段建新 聶磊

在西南地區(qū)由于受地形、地貌控制，在一些特別困難路段高速公路多以高填、深挖路基形式通過(guò)，勘察深度不足、施工不當(dāng)、不利氣候等均可造成不同規(guī)模的公路邊坡災(zāi)害，多以滑坡、垮塌等形式出現(xiàn)，尤其以滑坡災(zāi)害治理措施復(fù)雜，制約工程建設(shè)周期，造成了不良社會(huì)影響。對(duì)于已建成工程中災(zāi)害點(diǎn)進(jìn)行深入分析，研究破壞機(jī)制及相應(yīng)的治理措施，可以有效的總結(jié)反饋，進(jìn)一步增強(qiáng)前期預(yù)判和決策的能力。

一、工程背景

某高速公路在K142+400-K142+850 段為路塹方式通過(guò)，地層主要為中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，表層有較薄覆蓋層，左側(cè)初始設(shè)計(jì)最高三級(jí)放坡，坡面以簡(jiǎn)單的骨架護(hù)坡。某年年底全面開(kāi)挖，由于該段路基巖土體工程地質(zhì)條件較差，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)降雨量較豐富，次年年初，雨后發(fā)現(xiàn)頂級(jí)邊坡出現(xiàn)表層坍塌，坡口處截水溝被破壞；在雨季連續(xù)降雨后，坡體出現(xiàn)大面積坍塌，且出現(xiàn)山體滑移。

二、滑坡概況

場(chǎng)地位于構(gòu)造剝蝕丘陵低山地貌區(qū)，線路沿山間溝谷展布，左側(cè)挖方最大高度約30m，斜坡自然坡度約28 ～32°，坡面植被茂密，地形上北高南低。

滑坡區(qū)覆蓋層為殘坡積層粉質(zhì)粘土局部含碎石，下伏泥質(zhì)粉砂巖與粉砂質(zhì)泥巖互層。巖層呈單斜產(chǎn)出，巖層產(chǎn)狀344°∠6°，巖體較破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育。

滑坡后緣邊界位于較緩斜坡上，錯(cuò)臺(tái)約1-4m 高，分別以基巖陡坎、沖溝為界，前后緣相對(duì)高差約40m。平面形態(tài)總體呈圈椅狀。坡頂后緣巖土體變形張開(kāi)2～4cm，西側(cè)有剪切裂縫，坡腳巖體有明顯的剪切破壞現(xiàn)象。滑坡體縱橫向尺寸約75 m×465m，面積0.035km2，滑坡物質(zhì)總方量約15×104m3，主滑方向垂直路線，為牽引式錯(cuò)落滑坡。

三、滑坡成因分析

綜合分析，特殊的地質(zhì)背景是影響滑坡穩(wěn)定的主要因素；連續(xù)降雨、及工程開(kāi)挖活動(dòng)是促使滑坡產(chǎn)生變形破壞的次要因素。由于坡體組成物質(zhì)主要為軟巖，坡體開(kāi)挖應(yīng)力重新分布，產(chǎn)生卸荷裂隙，同時(shí)巖體發(fā)育外傾的節(jié)理裂隙，雨水沿卸荷裂隙進(jìn)入坡體，降低了切層軟弱結(jié)構(gòu)面的力學(xué)參數(shù)，進(jìn)而導(dǎo)致以剪切-拉裂變形為主的錯(cuò)落式破壞模式。

四、滑坡穩(wěn)定性定量分析

本文中滑坡穩(wěn)定性驗(yàn)算考慮了不同開(kāi)挖階段及不同滑動(dòng)面坡體穩(wěn)定性：（1）前期開(kāi)挖斷面淺層潛在滑動(dòng)面；（2）設(shè)計(jì)標(biāo)高淺層潛在滑動(dòng)面；（3）設(shè)計(jì)標(biāo)高深層潛在滑動(dòng)面。分別計(jì)算滑坡體在上述滑動(dòng)面的穩(wěn)定性，選用了最不利情況下的典型斷面和代表值作為治理防護(hù)設(shè)計(jì)依據(jù)。

本次計(jì)算主要根據(jù)土工試驗(yàn)指標(biāo)，并結(jié)合反演成果及經(jīng)驗(yàn)方法經(jīng)綜合分析確定邊坡穩(wěn)定性分析的物理力學(xué)計(jì)算參數(shù)如下。粉質(zhì)粘土含碎石：C=18.6 kPa，Φ=13.6°；軟弱結(jié)構(gòu)面1：C=16.7 kPa，Φ=18.2°；軟弱結(jié)構(gòu)面2：C=17.3kPa，Φ=19.6°；砂質(zhì)泥巖γ=25 KN/m3。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，K142+680 ～K142+800 段斜坡坡頂可見(jiàn)明顯的滑動(dòng)錯(cuò)臺(tái)，坡頂上部機(jī)耕道也被拉裂破壞，為巖質(zhì)滑動(dòng)，坡體暴雨工況處于加速變形階段。經(jīng)計(jì)算，在暴雨工況下坡體穩(wěn)定性系數(shù)為0.976 ～0.984，坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查較符合。如按照原設(shè)計(jì)坡率開(kāi)挖下一級(jí)邊坡，則坡體穩(wěn)定性系數(shù)為0.930 ～0.960，需要逐級(jí)支護(hù)逐級(jí)開(kāi)挖。K142+800 ～K142+850 段斜坡坡頂土層間可見(jiàn)明顯的拉張裂縫，主要為巖質(zhì)滑動(dòng)，坡體暴雨工況處于加速變形階段。經(jīng)計(jì)算，在暴雨工況坡體穩(wěn)定性系數(shù)為0.948 ～1.023，坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查較符合。如按照原設(shè)計(jì)坡率開(kāi)挖下一級(jí)邊坡，則坡體穩(wěn)定性系數(shù)為1.042，坡體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，原防護(hù)形式不足以維持邊坡穩(wěn)定，若不采取支擋措施則可能加劇坡體變形破壞（圖1，圖2）。

根據(jù)上述分析及計(jì)算結(jié)果，參照路基設(shè)計(jì)規(guī)范，上述穩(wěn)定性系數(shù)均小于規(guī)范規(guī)定值，滑坡亟需加固和防治。

五、滑坡治理設(shè)計(jì)

圖1 K142+760計(jì)算剖面

圖2 K142+820典型計(jì)算剖面

該段挖方路塹邊坡較高，且受左側(cè)鄉(xiāng)間機(jī)耕道位置的限制，無(wú)法放緩開(kāi)挖坡率，而按原設(shè)計(jì)坡率對(duì)典型斷面進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性分析計(jì)算，所得到的穩(wěn)定系數(shù)均低于規(guī)范要求，剩余下滑力較大，難以通過(guò)單純的錨固結(jié)構(gòu)提供足夠的承載力，故綜合考慮采用樁-錨結(jié)構(gòu)進(jìn)行支擋加固。

K142+660～K142+725 段左側(cè)地形從小里程向大里程逐漸變陡，路塹挖方邊坡高度約20m，根據(jù)K142+720典型斷面滑坡作為計(jì)算斷面，滑坡體沿深層潛在滑動(dòng)面穩(wěn)定系數(shù)為1.044，在非正常工況I（暴雨工況）按邊坡安全系數(shù)1.15 驗(yàn)算坡體樁后剩余下滑推力為603.557KN。本段防治方案為：臺(tái)階式分級(jí)開(kāi)挖，第一級(jí)邊坡分級(jí)高度12m，按坡率1：1 開(kāi)挖，坡面采用錨桿框架支擋，坡頂設(shè)置4.5m 寬平臺(tái)，設(shè)抗滑樁，第二級(jí)坡頂設(shè)置寬平臺(tái)兼做改路通道，平臺(tái)以上邊坡按10m 分級(jí)放坡，最后一級(jí)一坡到頂，按坡率1：1.25 開(kāi)挖，采用錨索框架防護(hù)。

根據(jù)滑坡穩(wěn)定性計(jì)算，滑坡體沿巖土界面潛在滑動(dòng)面穩(wěn)定系數(shù)為1.036，在非正常工況I（暴雨工況）按邊坡安全系數(shù)1.15 驗(yàn)算坡體樁后剩余下滑推力為1524.82KN。本段防治方案為：臺(tái)階式分級(jí)開(kāi)挖，第一級(jí)邊坡按坡率1：1 放坡，采用錨桿框架植草防護(hù)，坡頂設(shè)置4.5m 寬平臺(tái)，設(shè)抗滑樁；第二級(jí)邊按坡率1：1.25 放坡，采用錨索框架植草防護(hù)；中間設(shè)置8m 寬平臺(tái)兼做改路通道，第三、四級(jí)邊坡每級(jí)坡高10m，最后一級(jí)一坡到頂，坡率1：1.25，第三、四級(jí)采用錨索框架植草防護(hù)，最上一級(jí)采用錨桿框架植草防護(hù)。

K142+790～K142+820 段左側(cè)地形從小里程向大里程逐漸變緩，路塹挖方邊坡高度約20m，根據(jù)滑坡穩(wěn)定性計(jì)算，滑坡體沿深層潛在滑動(dòng)面穩(wěn)定系數(shù)為1.030，在非正常工況I 驗(yàn)算坡體樁后剩余下滑推力為1470.429KN。本段防治方案為：臺(tái)階式分級(jí)開(kāi)挖，第一級(jí)邊坡按照1：1坡率放坡，采用錨桿框架植草防護(hù)，坡頂設(shè)置4.5m寬平臺(tái)，設(shè)抗滑樁；第二級(jí)設(shè)計(jì)開(kāi)挖坡率1：1.25，采用錨索框架植草防護(hù)；中間設(shè)置8m 寬平臺(tái)兼做改路通道，最后一級(jí)一坡到頂開(kāi)挖坡率1：1.25，采用錨索框架植草防護(hù)。

雨季過(guò)后，按照上述處治措施施工后，滑坡得到加固，坡面植被恢復(fù)，后緣機(jī)耕道再未發(fā)生過(guò)開(kāi)裂、變形現(xiàn)象，及至通車(chē)后經(jīng)歷多個(gè)雨季仍穩(wěn)固如初，所設(shè)置的支擋、錨固措施都有效地發(fā)揮了作用，護(hù)坡治理成功。

六、結(jié)語(yǔ)

（1）本牽引式滑坡是由開(kāi)挖路塹邊坡誘發(fā)的，在未得到有效處治措施前，坡體長(zhǎng)時(shí)間暴露，其范圍由坡腳逐漸向后緣延伸擴(kuò)展，并在雨季中迅速惡化，使得最終的治理難度大大增加，因此滑坡治理有必要體現(xiàn)緊迫性，及早發(fā)現(xiàn)及早處理，遏制變形加劇范圍擴(kuò)大。

（2）本滑坡初始形成于中風(fēng)化地層的錯(cuò)落式下滑，后期牽拉擴(kuò)展，對(duì)于泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖此類(lèi)軟質(zhì)巖，要有充分的科學(xué)認(rèn)識(shí)，準(zhǔn)確把握各種狀態(tài)下的力學(xué)特性，總結(jié)開(kāi)挖坡率、破壞模式，根據(jù)其形成機(jī)制、規(guī)模等針對(duì)性地施加治理措施。

（3）前期充分地質(zhì)調(diào)繪和地質(zhì)勘查是非常重要的，對(duì)擬建邊坡工程周邊的地形、地貌、水文、地層巖性、人為因素等要總體把握，對(duì)可能誘發(fā)的滑坡性質(zhì)、規(guī)模、邊界要指導(dǎo)性的預(yù)判。

（4）施工過(guò)程控制是一項(xiàng)非常重要的工作，不當(dāng)?shù)氖┕し椒ê褪┕ろ樞蚩赡芤l(fā)災(zāi)難性的后果，尤其是在雨水的作用下會(huì)加劇這種情形，滑坡初期變形發(fā)生時(shí)若能及時(shí)采取一些搶救措施也可以最大程度減小擴(kuò)展范圍和治理難度。