高速公路軟巖高陡滑坡破壞特征分析與治理

曾擒龍 林慶偉 劉志斌

0 引言

贛閩交界的紅層地區修建的高速公路常遭遇泥巖邊坡，尤其是高陡泥巖邊坡，其穩定性問題十分嚴重。贛(州)龍(巖)高速公路瑞金長汀交界段位于山區高陡的軟巖邊坡地段，主要出露地層是侏羅系和白堊系的泥巖和泥質粉砂巖，不僅地質條件復雜，而且降雨量大、暴雨頻繁。由于邊坡開挖導致地層初始地應力發生變化，在邊坡臺階部位出現拉應力集中而開裂，受大氣降雨的影響，從而發生變形失穩、破壞。

如何治理這種高陡的軟巖邊坡，成了相關工程技術人員所關心的問題。

本文以贛龍高速公路瑞金長汀交界段K 130+460～K130+ 760右側泥巖高邊坡為例，分析高陡邊坡的變形破壞機理，揭示控制邊坡變形破壞的主要因素，提出綜合治理方案。

1 地質概況

1)地形地貌?；滤趨^域屬贛閩交界的紅層丘陵區，谷坡較陡，25°～65°，沖溝發育，切割強烈，溝谷多呈“V”形，地表殘坡積層覆蓋厚度1.0m～2.5m，植被較發育，贛龍高速公路在此處切過山嘴，開挖設計邊坡坡高 54m、坡度 42.5°。

2)地層巖性。本段出露地層為侏羅系紫紅色泥巖、泥質粉砂巖互層，產狀NE62°∠3°。在剖面中上部有一厚度 6m～10m的完整砂巖，強度15MPa～27MPa;在砂巖之下為薄層狀黃綠色頁巖5m～10 m厚(見圖1);其下有層紫紅色泥巖，厚度10m～15m，其間夾有3 cm～5 cm灰綠色泥巖條帶，構成潛在水平滑動邊界。

3)地質構造。主要節理產狀 300°～330°∠71.5°～85°，200°～270°∠65°～88°，本段區域褶皺、斷裂不發育，地塊隆起是其主要表現特征，地震活動較少，總體上表現出地塊較強的穩定性和完整性，未發現斷裂構造帶。

4)本地區地下水主要為土層孔隙水和基巖裂隙水兩種，巖土層富水性差，分布不穩定，僅有大氣降水補給，故地下水水量較貧乏，但雨季在坡腳附近有地下水出露。

2 邊坡變形破壞特征初步分析

2.1 邊坡特征

邊坡開挖前無變形破壞跡象，2008年 9月邊坡發生破壞，沿坡體中上部臺階出現開裂，滑坡體下坐 1m～3m，滑坡體后沿陡壁高達1m～3m，裂縫寬度0.1m～0.5m，滑坡長度約160m，寬度約47m，厚度7m～9m，總體積約 2萬m3，滑坡殘積體中水平巖層相對位置保持較為完好，層間錯動 4mm～12 mm，滑坡前緣的滑面直接導致路床中部隆起。

場地因地質勘探的施工占道，為了便于設備進出場而開挖的臨時道路，導致了滑坡松動體部分發生多次滑動，并形成了滑坡后壁高 3m～5m的情況出現。

2.2 邊坡變形破壞因素分析

初步分析認為導致泥巖邊坡變形的破壞在于:坡體前緣近水平的薄層狀灰綠色泥巖條帶和近垂直裂隙構成了泥巖邊坡的不利組合邊界，泥巖和裂隙的強度低是變形失穩的潛在內因;坡體開挖使原有的初始地應力重新調整，造成邊坡中上部臺階出現拉應力集中而使垂直裂隙有拉裂貫通趨勢;持續降雨導致層面和垂直裂隙的強度惡化。在上述因素的作用下使坡體后緣垂直裂隙張開，下部沿灰綠色泥巖薄層發生蠕滑，從而發生變形破壞。

3 滑坡綜合治理措施

高速公路滑坡治理采用的處置措施如下:

1)格構錨桿。

由于巖層強度低，開挖卸載后一定厚度內巖層由于快速風化，在一定的應力條件下可能產生破壞。設置2.2m×2.5m間距灌漿錨桿，錨桿長度以穿過勘探查明的裂縫集中帶為準，鋼筋直徑32mm，在錨桿上掛鐵絲網，噴射10 cm厚的混凝土，以保護坡面，防止風化(見圖2)。

2)清方卸載。

由于滑坡后壁及上部穩定巖體已經形成 20多米的高陡邊坡，為了避免應力過于集中，將邊坡坡度適當削緩，并設置臺階。

3)設置抗滑樁。

對于滑坡堆積體，考慮到其對于坡腳有一定的反壓作用，對坡腳應力集中有明顯改善，所以對于堆積體采取只清除一部分。因其現狀為臨界穩定，所以按照反算成果計算滑坡體推力，并于平臺外側設置抗滑樁，這樣就大大地改善了坡腳應力狀況。

4)設置抗滑擋墻。

滑坡堆積體前緣設置抗滑擋墻，抗滑擋墻形式采用重力式擋墻，墻高 5m，在墻背設置好縱向盲溝，做好墻后的地下水排泄工作，并在坡面設置片石護坡。

5)排水設施。

在整段邊坡坡口線以外 5m設置截水溝，以防止坡體外雨水沖刷坡面;并于坡體中部平臺處設置防滲排水溝，以防止雨水進入滑面，降低滑坡體的穩定性。整個邊坡坡面均做到水不滯留，臺階處均設置 5%外傾的斜坡，以達到整個坡面排水流暢。

4 結語

通過對該高邊坡整治工程的工程實踐，筆者對高邊坡滑坡整治工程有以下幾點體會:

1)對于高邊坡滑坡整治要詳細調查了解工程地質情況，正確分析其變形破壞的原因，針對主要因素進行綜合整治，才能達到安全、經濟、有效的目的。

2)針對坡體不同部位，根據具體情況，采用不同的支擋加固措施。如對后壁高邊坡有裂隙集中帶的，采用錨桿方案;針對滑坡體較為松散，則采用抗滑樁和擋土墻相結合的方案進行治理，使得整個整治措施經濟合理。

3)應認真研究邊坡防護及綜合治理方案，積極采用新技術、新材料、新工藝，提高治理水平，加大環境保護力度，以減少公路的隱患。

本工程已經施工完成，運行良好，其長期運行穩定性還有待進一步驗證。

[1] 孫廣忠.地質工程文選[M].北京:兵器工業出版社，1997.

[2] 張 斌，馬征軍，向 科.高速公路泥巖高邊坡破壞特點與治理[J].路基工程，2003(3):4-11.

[3] 孫廣忠.巖體結構力學[M].北京:科學出版社，1988.

[4] 羅國煜，王培清，陳華生，等.巖坡優勢面分析理論與方法[M].北京:地質出版社，1992.