兰新铁路滑坡治理设计与施工

摘要：论文以兰新铁路为背景，通过现场调查、分析计算等方法探究形成兰新线某段黄土边坡滑坡的原因，使用抗滑桩+夯填裂缝的治理措施进行治理，对症下药，取得了较好的治理效果，以供其它类似工程借鉴。

关键字：滑坡；黄土边坡；原因分析；防治措施

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1.前言

兰新铁路K104+500～K104+600段位于甘肃中部黄土高原地区，线路路基结构形式为半填半挖，山体高程为2000m左右，地形总体为东北高、西南低，自然坡度大约为30°，边坡中后部地势比较平缓，其上为青龙观。地形、地貌复杂多变，地质岩性不良，地质构造复杂。该段铁路因边坡不稳影响行车安全。

2.坡体特征与性质

边坡位于兰新铁路上行线路左侧，边坡高约30m，青龙山公园坐落在该边坡坡顶的台坪上，该平台基本上受冲沟切割而形成三面临空的孤立台坪，具有较典型的黄土峁或庄浪河三级阶地的地貌形态。该台地的西侧边坡临空面较宽且倾向铁路。边坡较陡约为1:0.75的坡率。坡顶距线路水平距离约20m,坡脚设置高2～2.5m浆砌片石护墙且距线路中心仅5m。边坡由黄土（Q4）组成，土质较疏松且具有遇水产生湿陷的特性。边坡坡面上绿化的灌木丛及植被较茂盛，平常以喷灌方式浇水。

兰新铁路K104+500～600边坡为一土质边坡，滑体物质主要为黄土及圆砾土，边坡的变形主要是黄土沿其自身软弱带而滑动。边坡前部设置一挡墙，目前挡墙施工缝张开，部分挡墙拉裂。挡墙前部有一条通往青龙山庄的水泥路，铁路路基从该水泥路的外侧通过，边坡变形方向为SW64°。目前坡面变形比较严重，坡面整体拉裂。边坡目前已出现明显变形迹象，坡顶产生顺坡向的拉张及下错裂缝，延伸达20余米，裂缝宽度为20～30cm。通过简易挖探到裂缝深度近2m时，裂缝仍向下发展，宽度变为5-10cm。追索该裂缝可见其自坡顶呈环状向边坡半腰伸展，其在边坡上的影响范围主要在南端，涉及宽度约50m。与此同时，检查坡顶的青龙观地坪，在距坡坎6m处，可见到有裂缝已经产生，裂缝走向N20º～30ºE，其与边坡后缘的南侧界裂缝比较对应。青龙观的庙宇围墙具轻微的沉陷变形迹象，台地的南、北两端的台阶及护墙也出现裂缝或沉陷变形情况，其影响范围可达整个台地的南、北两端。

根据边坡区内地形地貌及边坡的变形特征等综合确定，边坡的变形方向为SW64º。边坡影响路线里程为K104+500～+600，沿路线最宽100m左右，垂直线路长约40m，体积约为4.0×104m3。

3.滑坡变形的原因分析

通过以上地质特征分析可以得出，导致边坡变形的原因有：①土质疏松且具湿陷性，遇水易引起土体强度降低并产生沉陷变形；②表水下渗导致坡体内存在滞水层，形成软弱带而引起边坡变形；③边坡绿化灌溉及公园生活用水下渗，加剧了边坡的变形与发展；④边坡坡率较陡，原有坡脚护墙不足以约束坡体向临空面变形。

目前变形主要为边坡向临空面失稳变形，同时也存在着黄土的湿陷变形。考虑到降雨及植被浇灌水入渗的持续影响，可初步判定该边坡已处于不稳定状态，按边坡南端环状裂缝包裹的50m宽度范围预估，其可能失稳滑下的土方量可达3000m3 ,左右。北段50m宽范围坡体，目前变形较南段轻微，但坡脚护墙以及坡顶建筑仍有不同程度变形，对线路安全存在隐患。

由于边坡坡率较陡，其前缘距离铁路过于靠近，虽土方量较小，考虑到黄土地区发生的滑坡，大多为降雨导致的突发性滑动，综合判断该边坡对铁路具较大的潜在危害性，存在掩埋铁路的风险，为此必须予以尽早治理为宜。

永登县常年降雨量为300 mm/y ，近年来降雨量有所增加，从铁路防洪角度出发，该边坡也应是防洪工作的隐患之处，本着“治早治小”的原则，建议及早考虑采取工程处理措施为宜。

根据坡体变形特征及调查结果分析，边坡目前处于欠稳定状态，稳定系数在1.02～1.05之间。在强降雨影响下，边坡的稳定性降低，将处于失稳状态。

综上可以看出，目前边坡处于欠稳定状态，随着工程地质条件的进一步恶化，必将引起此边坡产生大范围的滑动变形，对兰新铁路产生极大危害，因此需对边坡进行各种状态下的稳定性计算分析，以便提出经济、安全的治理措施。

4.滑坡整治措施

该滑坡为一黄土滑坡，鉴于山体顶部为青龙观寺庙，无法进行清方，为此考虑以支挡锚固为主。该滑坡滑床仍为黄土，若采用锚索锚固，其能提供的锚固力较小，需采用较多的锚索，经济上不合理。由于滑坡自现铁路路床附近剪出，可考虑在边坡中部设置抗滑桩进行支挡。

根据滑坡当前的变形状态，结合反算结果和经验数值，综合确定主滑段的力学参数指标。推力计算时自然工况取K＝1.2，暴雨工况取K＝1.15，地震工况取K＝1.1。具体见下表：

具体措施为：

（1）抗滑桩：在K104+500～+600段距路线12.25～14.25m处右侧坡体上设置一排抗滑桩，桩的长边方向为SW64°，桩间距中～中6m。桩截面分别为1.6m×2.0m、1.6m×2.2m，桩长为14～18m，共计11根。（其中A、C型各2根，B型7根）抗滑桩采用C25钢筋混凝土浇筑。

（2）夯填裂缝：为防止雨水通过裂缝直接下灌至坡体中软化滑面，将坡体上裂缝采用粘性土或三七灰土进行夯填。

5.施工方法

抗滑桩，应至少跳一桩开挖，严禁一排桩一次性开挖。抗滑桩是该治理工程的最重要措施，在第一批桩开挖到位后须经设计人员到场确认后再进行浇筑；在施工时若发现地质情况与设计不符时应及时通知业主及设计单位，以便根据现场实际情况进行调整。抗滑桩距铁路路基较近，火车通过时其引起的震动可能会对桩坑开挖造成一定的影响，为此应在开挖过程中加强观测以防止出现意外。夯填裂缝等措施应在主体工程实施前或同时进行，以减少水对滑坡造成的不利影响。

抗滑桩施工流程：测放桩位清理并稳固桩孔附近坡面施工抗滑桩锁口开挖一节桩孔绑扎护壁钢筋支模浇注护壁砼开挖下一节桩孔重复上面三道工序直到设计标高封底砼绑扎桩身钢筋浇灌桩身砼养护。

6.结论

本文重点是对兰新线一段黄土边坡地段进行滑坡治理，通过对滑坡体历史、周围环境及本身的物理力学性质调查和分析计算，提出采用抗滑桩+夯填裂缝的处治措施进行治理，通过后期的观察及量测，滑坡体较为稳定，通过这种方式进行治理后效果显著，供其它类似工程借鉴。

参考文献：

[1]GB50021-2001岩土工程勘察规范[S].

[2]GB50027-2001供水水文地质勘察规范[S].

[3]GB50003-2001砌体结构设计规范[S].

[4] GB50330-2002建筑边坡工程技术规范[S].