首页 资讯 水务 大气 固废 绿色发展 自然资源 NGO 人物 国际资讯 环保会客厅 企业 环保展会 全国

流域治理

旗下栏目: 城乡污水 工业废水 流域治理

樟木口岸:特大型滑坡治理有术

来源:中国科学报 作者:韩天琪 人气: 发布时间:2019-07-30 09:17:19

2.jpg

樟木镇

中国和尼泊尔边境的喜马拉雅山中段南麓沟谷坡地上,有一个近年来全国出口贸易额增速最快的一类陆路通商口岸——樟木口岸。早在2012年,樟木口岸的年出口贸易额就达到17.82亿元。就是这样一个西藏自治区重要的对外口岸,几十年来却一直受到滑坡灾害的困扰,历经多次勘查和治理,仍未找到解决滑坡问题的根本方案。

应西藏自治区政府邀请,中国科学院成都山地灾害与环境研究所(以下简称成都山地所)组织了“西藏樟木口岸滑坡勘查评估与综合治理方案”的研究和示范工程建设。在此过程中,成都山地所研究员、副总工程师,樟木口岸减灾项目首席科学家王全才提出了“通透式截水墙桩工程”这一治理特大型滑坡的创新技术。

几十年没有解决的问题

樟木滑坡是几十年来一直危及樟木镇和国际口岸安全的巨大灾情隐患点。西藏自治区政府曾将它描述为“几十年没有解决的问题”。在接到“西藏樟木口岸滑坡勘查评估与综合治理方案”任务后,王全才经过现场勘查发现,多年的治理怪圈就在于之前的方案都将樟木滑坡仅仅视为一种简单的滑坡。

近年来,除了岩性条件,樟木口岸的快速发展,使崎岖盘旋的陡峭山路上聚集了众多贸易运输和旅游车辆,给山体的承载带来巨大压力,再加上城镇膨胀生长带来的无序排水问题,王全才分析称,这三点共同促使樟木滑坡向恶化方向发展。

“樟木滑坡实质上不是一个独立滑坡,而是一个多条、多级和多层的复杂滑坡。其母体严格讲是一个特殊、复杂的大型变形体。该大型变形体随着局部条件的改变,而孕育出不同规模、性质和方向的小滑坡。”王全才说,正因如此,樟木镇滑坡目前处于整体稳定或欠稳定、局部不稳定状态。

要想从根本上解决这个特大型滑坡的问题,需要创新思维与先进技术的融合。

贸易和旅游兼得 安全与发展并重

在王全才看来,对樟木镇滑坡的处置绝不能仅仅视作一个普通滑坡来处理,而应作为一个多位一体的系统建设工程来完成。“要彻底解决樟木镇所面临的问题,就必须从樟木镇的安全和发展两个方面出发。”

这包括,就樟木镇滑坡本身实施综合治理,以提高整个樟木镇的安全度和稳定度;建设贸易新区,以解决贸易和旅游叠加的双重压力。

建设贸易新区引线公路,以螺旋隧道和跨山大桥的方式连接贸易新区、樟木口岸、樟木镇及318国道;城镇的隐患处理和补救性规划解决原遗留问题。

在长期设计方案中,与现在的樟木镇一沟之隔的另一座山上将建一座现代化国际贸易新区。车辆直接从海拔较低的樟木口岸通过山体内的螺旋隧道浮出地面后,再经直线隧道和一座大跨度桥梁直接到达贸易新区。整个工程体现出“三线理念”,一线是贸易新区和樟木口岸的连接线;二线是贸易新区和樟木镇的连接线;三线是贸易新区通过后山与318国道直接连接。

这一方案的最大特点是车辆都将在山体中直接行进,而不是在山坡上。“这不仅彻底解决了地灾问题,为樟木的快速发展准备了条件,更适应了国际上的生态环境保护要求。”王全才说,其中三线更是彻底避开了三百米崩塌死亡线这一最难工程问题。

2015年4月25日尼泊尔发生8.1级地震,不仅加剧了原来樟木镇滑坡的危害性,还引发了一系列新滑坡。这些滑坡在以往根本无法治理。但面对恢复重建中必须要通关、不治也得治的现状,王全才团队必须提出创新工程设计。

传统结构拿巨型滑坡没办法

滑坡治理工程结构的发展过程经历了挡墙、抗滑桩和锚固工程三种主要结构形式。

20世纪五六十年代,针对大型滑坡治理,只能依赖抗滑挡墙。其主要作用机理是利用挡墙自身重力在墙底产生的摩擦力抵抗滑坡推力。滑坡越大,推力越大,挡墙截面设计尺寸则越大。据记载,在早期铁路滑坡支挡结构中出现过100米长、墙顶10米宽的“长城式”挡墙。这种技术工程量浩大,施工困难,效果不甚理想。

20世纪70年代,针对更大规模的滑坡,抗滑桩被提出。早期多为钻孔灌注桩,桩径不超过1.5米,深度20~30米。七十年代后期,采用人工挖孔桩,直径可达1.5米~3米。

20世纪80年代,锚固工程开始出现。其利用深层稳定地层中的力通过锚固以平衡滑坡推力。推力越大,桩截面设计则越大、锚固段越长。

这项技术具有开挖扰动少、机械化施工、形式多样等特点,常与其他工程联合使用,如锚索抗滑桩和锚索框架,应用广泛。

“这三种工程结构形式分别在不同历史时期在国民经济发展上发挥了重要作用。但随着山区进一步发展,面对特大型、巨型滑坡,这三种工程结构形式已力不从心。”王全才意识到,相对于特大型坡体灾害风险的提高,传统的治理工程要么作用甚微,要么根本达不到治理目的,即使投资巨大,灾害风险依然存在。

世纪性创新结构

针对特大型、巨型滑坡根治问题,治水很关键,除了上述三种工程结构形式外,往往还需要采取排水工程,如仰斜排水和排水隧洞。但仰斜排水打孔很多、出水孔很少;排水隧洞本身条件苛刻,隧洞要求在滑面以下2米左右,离滑面太近有可能坍塌,使隧洞遭受破坏。离滑面太远,向上的泄水孔难以成孔。总之,投资巨大、收效甚微,因此难以推广。

虽然已认识到“治稳必治水”,但毕竟地下水埋藏异常复杂,且真正排出坡体外非常困难。

樟木镇福利院滑坡治理工程的规模为1.43×107立方米,由于降雨及樟木沟的补给,其地下水蕴藏量巨大,治理难度相当,面对规模如此巨大且复杂的特大型滑坡,王全才团队提出了通透式截水墙桩这一创新结构。

“通透式截水墙桩的突出构思就是彻底摆脱过去人们投入大量的时间、精力和资金,去捕捉地下水的传统思维。直接通过‘一刀两断,切断水源’的理念,完全阻断滑坡体内各层地下水,同时快速引导地下水不仅垂直渗入底下,而且直接从横向的排水隧洞彻底排出。”据王全才介绍,这里的“大刀”或大坝就是一排特殊的抗滑桩和几乎与抗滑桩等高、截面略小的渗水井连成的“截水墙”,即通透式截水墙桩组合结构。

之所以称为通透式截水墙桩,是因为它包括垂直通透和底部横向通透两个概念。首先所有桩间的渗水井本身就是将护壁内桩芯的钢筋混凝土代之以碎石、砾石的通透式渗水桩。

截水墙的施工通过护壁开挖成孔,同时在靠河侧护壁内设置自孔口至孔底的截水墙,在靠山侧预留了泄水孔的护壁内,距底部三米高度设置矮挡墙,两高低墙通过底部铺砌形成蓄水的L形墙池。

排水桩的施工和截水墙的施工一样,都采用护壁式开挖,桩内隧洞采用钢模板成型。当桩身混凝土达到要求强度后,将钢模板拆除即形成桩内排水隧洞。

通过布置在靠山侧截水墙护壁上的泄水管令坡体后部的地下水渗入到墙桩内部,泄水管的布置从矮墙上部一直延伸到桩顶。

考虑到樟木地区雨季降雨量较大,所以在截水墙靠河侧设置溢水管,一旦“墙池”内地下水来不及完全从渗水孔渗入到排水隧洞,则可从溢水管流入下部坡体。

通透式截水墙桩是集抗滑支挡和深部排水于一体的创新结构。不仅彻底改变了以往特大型、巨型滑坡不能治理的历史,大幅度降低了工程治理费用,更成为国内外继抗滑挡墙、抗滑桩和锚固工程结构之后的第四大抗滑结构体系。

该工程相关研究论文已于2018年7月在中国公路学会年会上作为大会特邀报告发表,相关研究成果已申请专利。目前,这一最新工程设计结构已经应用于樟木镇福利院滑坡治理工程中。

与世界上拥有众多山地的山区国家相比,我国山区城镇人口众多,单位面积土地养育的人口也较多,土地的承载力基本达到极限,不仅避让灾害十分困难,而且灾害造成的耕地减少影响深远。

“利用创新山地灾害综合防治技术做好减灾防灾工作,最终服务山区城镇建设”,这是成都山地所,也是王全才对“认知山地、服务国家”所做的最好注释。“期待通透式截水墙桩这一创新结构在推动岩土工程领域的减灾防灾上发挥重要作用。”

(编辑:逍遥客)

版权声明:本网注明来源为“国际环保在线”的文字、图片内容,版权均属本站所有,如若转载,请注明本文出处:http://www.huanbao-world.com 。同时本网转载内容仅为传播资讯,不代表本网观点。如涉及作品内容、版权和其它问题,请与本网站联系,我们将在第一时间删除内容。

最火资讯

首页 | 资讯 | 水务 | 大气 | 固废 | 绿色发展 | 自然资源 | 企业 | NGO | 环保展会

电脑版 | 移动版 | 联系我们

Copyright © 2017-2019 国际环保在线 版权所有
 粤ICP备17138624号-1