王付德

（廣東水電二局股份有限公司，廣東增城 511340）

廣東省韓江高陂水利樞紐右岸廠房尾水?dāng)U挖YSK600－YSK900段的邊坡開挖高度達132.3 m，屬于超高邊坡。基坑開挖深度為18.7 m，屬于深基坑。開挖高程自131.7 m至23.0 m，23.0m是廠房尾水開挖高程（基坑底部高程），41.7 m是省道路面高程（基坑頂部高程），131.7 m是高邊坡開口線高程（滑坡后為184.0 m）。基坑內(nèi)的構(gòu)筑物有魚道、觀測井、啟閉機室等?；优R水側(cè)三面利用開挖后預(yù)留的巖埂作圍堰，巖埂的頂部高程為30.0 m，圍堰為枯水期5年一遇標(biāo)準(zhǔn)，靠山一側(cè)為高邊坡。該段位于北東走向的兩條形山體，兩山體之間在樁號YSK0＋776處為沖溝，沖溝下切深度20～30 m，沖溝走向N60°E。兩條形山體風(fēng)化深，全風(fēng)化土厚度20～40 m，全風(fēng)化土下部夾強風(fēng)化巖塊。從揭露的情況看，全風(fēng)化土下面巖石風(fēng)化不均，強－弱風(fēng)化巖面起伏較大，且裂隙發(fā)育，巖體完整性差。根據(jù)設(shè)計圖紙，61.7 m以下為石質(zhì)邊坡（強風(fēng)化花崗巖），開挖坡比為1∶0.5，61.7 m以上為土質(zhì)邊坡，開挖坡比為1∶1.5。圖1為廠房尾水?dāng)U挖的一個典型斷面。省道是高陂鎮(zhèn)主要的對外通道，車流量大。因此，施工受省道行車和度汛安全的影響較大。石質(zhì)邊坡采取預(yù)裂爆破和松動爆破的方式開挖。施工過程中，經(jīng)歷兩次較大的滑坡，多次小的局部滑坡和開裂。此次滑坡處理為高陂水利樞紐工程唯一通過水利部重大設(shè)計變更認定的變更項目。

1 滑坡及處理

1.1 第一次滑坡及處理

2016－12－21日，因前日下了大雨，當(dāng)開挖至61.7 m以下并按1∶0.5修坡開挖時，在55 m至142 m坡面開始陸續(xù)出現(xiàn)變形裂縫多條并迅速擴大。滑坡體后緣裂縫在樁號YSK0＋840最上一級邊坡分布，向下貫穿四級邊坡至高程61 m馬道附近，再向下裂縫不明顯；坡頂向上沿山坡延伸，裂縫走向與道路邊坡近垂直相交，裂縫走向N80°E，延伸約35 m后走向為N60°W，再轉(zhuǎn)向近NS，至YSK0＋731上游沖溝，裂縫寬20～40 cm，最大錯落高差50～65 cm，根據(jù)現(xiàn)場情況判斷，裂縫深度大于20 m。裂縫大致呈弧形分布，裂縫范圍內(nèi)的滑動體內(nèi)見數(shù)條與之平行的裂縫，從裂縫發(fā)育情況分析，滑坡為向沖溝方向坐落式，滑坡體滑動趨勢是滑向上游，與省道呈大角度?；路秶婕翱v向長度約230 m，樁號為YSK0＋620－YSK0＋850，滑坡體涉及土石方量約64萬m3。滑坡產(chǎn)生后，立即封閉了現(xiàn)有省道。經(jīng)過10 d的沉降位移觀測，滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)后，先進行應(yīng)急處理，對滑坡體81～142 m的土體進行卸載，在卸載過程盡量減少對滑坡體的擾動。經(jīng)過15 d的應(yīng)急卸載處理，省道恢復(fù)通車。同時開始永久邊坡處置。先對滑坡體進行地質(zhì)補充勘探，以更準(zhǔn)確描述滑坡體的地質(zhì)情況和滑動面的位置。根據(jù)補充勘探結(jié)果，滑動面最深處在設(shè)計開挖坡面以下約10 m，61.7 m以上為全風(fēng)化土，61.7 m以下為強風(fēng)化巖石。據(jù)此，對右岸上壩道路滑坡體影響范圍內(nèi)的邊坡的坡比進行修改，邊坡坡腳由原來緊接路內(nèi)側(cè)改為距路內(nèi)側(cè)邊線5 m。強風(fēng)化邊坡坡比由原來的1∶0.5改為1∶1.5，采用錨桿格構(gòu)梁混凝土護坡的支護方式；全風(fēng)化邊坡坡比由原來1∶1.5改為1∶1.75，采用三維網(wǎng)客土噴播植草護坡。部分平臺的寬度改為5 m，以此增加邊坡的穩(wěn)定性。修改后的邊坡在第一次滑坡滑動面之下，邊坡開口高程由111.7 m修改至184.0 m。圖2為第一次滑坡及處理示意圖。

1.2 第二次滑坡及處理

在第一次滑坡處理過程中，因前日大雨，2017－08－08日開始，右岸上壩道路YSK0＋640－YSK0＋850段在開挖至60 m再次開始出現(xiàn)裂縫，最高點高程110 m，61m附近坡面出現(xiàn)開裂、撓曲、鼓出、隆起等現(xiàn)象，平臺排水溝下沉折斷，滑坡體涉及土石方量約16萬m3。根據(jù)現(xiàn)場勘察，此次滑坡范圍相比第一次縮小，滑動面最深處約4 m，對省道通車影響小，經(jīng)過3 d沉降位移觀測確認邊坡沉降穩(wěn)定后，省道即恢復(fù)通車。道路以上（41.7 m至61.7 m）將開挖坡比由1∶1.5改為1∶1.75，邊坡錨桿由φ25（單根長6 m）改為φ36（單根長12 m），61.7 m以上，部分平臺由5 m寬改為2 m。第二次滑坡及處理示意圖見圖3。

經(jīng)過對20個沉降位移觀測點的觀測量結(jié)果分析，邊坡在施工過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)，施工完成后經(jīng)過30 d的觀測，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

1.3 深基坑邊坡處理

新建省道改線完成后，開始施工尾水?dāng)U挖的基坑邊坡41.7 m至23.0 m?？紤]到省道和基坑安全，在41.7 m至23.0 m尾水?dāng)U挖YSK0＋700－YSK0＋775段增設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索（28 m長）進行永久加固，在護坡混凝土施工完成后進行錨索張拉施工。此后，在41.7 m至23.0 m往下開挖過程中，嚴格按照設(shè)計要求施工邊坡錨桿（φ25，單根長6.0 m，間距4.0 m，梅花型布置）和控制開挖下降速度，但當(dāng)開挖至30.0 m時邊坡仍然開始出現(xiàn)裂縫。說明新建省道以下存在軟弱夾層，6 m長的錨桿未深入到牢固的基巖。為確保省道和基坑在施工期的安全，在開挖階段，采取永臨結(jié)合的方式，在已安裝并灌漿的預(yù)應(yīng)力錨索范圍，采取增設(shè)臨時鋼梁的方式對預(yù)應(yīng)力錨索進行臨時張拉，同時，在28.0 m再增設(shè)了一排錨索抗滑樁，見圖3。在施工完抗滑樁后才繼續(xù)往下開挖，開挖過程邊坡經(jīng)觀測一直處于穩(wěn)定狀態(tài)。

2 滑坡原因分析

根據(jù)《土力學(xué)》，土體的穩(wěn)定安全系數(shù)：

式中：Φ為土的內(nèi)摩擦角；β為土坡坡角。

分析滑坡原因主要有以下幾個：

1）雨水浸泡導(dǎo)致內(nèi)摩擦角減小。兩次滑坡產(chǎn)生的誘導(dǎo)因素均是下雨，滑坡體范圍內(nèi)的土體均為砂性土和土石混合體，抗?jié)B能力差，受雨水浸泡后，土的內(nèi)摩擦角減小，從而土體的穩(wěn)定安全系數(shù)減小。

2）根據(jù)地質(zhì)報告和現(xiàn)場勘察，滑坡體基巖風(fēng)化普遍較深，受構(gòu)造和斷層影響，強風(fēng)化帶巖石破碎軟弱，風(fēng)化極其不均，夾風(fēng)化土和弱風(fēng)化巖，風(fēng)化界面起伏變化大，開挖揭露順坡裂面常見垂直擦痕?；麦w為順坡走向的強風(fēng)化巖層和土石混合體，其內(nèi)摩擦角小于純土體，從而邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)小于純土體。

3）邊坡施工開挖過程中產(chǎn)生坡腳臨空，破壞了坡體的穩(wěn)定平衡，在自重作用下，上部巖土體受順坡裂隙控制發(fā)生滑動破壞，經(jīng)過坐落滑動過程，由多段小滑移動體疊加成大變形體，擠壓下部巖體產(chǎn)生變形失穩(wěn)?；骂愋蛯儆诨旌鲜饺鋭幼冃巍?/p>

3 處理效果

通過減小坡比，開挖一級支護一級，增設(shè)和加強框格梁，增設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索和錨索抗滑樁等措施，滑坡體于2019年12月處理完成（期間受兩個汛期和省道交通不能中斷的影響），滑坡處理時間為12個月。截止2021年12月，經(jīng)過近2年對坡面所設(shè)近30個觀測點進行觀測，并結(jié)合應(yīng)力計對預(yù)應(yīng)力錨索拉力的測量，邊坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，預(yù)應(yīng)力錨索的拉力值變化在允許值范圍。

4 結(jié) 語

1）對高邊坡的地質(zhì)情況認識不足。根據(jù)地質(zhì)報告及開挖揭露的土體情況，該段位于北東走向的兩條形山體，兩山體之間在樁號YSK0＋776處為沖溝，沖溝下切深度20～30 m。兩條形山體風(fēng)化深，全風(fēng)化土厚度20～40 m，全風(fēng)化土下部夾強風(fēng)化巖塊。據(jù)了解，山腳以前的村民在此處已居住近50年，未發(fā)生過滑坡，可判斷此處滑坡體的位置應(yīng)是古滑坡體。高邊坡處理方案應(yīng)考慮古滑坡體為土石混合體，其內(nèi)摩擦角小于純土體的因素，在確定處理方案前，應(yīng)通過試驗確定土體的內(nèi)摩擦角［1］。

2）為控制總造價，設(shè)計階段為減少開挖量，在強風(fēng)化花崗巖上布置1∶0.5的坡面，強風(fēng)化花崗巖本身強度滿足穩(wěn)定要求，但未充分考慮強風(fēng)化巖巖層走向的不利影響因素。

3）高邊坡處理方案應(yīng)考慮雨水對土體內(nèi)摩擦角的影響。根據(jù)相關(guān)資料，土體含水量越大，內(nèi)摩擦角越小。同時，施工時應(yīng)先做好坡面排水，開挖一級支護一級，減少雨水滲入量［2］。

4）施工過程應(yīng)減少對土體的擾動。不良地質(zhì)情況高邊坡開挖施工應(yīng)盡量避免采用爆破方式開挖，以避免影響邊坡的整體性和穩(wěn)定性，對于局部需要爆破的地方，需采用密集淺孔爆破，嚴格控制單耗炸藥用量。

5）邊坡利用錨桿和錨索加固處理時，必須準(zhǔn)確判斷堅固巖層的深度，錨桿和錨索的錨固端必須伸入堅固的弱風(fēng)化巖層［3］。

6）增設(shè)臨時鋼梁，利用永久預(yù)應(yīng)力錨索對邊坡進行臨時加固，永臨結(jié)合，確保了施工期省道和基坑邊坡的安全。

7）邊坡開挖過程中，應(yīng)加強邊坡的沉降位移觀測，及時預(yù)警。

8）本項目邊坡處理先后采取了降陂比、加強框格梁、預(yù)應(yīng)力錨索、錨索抗滑樁等多種方式，成功解決了超高邊坡和深基坑邊坡穩(wěn)定的問題，確保了省道安全和深基坑施工期安全，值得在其他類似項目借鑒應(yīng)用［4］。