山區(qū)公路中型路塹老滑坡復活成因分析及防控對策研究

■謝子明

（三明廈沙高速公路有限責任公司，三明 365000）

0 引言

近年來，我國高速公路建設向山區(qū)延伸，高邊坡、滑坡問題越來越成為工程建設重要影響因素。大型古老滑坡具有工程地質(zhì)條件復雜、破壞規(guī)模大、穩(wěn)定影響因素多等特點[1]，且由于其對工程建設影響巨大，隨著我國高速公路建設的發(fā)展，對大型古滑坡的研究得到廣大工程建設者的高度重視[2-6]。而對于工程建設中出現(xiàn)的中小型古老滑坡的變形復活，其對工程建設也存在一定影響。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活對山區(qū)高速公路工程建設存在較大的安全隱患。

為加強對中小型古老滑坡的提前判識、變形復活發(fā)現(xiàn)、工程處治研究，本文依托廈沙高速公路建設過程中發(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)定性評價及工程處治等方面開展研究分析，借以對工程建設具有一定指導意義。

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級的路塹邊坡，主要采用TBS植草防護；高速公路左線的右側(cè)為高約6m的一級邊坡，采用片石混凝土的加厚（厚1m）護面墻防護。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，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

滑坡場地地貌類型屬剝蝕丘陵區(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，下伏全風化至強風化泥質(zhì)粉砂巖。工程地質(zhì)勘察揭示，本段坡體地層以全風化至碎塊狀強風化泥質(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。坡體基巖為中風化泥質(zhì)粉砂巖與砂巖互層，層狀構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)，風化裂隙不發(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，左線右邊坡護面墻開裂、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，第一級平臺有多道裂縫，第一級坡面+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地（茶園），發(fā)育多道張拉裂縫；后部山體機耕道處發(fā)育一道主張拉裂縫，呈下挫狀（圖4所示）。

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

（5）左線右邊坡護面墻踏步、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、邊坡平臺裂縫分析判定，表現(xiàn)為路塹邊坡單級的局部變形破壞。

(2)滑坡整體變形：其根據(jù)左線右側(cè)護面墻裂縫表現(xiàn)、邊坡外鼓剪出；滑坡中部張開裂縫分布（右線坡頂茶園）、后緣張開下錯裂縫及側(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)階段處于坡體蠕動擠壓階段[8]，為一中型推移式滑坡。

4 坡體變形機制

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)育一緩坡臺地，兩側(cè)呈圈椅狀下錯階地，結(jié)合其地形地貌特點分析，本段坡體具備老滑坡地貌特征；同時根據(jù)坡體開挖和鉆孔揭露地層分析，坡體上覆含碎石粉質(zhì)粘土，下伏碎塊狀強風化泥質(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，基巖為碎塊狀強風化地層；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，巖體力學指標較低。

(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，巖體抗剪強度指標降低，致使坡體變形破壞。

(4)人類工程建設因素：高速公路路基采用路塹形式從滑坡前緣通過，路基施工對滑坡前緣開挖造成本段坡體變形復活。

5 穩(wěn)定性分析

對于本滑坡主要采用反演分析法進行穩(wěn)定性評價。結(jié)合巖土勘察指標，利用反演法，采用邊坡極限平衡法反算坡體滑帶力學強度指標。

結(jié)合前文分析，本滑坡現(xiàn)階段變形發(fā)展處于蠕動擠壓階段，評價其主斷面坡體穩(wěn)定狀態(tài)約為1.05～1.10。根據(jù)上次分析，對主斷面K131+945選用較為嚴格的剛體極限平衡方法——Morgensten&Price法，采用Slide軟件進行滑坡穩(wěn)定性反演計算，計算上、下層滑坡穩(wěn)定系數(shù)均為1.086，如圖6所示，反算滑帶巖體強度指標詳見表1所示。

表1 滑坡巖體強度指標表

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，滑坡體復活變形發(fā)展較深，規(guī)模較大，對即將運營的高速公路影響嚴重，為確保本段高速公路及時通行，先行對本段坡體采用臨時應急處治措施，即路兩側(cè)塹邊坡采用預應力錨固工程加固，設計預應力F=500kN，臨時加固工程實施后，滑坡上下層穩(wěn)定系數(shù)分別為1.166、1.113；同時在右線上側(cè)設置預應力錨索抗滑樁一排，確保坡體穩(wěn)定，設計滑坡推力T=600kN/m,滑坡上下層穩(wěn)定系數(shù)分別為1.533、1.203，滿足公路路基設計規(guī)范要求，如圖7、圖8所示。

圖7 K131+945斷面應急加固工程穩(wěn)定性分析

圖8 工程加固方案穩(wěn)定性分析

7 結(jié)語

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；其二為本段坡體為一中型老滑坡的變形復活，滑坡地形地貌老滑坡現(xiàn)象改造較大，難以辨識發(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，滑坡危害嚴重。本文以該高速公路老滑坡工程處治為案例進行了辨識分析、變形發(fā)展、成因分析、穩(wěn)定性評價及工程處治方案研究，對工程建設的此類問題具有較大參考意義。

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