富水路堤挡墙病害应急与永久处治

本文来源于公众号：悠游2019

作者：成永刚，博士，教高，注册岩土工程师，中国岩石力学与工程学会滑坡与工程边坡分会理事，中国土木工程学会非饱和土与特殊土专业委员会常务委员和交通岩土工程专业委员会委员，国际工程地质协会会员，中国国家公路建设项目评标专家，四川省交通运输专业人才教育专家。

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地质病害的抢险一定要贯彻“小心求证，大胆处治”的理念。即现场调查时一定要秉持认真的现场调查，通过对现场的全貌的“望”，查看病害体所依附的地质体形态；通过对现场相关人员的“问”与“闻”，确定病害发生的“天时、地利、人和”，初步研判病害发生的原因；通过对现场病害特征的“切”，深入了解、分析，继而判定病害发生的真正原因。从而在以上“望、问、闻、切”的严谨探究病害信息与合理判定病害原因的基础上，大胆的开具合理的治病之药，即有效的确定病害处治的应急结合永久的处治方案。

反过来说，如果对地质病害现场调查不认真严谨，工程经验不足，就可能对病害体的“体质”、病因、发病程度等分析、判断有误，从而导致所开具的病害处治“药方”的无效，应急工程与永久工程脱节而可能存在工程报废。且处治方案也可能由于病害判断有误，甚至起到负面作用而加剧病情。

案例

某盘山公路地表为厚约3m左右的粉质粘土，下伏中风化泥岩，自然坡度较陡而汇水面积较大。下盘公路填方在外侧设置最大高度为7m的衡重式挡墙进行支挡。在路堤基本填筑到位后，区内暴雨后路堤富水严重，混凝土挡墙整体向外偏移约0.5m，墙后路基范围内的填方及内侧边沟开裂严重，墙前坡面渗水严重。

病害发生后，现场人员采用在挡墙前部进行反压的应急处治，但没有起到应有的应急效果，反而随着反压工程的实施，挡墙及路基的变形加剧。裂缝向后发展至上盘公路的路基部位，且在降雨地表水渗流作用下，病害有变形加剧发展形成滑坡的趋势。

图1 路基病害及应急工程地质断面图

图2 挡墙前部的反压工程

图3 路基部位裂缝密布

图4 挡墙前部反压体滑塌沉降

基于此，笔者应邀进行了现场咨询。通过对现场的认真的“望、问、闻、切”，得出病害发生的主要原因是：

1、挡墙基底距下伏基岩存在“一步之遥”，造成挡墙抗滑能力欠佳。加之挡墙下伏粉质粘土的承载力较弱而水敏性强，遇水易造成挡墙稳定性降低。

2、上盘公路边沟修建滞后，以及挡墙泄水孔设置不规范和下盘公路内侧路基边沟质量欠佳，导致暴雨后上盘公路汇水大量漫流进入泥岩填筑的下盘公路，导致路堤饱水造成混凝土挡墙整体向外偏移约0.5m，墙后路基范围内的填方及内侧边沟开裂严重，墙前坡面渗水严重。

3、反压体松散，且下伏坡面较陡，造成反压体自身发生滑塌，加速牵引了挡墙的变形，造成墙后路基病害规模快速向后牵引发展。

通过以上病害分析，采取如下应急工程：

1、通过修建土工布铺设的临时土沟排水工程，快速引排上盘公路的地表汇水，防止其漫流进入下盘公路。

2、将挡墙前部起到负作用的反压体快速清除，减小其对挡墙与后部路基的牵引作用。

3、在挡墙后部采取快速卸载，卸载深度为2m，以有效减小挡墙所承受的土压力。并将内侧边沟临时回填，确保卸载后的道路保通。

应急工程在一天左右时间实施后，挡墙及路基的变形速率快速下降，从而为永久工程的处治赢得了宝贵的时间。

依据工程经验，初步判定挡墙部位的下滑力约为250KN/m，且如果能对水作用进行有效治理，则下滑力还会进一步减小。基于此，永久处治工程初步现场确定的方案如下：

1、利用墙前卸载的平台，在既有挡墙上设置间距为2m的2排面板式钢锚管杆工程，利用钢锚管平衡墙后土体的下滑力。其中钢锚管采用Φ60mm，壁厚4mm的热轧无缝钢管制作。面板厚为20cm，采用C25钢筋混凝土制作。

2、利用墙前卸载的平台，对墙基下部设置注浆钢锚管，并将钢锚管留入孔中，从而有效提高挡墙基底承载力，并进一步提高挡墙的抗滑性能。

3、利用墙前卸载的平台，在墙前设置长16m，进入基岩约2m的仰斜排水孔，对墙后地下水进行有效疏排，提高路基的自身稳定性。

4、在上盘公路修建排水边沟，并将汇水引离公路，防止进入下盘公路。

5、在下盘公路边沟下部设置深2m的永久性截水盲沟，对将来可能不利条件下的地下水进行截排，也可排泄上部边沟破损后可能的下渗地表水。

图5 应急和永久工程处治断面图

永久工程经设计人员复核后，最终采取了笔者提出的相关工程措施。永久工程实施近8年来，路基和挡墙稳定性良好，显示处治方案是合理可行的。