桂林至三江高速公路K44+682～K44+872段滑坡處治技術(shù)

胡衛(wèi)軍，李耀華

(廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530029)

0 引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)和西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，我國(guó)西部地區(qū)進(jìn)入了工程建設(shè)的高潮階段，其中交通設(shè)施的發(fā)展尤為迅速。廣西地處我國(guó)西南部，是多山地區(qū)，由于地形地貌的復(fù)雜性，在山區(qū)修建高速公路難免會(huì)出現(xiàn)邊坡滑塌破壞現(xiàn)象。眾所周知，滑坡作為人類的第二大自然災(zāi)害，其危害程度僅次于地震[1]。近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)邊坡穩(wěn)定性做了大量研究工作，同時(shí)也取得了許多有價(jià)值的研究結(jié)果[2-6]。但是，由于滑坡的復(fù)雜性和多變性，使得滑坡在實(shí)際工程中仍避免不了出現(xiàn)多次重復(fù)處治的現(xiàn)象[7]，因此，對(duì)滑坡應(yīng)先進(jìn)行科學(xué)的分析、論證和預(yù)測(cè)，從而提出科學(xué)、有效的處治方案。

1 工程概況

廣西桂林至三江高速公路是國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃中廈門至成都高速公路的重要組成部分，是連接廣東、廣西、貴州、四川等地的重要經(jīng)濟(jì)大通道。其K44+682～K44+872路段屬中低山丘陵地貌，山體連綿起伏，地形起伏大，設(shè)計(jì)采用挖方形式通過，中線最大挖深約20.72 m，位于路線K44+800處。此路段原設(shè)計(jì)邊坡高度約60 m，為六級(jí)邊坡，邊坡坡率從下而上依次為1∶0.5、1∶0.5、1∶0.5、1∶0.75、1∶0.75、1∶0.75，坡面采用錨桿(索)格梁+厚層基材噴薄植草防護(hù)方案。

該邊坡于2015年6月開始施工開挖，至2016年7月，第2～6級(jí)邊坡已開挖完成，第1級(jí)邊坡尚未開挖到位，第5～6級(jí)坡面防護(hù)施工完成，第2～4級(jí)坡面防護(hù)正處于施工階段。自2016年3月以來，當(dāng)?shù)匕l(fā)生持續(xù)性強(qiáng)降雨，特別是6月中旬的降雨強(qiáng)度大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。2016年6月下旬，施工方人員在進(jìn)行安全檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)該邊坡第2～6級(jí)坡面和坡頂斜坡地帶出現(xiàn)明顯的開裂現(xiàn)象，暫未出現(xiàn)明顯滑移現(xiàn)象，2016年7月，該邊坡開始出現(xiàn)大規(guī)?；瑒?dòng)，第2～3級(jí)邊坡三江側(cè)發(fā)生滑塌，并牽引上方邊坡，出現(xiàn)數(shù)道裂縫，最高裂縫已達(dá)到山頂位置。

根據(jù)地質(zhì)調(diào)查，滑坡范圍上至高程475 m，下至邊坡第二級(jí)底部，高程約390 m，主滑方向長(zhǎng)度約140 m，底部寬度約190 m，滑動(dòng)面積約1.2×104m2，平均厚度約14 m，滑體體積約16.8×104m3。根據(jù)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTG C20-2011)，該滑坡屬中型中層牽引式滑坡?；麦w巖性主要為強(qiáng)風(fēng)化巖層，少部分為褐黃色含碎石黏性土?；潞缶墢埨芽p發(fā)育，裂縫錯(cuò)臺(tái)約0.5 m，兩側(cè)發(fā)育剪張裂縫，寬度0.1～0.2 m不等，沿山坡兩側(cè)沖溝自后緣向前緣擴(kuò)張。整個(gè)滑坡體周界比較清晰，大體呈圈椅狀分布，滑坡前部剪出口位置約位于第2級(jí)邊坡底部，未形成統(tǒng)一貫穿性的滑面?；媛裆钜话慵s在6～20 m范圍，自上而下呈近折線形狀分布，分布不連續(xù)，主滑方向與坡面傾向基本一致。原邊坡已施工的錨桿、錨索格梁等結(jié)構(gòu)物均已遭受破壞而失去錨固效力。

2 滑坡形成機(jī)理

根據(jù)滑坡形態(tài)，結(jié)合場(chǎng)地工程地質(zhì)條件，經(jīng)認(rèn)真分析、討論，認(rèn)為本次滑坡主要由外因和內(nèi)因兩方面因素導(dǎo)致：

外因：(1)2016年3～6月桂北處于雨季，降雨持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，強(qiáng)度較大，雨水的大量下滲，導(dǎo)致山坡表層的覆蓋土層和破碎巖層含水量接近飽和狀態(tài)，增加了滑體的重量，降低了土層及破碎巖層的抗剪強(qiáng)度；(2)原邊坡開挖后坡體防護(hù)體系尚未形成，坡體錨固體系未能有效發(fā)揮作用。

內(nèi)因：(1)原邊坡巖層、節(jié)理及裂隙很發(fā)育，巖體很破碎，結(jié)構(gòu)面眾多，巖體節(jié)理組合與邊坡形成的空間結(jié)構(gòu)為較不穩(wěn)定組合關(guān)系(見圖1)，同時(shí)巖層局部夾有相對(duì)軟弱層(頁(yè)巖、泥巖等)，邊坡整體穩(wěn)定性偏低，同時(shí)，邊坡在開挖過程中，卸荷應(yīng)力的產(chǎn)生對(duì)邊坡的穩(wěn)定存在一定影響；(2)路段內(nèi)地表土體較松散，抗雨水沖刷能力較差，雨水易滲入，下部巖層風(fēng)化破碎程度較高，結(jié)構(gòu)面眾多，巖石遇水易軟化崩解，巖土體整體結(jié)構(gòu)較松散，同時(shí)松散巖土體又為雨水的下滲提供了有利通道，形成誘發(fā)滑坡變形的有利條件，增大了滑坡產(chǎn)生的幾率。

圖1 邊坡赤平極射投影分析圖

綜合來看，滑坡主要是在持續(xù)性強(qiáng)降雨、坡體錨固體系未能有效發(fā)揮作用、卸荷應(yīng)力等多種因素綜合作用下產(chǎn)生。

3 滑坡處治方案

在滑坡處治中，常用的防治措施主要有卸載(減重反壓)、錨固和支擋三種主要方案，并結(jié)合坡面防護(hù)、截排水等措施綜合采用。根據(jù)本滑坡狀況、原邊坡開挖防護(hù)情況以及結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件，鑒于滑坡路段地形及開挖邊坡陡峭，滑坡體松散，滑動(dòng)面埋藏深，滑坡剪出口偏高且臨空面大，第1級(jí)邊坡尚未開挖完成等情況，若采用支擋方案，支擋工程基礎(chǔ)難以埋置于合適的地基中，支擋效果差，故不予以考慮?？紤]到滑體巖土體松散，便于開挖和裝運(yùn)，卸載放緩有利于坡體穩(wěn)定，卸載與錨固手段聯(lián)合應(yīng)用，同時(shí)結(jié)合坡面防護(hù)及截排水措施可取得良好的處治效果。

具體處治方案為：對(duì)K44+682～K44+872段左側(cè)滑坡進(jìn)行放緩刷坡，邊坡坡率全部采用1∶1.25，各級(jí)平臺(tái)寬度1.5 m，最終形成最高約95.3 m的十級(jí)邊坡。新邊坡第1～7級(jí)邊坡坡面采用錨桿格梁+厚層基材噴薄植草防護(hù)；第8～9級(jí)邊坡坡面采用厚層基材噴薄植草防護(hù)；第10級(jí)邊坡坡面采用噴播植草防護(hù)方案，同時(shí)，邊坡坡頂及各分級(jí)平臺(tái)位置分別設(shè)置坡頂截水溝和平臺(tái)截水溝，坡面設(shè)置急流槽等排水措施。

4 邊坡穩(wěn)定性分析

4.1 數(shù)值計(jì)算

以K44+820斷面為計(jì)算分析原型，利用理正巖土計(jì)算軟件對(duì)新設(shè)計(jì)方案下的人工邊坡進(jìn)行自動(dòng)搜索最危險(xiǎn)滑面(折線形滑面)的定量計(jì)算。各巖土層物理力學(xué)參數(shù)根據(jù)開挖邊坡和滑坡情況及反演結(jié)果綜合確定，具體如表1所示。

表1 各巖土層物理力學(xué)參數(shù)值表

4.2 計(jì)算結(jié)果

在正常工況及非正常工況Ⅰ(暴雨或連續(xù)降雨)條件下對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，得到不同工況、不同坡面防護(hù)條件下邊坡穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算結(jié)果，如表2所示。

表2 不同工況下邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)計(jì)算結(jié)果表

從表2中可以看出，該滑坡卸載后在無(wú)坡面防護(hù)的情況下的人工邊坡穩(wěn)定性較好，正常工況下的安全系數(shù)為k=1.606>1.30，非正常工況Ⅰ下的安全系數(shù)為K=1.356>1.20，安全系數(shù)滿足規(guī)范要求，邊坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

考慮到邊坡巖體破碎，易發(fā)生局部掉塊、楔形體滑塌破壞等情況，需采取有效的淺層防護(hù)加固措施。根據(jù)滑坡處治方案分析計(jì)算結(jié)果及工程經(jīng)驗(yàn)，若在第1～7級(jí)邊坡坡面加設(shè)錨桿格梁+厚層基材噴薄植草防護(hù)；在第8～9級(jí)邊坡坡面加設(shè)厚層基材噴薄植草防護(hù)；在第10級(jí)邊坡坡面加設(shè)噴薄植草防護(hù)，該邊坡整體安全系數(shù)應(yīng)有適當(dāng)提高，同時(shí)，能有效避免降雨大量入滲對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響。

5 結(jié)語(yǔ)

廣西桂林至三江高速公路K44+682～K44+872段左側(cè)滑坡主要是在持續(xù)性強(qiáng)降雨、坡體錨固體系未能有效發(fā)揮作用、卸荷應(yīng)力等多種因素綜合作用下產(chǎn)生。針對(duì)此滑坡提出了“卸載放坡+坡體錨固”處治方案，并進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，結(jié)果表明，該處治方案下邊坡安全系數(shù)滿足規(guī)范要求，同時(shí)，坡面防護(hù)能有效避免降雨大量入滲對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響。該邊坡滑塌處治施工結(jié)束已有一年多的時(shí)間，期間經(jīng)歷了完整雨季的考驗(yàn)，邊坡未出現(xiàn)滑塌現(xiàn)象，穩(wěn)定性良好，表明該處治方案是合理的，相關(guān)成果可為今后類似工程提供參考。

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