山區(qū)公路中型路塹老滑坡復(fù)活成因分析及防控對(duì)策研究

■謝子明

（三明廈沙高速公路有限責(zé)任公司，三明 365000）

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)高速公路建設(shè)向山區(qū)延伸，高邊坡、滑坡問(wèn)題越來(lái)越成為工程建設(shè)重要影響因素。大型古老滑坡具有工程地質(zhì)條件復(fù)雜、破壞規(guī)模大、穩(wěn)定影響因素多等特點(diǎn)[1]，且由于其對(duì)工程建設(shè)影響巨大，隨著我國(guó)高速公路建設(shè)的發(fā)展，對(duì)大型古滑坡的研究得到廣大工程建設(shè)者的高度重視[2-6]。而對(duì)于工程建設(shè)中出現(xiàn)的中小型古老滑坡的變形復(fù)活，其對(duì)工程建設(shè)也存在一定影響。由于中小型古老滑坡的規(guī)模小，地形地貌受外界影響變化大，難以宏觀發(fā)現(xiàn)，致使中小型古老滑坡的變形復(fù)活對(duì)山區(qū)高速公路工程建設(shè)存在較大的安全隱患。

為加強(qiáng)對(duì)中小型古老滑坡的提前判識(shí)、變形復(fù)活發(fā)現(xiàn)、工程處治研究，本文依托廈沙高速公路建設(shè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)一處中型老滑坡的變形發(fā)展、病害成因分析、滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及工程處治等方面開(kāi)展研究分析，借以對(duì)工程建設(shè)具有一定指導(dǎo)意義。

1 滑坡概況

本段滑坡位于三明廈沙高速公路K131+852～+980段，本段路基為高低線構(gòu)成的高速公路，滑坡位于高速公路右線右側(cè)坡體部分（圖1）。高速公路右線右側(cè)為高約2級(jí)的路塹邊坡，主要采用TBS植草防護(hù)；高速公路左線的右側(cè)為高約6m的一級(jí)邊坡，采用片石混凝土的加厚（厚1m）護(hù)面墻防護(hù)。高速公路右線右側(cè)路塹邊坡山頂平緩，坡體存在一寬平臺(tái)，坡體后部山體高陡（圖2所示）。

圖1滑坡全貌

圖2 滑坡地形圖

2 工程地質(zhì)條件

滑坡場(chǎng)地地貌類(lèi)型屬剝蝕丘陵區(qū)地形地貌，山坡稍陡，自然坡度為25～30°，山坡植被較發(fā)育,場(chǎng)地地形起伏較大。

本段邊坡巖體工程地質(zhì)主要，坡體上覆含碎石粉質(zhì)粘土，下伏全風(fēng)化至強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。工程地質(zhì)勘察揭示，本段坡體地層以全風(fēng)化至碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖為主，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，較破碎，呈粉砂狀至小碎塊狀分布（圖3所示）；巖體結(jié)構(gòu)面泥質(zhì)膠結(jié)，巖體雨水易軟化，坡體地下水發(fā)育。坡體基巖為中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖與砂巖互層，層狀構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)，風(fēng)化裂隙不發(fā)育，地層埋深較大。

圖3 典型斷面工程地質(zhì)圖

3 坡體變形及分析

3.1 坡體變形現(xiàn)狀

2017年10月本段高低線路基已完成土建工程施工；期間路基巡查發(fā)現(xiàn)本段右線右側(cè)路塹邊坡邊坡及左線右側(cè)擋墻出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。其主要表現(xiàn)為：右線右邊坡坡體變形、邊溝變形、后部山體變形，左線右邊坡護(hù)面墻開(kāi)裂、邊溝變形等。

（1）右線右邊坡的邊坡截水溝、坡體變形：路塹邊坡變形主要分布于K131+910～+950段，坡頂截水天溝有多道裂縫，坡頂有一張拉主裂縫，第一級(jí)平臺(tái)有多道裂縫，第一級(jí)坡面+910段有一斜向主裂縫。

（2）右線右邊坡的邊溝變形：邊溝變形主要位于路基K131+910～+950段，體現(xiàn)于邊溝外墻向內(nèi)傾倒，局部溝底出現(xiàn)橫向裂縫。

（3）右側(cè)后部山體變形：右側(cè)邊坡坡頂為一緩坡臺(tái)地（茶園），發(fā)育多道張拉裂縫；后部山體機(jī)耕道處發(fā)育一道主張拉裂縫，呈下挫狀（圖4所示）。

（4）左線右邊坡護(hù)面墻開(kāi)裂變形：左線為高低線的低線，片石混凝土加厚護(hù)面墻防護(hù)。路基變形主要體現(xiàn)于，混凝土護(hù)面墻出現(xiàn)多道豎向、斜向及水平向裂縫。

（5）左線右邊坡護(hù)面墻踏步、邊溝變形：本段邊溝變形表現(xiàn)為邊溝外墻向內(nèi)傾倒（圖5所示），局部溝底出現(xiàn)橫向裂縫。踏步出現(xiàn)多道外鼓張拉裂縫。

圖4 后緣張拉裂縫

圖5 左側(cè)右側(cè)邊坡外鼓剪出

3.2 坡體變形分析

根據(jù)本段路基邊坡變形現(xiàn)狀分析，其變形主要表現(xiàn)為路塹邊坡的局部變形和滑坡體的變形（圖3所示）。

(1)坡體局部變形：主要指右線右側(cè)路塹邊坡的變形，其根據(jù)路塹邊坡坡面?zhèn)冉缌芽p、邊坡平臺(tái)裂縫分析判定，表現(xiàn)為路塹邊坡單級(jí)的局部變形破壞。

(2)滑坡整體變形：其根據(jù)左線右側(cè)護(hù)面墻裂縫表現(xiàn)、邊坡外鼓剪出；滑坡中部張開(kāi)裂縫分布（右線坡頂茶園）、后緣張開(kāi)下錯(cuò)裂縫及側(cè)界羽狀裂縫及貫通情況等分析，表現(xiàn)為滑體的整體變形狀態(tài)。

結(jié)合滑坡變形現(xiàn)狀與深孔位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析[7]，本滑坡變形體最大深度約15m，寬約130m，滑坡規(guī)模約5萬(wàn)m3；根據(jù)變形裂縫分布、變形程度及貫通情況分析，該滑坡現(xiàn)階段處于坡體蠕動(dòng)擠壓階段[8]，為一中型推移式滑坡。

4 坡體變形機(jī)制

結(jié)合邊坡施工、工程地質(zhì)條件、變形發(fā)展等分析，邊坡發(fā)生變形主要因素如下：

(1)不良地質(zhì)體因素：本段邊坡局部微地貌顯示坡體后緣高陡，中部發(fā)育一緩坡臺(tái)地，兩側(cè)呈圈椅狀下錯(cuò)階地，結(jié)合其地形地貌特點(diǎn)分析，本段坡體具備老滑坡地貌特征；同時(shí)根據(jù)坡體開(kāi)挖和鉆孔揭露地層分析，坡體上覆含碎石粉質(zhì)粘土，下伏碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，土夾石現(xiàn)象明顯。綜合分析本段坡體為一小型古滑坡體。

(2)地質(zhì)因素：坡體地質(zhì)巖性主要為泥質(zhì)粉砂巖，巖體上覆含碎石粉質(zhì)粘土，基巖為碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化地層；巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，較破碎，結(jié)構(gòu)面泥質(zhì)膠結(jié)；坡體雨水易入滲，遇水易軟化。本坡體工程地質(zhì)條件較差，巖體力學(xué)指標(biāo)較低。

(3)地下水影響：坡體后山為一平坦地形，具有較好的匯水條件；坡體巖體較破碎，易入滲；巖體在地下水軟化作用下，巖體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)降低，致使坡體變形破壞。

(4)人類(lèi)工程建設(shè)因素：高速公路路基采用路塹形式從滑坡前緣通過(guò)，路基施工對(duì)滑坡前緣開(kāi)挖造成本段坡體變形復(fù)活。

5 穩(wěn)定性分析

對(duì)于本滑坡主要采用反演分析法進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。結(jié)合巖土勘察指標(biāo)，利用反演法，采用邊坡極限平衡法反算坡體滑帶力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)。

結(jié)合前文分析，本滑坡現(xiàn)階段變形發(fā)展處于蠕動(dòng)擠壓階段，評(píng)價(jià)其主斷面坡體穩(wěn)定狀態(tài)約為1.05～1.10。根據(jù)上次分析，對(duì)主斷面K131+945選用較為嚴(yán)格的剛體極限平衡方法——Morgensten&Price法，采用Slide軟件進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性反演計(jì)算，計(jì)算上、下層滑坡穩(wěn)定系數(shù)均為1.086，如圖6所示，反算滑帶巖體強(qiáng)度指標(biāo)詳見(jiàn)表1所示。

表1 滑坡巖體強(qiáng)度指標(biāo)表

圖6 K131+945斷面穩(wěn)定性分析

6 工程治理方案

本段高速公路為高低線路，滑坡體復(fù)活變形發(fā)展較深，規(guī)模較大，對(duì)即將運(yùn)營(yíng)的高速公路影響嚴(yán)重，為確保本段高速公路及時(shí)通行，先行對(duì)本段坡體采用臨時(shí)應(yīng)急處治措施，即路兩側(cè)塹邊坡采用預(yù)應(yīng)力錨固工程加固，設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力F=500kN，臨時(shí)加固工程實(shí)施后，滑坡上下層穩(wěn)定系數(shù)分別為1.166、1.113；同時(shí)在右線上側(cè)設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁一排，確保坡體穩(wěn)定，設(shè)計(jì)滑坡推力T=600kN/m,滑坡上下層穩(wěn)定系數(shù)分別為1.533、1.203，滿足公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范要求，如圖7、圖8所示。

圖7 K131+945斷面應(yīng)急加固工程穩(wěn)定性分析

圖8 工程加固方案穩(wěn)定性分析

7 結(jié)語(yǔ)

本段高速公路路基的滑坡病害較為特殊，其一為高速公路為高低線的低矮小邊坡以路塹形式通過(guò)；其二為本段坡體為一中型老滑坡的變形復(fù)活，滑坡地形地貌老滑坡現(xiàn)象改造較大，難以辨識(shí)發(fā)現(xiàn)；其三滑坡變形破壞的高速公路路基穩(wěn)定影響較大，滑坡危害嚴(yán)重。本文以該高速公路老滑坡工程處治為案例進(jìn)行了辨識(shí)分析、變形發(fā)展、成因分析、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及工程處治方案研究，對(duì)工程建設(shè)的此類(lèi)問(wèn)題具有較大參考意義。

[1]廖小平，朱本珍，王建松．路塹邊坡工程理論與實(shí)踐[M]．北京：中國(guó)鐵道出版社，2011．

[2]祝輝，唐紅梅，李明，等.重慶-貴州高速公路向家坡滑坡穩(wěn)定性分析及防治對(duì)策研究[J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2006，25（s1）：2687–2693．

[3]王宏，鐘寧，王志超.重慶奉云高速公路挖斷村滑坡的成因分析與治理措施[J]．重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，29（1）：85–89．

[4]林輝，劉代文，林志平.多層滑面的古滑坡穩(wěn)定性分析及治理方案研究.公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2017（5）：6-7.

[5]林志平．大型古滑坡變形原因與機(jī)理分析[J].福建交通科技，2017（01）：5-7.

[6]趙杰，廖小平.箭豐尾滑坡成因分析與治理措施[J]．路基工程，2012（6）：122–126+129．

[7]黃祥談，廖小平，程建軍．基于動(dòng)態(tài)深部位移監(jiān)測(cè)的高速公路路塹邊坡穩(wěn)定性評(píng)估[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2010（6）：82-87+90.

[8]徐邦棟．滑坡分析與防治[M]．北京：中國(guó)鐵道出版社，2001．