文
一、工程概況
擬建工程位于泉州市安溪縣蓬萊鎮(zhèn)東側(cè)清水巖景區(qū)在建擴(kuò)寬平臺(tái)廣場(chǎng)，在擴(kuò)寬平臺(tái)廣場(chǎng)東南側(cè)設(shè)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(shì)為東南向西北傾斜，山坡坡面傾向擴(kuò)寬平臺(tái)廣場(chǎng)，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(zhǎng)80m，現(xiàn)場(chǎng)踏勘發(fā)現(xiàn)，滑坡體出現(xiàn)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(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)或連續(xù)裂縫及錯(cuò)位，滑坡周界明顯，佛像后側(cè)坡腳擋土墻已被剪壞，該處為滑坡剪出口，滑坡體上已經(jīng)發(fā)生局部崩塌，根據(jù)調(diào)查，本滑坡是由于場(chǎng)地特殊的地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件，在開(kāi)挖山坡影響下，引發(fā)的土質(zhì)滑坡，該滑坡成因復(fù)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(xiàn)明顯移動(dòng)，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(fā)育階段。為了阻止該滑坡的繼續(xù)滑移發(fā)展，確保坡腳建（構(gòu)）筑物安全，急需對(duì)該滑坡進(jìn)行治理，本工程安全等級(jí)為一級(jí)。
二、場(chǎng)地工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件
根據(jù)建設(shè)單位提供的勘察資料，場(chǎng)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(zhì)黏性土；④全風(fēng)化凝灰熔巖；⑤-1土狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖，；⑤-2塊狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖；⑥微風(fēng)化凝灰熔巖。
本滑坡體后山匯水面積較大，大數(shù)萬(wàn)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(tài)，土體強(qiáng)度大大降低，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的監(jiān)測(cè)，結(jié)合物探技術(shù)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(qū)形成一條由地下暗通道，在長(zhǎng)期通水沖刷下，該暗道自發(fā)局部塌方擴(kuò)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(chǎn)生地下水位涌起形成飽和濕陷性流塑狀的紅色砂質(zhì)粘性土，導(dǎo)致引發(fā)牽引式土質(zhì)淺層土質(zhì)滑坡，目前滑坡體高度達(dá)到50M以上，滑坡面積達(dá)到1萬(wàn)平方米以上。
三、滑坡治理方案
1、截排水措施
結(jié)合物探技術(shù)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(shè)置集水井，分別在標(biāo)高495M、515M及530M平臺(tái)處設(shè)置內(nèi)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(cè)扇形擴(kuò)散延伸到周邊弱透水層，豎井位于下游側(cè)采用圓型漿砌塊石井墻，井底為鋼筋砼板筏基礎(chǔ)，基礎(chǔ)持力層穿透淺層滑動(dòng)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(nèi)的水引出，并引入地表排水溝排出。
鑒于本滑坡體內(nèi)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(tài)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期觀測(cè)，只在滑坡土層表面設(shè)置明排水溝作用不理想，決定在滑坡體中設(shè)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(guò)截?cái)�、引流措施確保邊坡的安全穩(wěn)定。
2、坡面種植灌木、草等措施
由于滑坡主軸長(zhǎng)，采用兩排抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨索分段支護(hù)，抗滑樁樁端進(jìn)入穩(wěn)定的中風(fēng)化地層，抗滑樁之間采用混凝土板進(jìn)行擋土，滑坡體上，修整坡面，形成分臺(tái)階式斜坡，設(shè)置縱橫向排水溝，坡面種植灌木、草等措施。
3、邊坡防護(hù)
采用Φ18螺紋鋼、廢舊釬桿和金屬網(wǎng)片在邊坡上方選擇合適的.位置做成金屬網(wǎng)片圍墻，以起到對(duì)牲畜的阻攔作用。螺紋鋼和廢舊釬桿長(zhǎng)度為1.8m（一端削尖），作為防護(hù)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(wǎng)片綁扎在欄桿上，要綁扎牢固。
4、防護(hù)平臺(tái)
卷?yè)P(yáng)機(jī)房和北穩(wěn)車群東側(cè)混凝土層剝離現(xiàn)象嚴(yán)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(yán)重。通過(guò)實(shí)地勘察，需要在山坡上清理出一條寬3m，長(zhǎng)50m的平臺(tái)，然后用編織袋裝滿砂土搭建一個(gè)防護(hù)墻，防護(hù)墻高度為2m，長(zhǎng)度為50m，寬度為2m。防護(hù)墻的搭建過(guò)程中，裝有砂土的編織袋一定要交錯(cuò)擺放，擺放要整齊，搭接要嚴(yán)密，起到阻止?jié)L石、雨水沖刷砂石和保護(hù)卷?yè)P(yáng)機(jī)房、人員設(shè)備的作用。
5、場(chǎng)地圍護(hù)
基于對(duì)項(xiàng)目部施工用具、設(shè)備材料和人員安全考慮，對(duì)主豎井西側(cè)碴坡進(jìn)行圍護(hù)，方案同邊坡防護(hù)相同。
四、滑坡治理監(jiān)測(cè)效果
1、邊坡監(jiān)測(cè)線采用方格網(wǎng)型布置
縱向測(cè)線與主要滑坡變形方向相一致，縱向監(jiān)測(cè)線應(yīng)分布在邊坡中部及其兩側(cè)（與原有監(jiān)測(cè)線相銜接），間距約為15～20m；橫向監(jiān)測(cè)線與縱向監(jiān)測(cè)線相垂直（與原有監(jiān)測(cè)線相銜接），分布在新建擋墻后方、第一二級(jí)邊坡頂部平臺(tái)及第一二級(jí)邊坡平臺(tái)間坡面，局部位置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整。
2、布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)
在邊坡縱向及橫向監(jiān)測(cè)線交點(diǎn)處（或附近）布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)（含：深層水平位移、表層沉降點(diǎn)、水位觀測(cè)點(diǎn)）；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地勘資料，結(jié)合深層水平位移相關(guān)監(jiān)測(cè)規(guī)范的要求，確定測(cè)斜管深度約為20m，埋藏至穩(wěn)定土層（碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖）。
3、計(jì)量監(jiān)測(cè)豎井排水量變化
在每場(chǎng)大雨或累計(jì)降雨量達(dá)到80CM以上者，通過(guò)安裝大口徑水表或通過(guò)圓形水桶計(jì)量監(jiān)測(cè)豎井排水量變化，經(jīng)過(guò)近6個(gè)月的監(jiān)測(cè)，在雨后2小時(shí)到12小時(shí)內(nèi)，標(biāo)高495M、515M及530M平臺(tái)處設(shè)置直徑3.0M排水豎井排水管道測(cè)得的滲流量可達(dá)到平常流水量的3-6倍，排水豎井集水量實(shí)踐證明淺層雨水入滲速度快、入滲量大。通過(guò)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(tài)下滑坡發(fā)生，起到加快淺層土體固化明顯。且通過(guò)監(jiān)測(cè)分析，近6個(gè)月的深層水平位移、表層沉降點(diǎn)、水位觀測(cè)點(diǎn)均處于可控報(bào)警值以內(nèi)，坡體未發(fā)生滑移現(xiàn)象，達(dá)到預(yù)期治理效果。
五、豎井排水的優(yōu)化設(shè)計(jì)
我國(guó)北方地區(qū)為了更有效地降低地下水位,除澇防演,促進(jìn)土壤的脫鹽和地下水的淡化,開(kāi)展了大量的豎井排水工程,使這些地區(qū)的旱、澇、堿、咸的綜合治理獲得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益.但由于常規(guī)的豎井排水設(shè)計(jì)往往是在已知某一水文地質(zhì)條件下,參照已成井或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初擬單井的涌水量及井管直徑,進(jìn)而計(jì)算出成井深度及布井密度。實(shí)踐證明,這樣的規(guī)劃存在較大程度的經(jīng)驗(yàn)性,因而使所建豎井或是不能充分發(fā)揮效益,或是年運(yùn)行費(fèi)用較大,或是成井造價(jià)過(guò)高.針對(duì)這一問(wèn)題,通過(guò)建立豎井排水的年畝費(fèi)用函數(shù),并以其獲得最小值為優(yōu)化目標(biāo),給出了豎井排水的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算公式和求解方法,對(duì)進(jìn)一步提高豎井排水的經(jīng)濟(jì)效益具有一定的實(shí)際意義。
豎井排水的優(yōu)化設(shè)計(jì)與成井造價(jià)、年運(yùn)行費(fèi)、一次降深要求及成井設(shè)計(jì)參數(shù)有著密切的函數(shù)關(guān)系,而豎井排水的常規(guī)設(shè)計(jì)方法則由于沒(méi)能將這些函數(shù)關(guān)系進(jìn)行綜合考慮,往往造成豎井的成井造價(jià)增高,或使年運(yùn)行費(fèi)用增大.本文通過(guò)非線性規(guī)劃的優(yōu)化理論提出了豎井排水的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,對(duì)進(jìn)一步提高豎井排水的經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。豎井排水需要有適宜的水文地質(zhì)條件,在地表土層透水系數(shù)過(guò)小或下部承壓水壓力過(guò)高時(shí),均難以達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的排水效果,因此,在進(jìn)行豎井排水的優(yōu)化設(shè)計(jì)之前,應(yīng)盡量采用試驗(yàn)并獲取較符合實(shí)際情況的K、T及拌值,以使豎井的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)更接近優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)值。
六、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)新時(shí)期下，排水豎井在建筑邊坡治理中應(yīng)用的分析，進(jìn)一步明確了排水豎井的設(shè)計(jì)方向，為排水豎井的優(yōu)化完善奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，有助于建筑邊坡治理水平的提高。
參考文獻(xiàn)：
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