某高速公路滑坡病害分析及治理措施

■楊麗芳

(福建省高速公路有限責任公司莆田管理分公司，莆田 351100)

1 引言

某高速公路K64+940～K65+360段邊坡(圖1)經監測確認為滑坡地段。隨后對滑坡提出分區治理的方案，其中主滑坡區B區(K65+057-K65+215段)采用錨索抗滑樁進行支擋，共27根，設計樁長16～21m，抗滑樁截面尺寸2×2.5m，間距6m，要求抗滑樁進入中風化巖層不小于6m，樁頭設2根錨索，設計拉力700kN；A區(K64+940～K65+057段)和C區(K65+215～K65+360段)均采用第一階擋墻支擋、第二階預應力錨索框架進行加固，預應力錨索設計拉力700kN。該段落滑坡治理工程于2015年12月15日完成，同時該高速公路于2015年12月20日正式通車運營。

圖1 K64+940~K65+360段邊坡整體滑塌

該高速公路通車后，設計及監測單位繼續對該段落滑坡治理工程進行跟蹤監測。發現自2016年3月以來，該邊坡在受持續強降雨影響后，邊坡部分監測孔出現位移現象，但經進一步分析，認為目前滑坡仍處于工程治理后的應力調整階段。2016年6～9月，該區域強降雨仍在持續，且 7～9 月又遭受了“尼伯特”、“莫蘭蒂”、“鲇魚”等超強臺風影響，坡體及抗滑樁樁身監測孔均發生較大程度的位移，其中4#、9#樁樁頂位移發展至3cm左右，18#樁樁頂位移發展至5cm左右，24#樁樁頂位移快速增大至25cm左右。通過對該邊坡進行多次現場踏勘，發現變形主要集中于B區大樁號及C區段落。B區樁前及樁間土坍塌程度加大(見圖2)；路基邊溝底隆起、路肩開裂；緊急停車帶路面距路肩約80cm處出現一道長約6m的路面縱向裂縫(見圖4)；C區第一階坡面錨索十字面板錨頭及錨索墊墩錨頭均發生開裂等現象(見圖3)。

圖2 B區樁前及樁間土坍塌

圖3 C區錨索十字面板錨頭崩裂

圖4 緊急停車帶路面縱向裂縫

鑒于后期高速運營過程中，仍會受臺風及強降雨天氣影響，若該段落邊坡未及時進行加固處理，滑坡體病害將繼續發展，勢必影響高速公路的運營安全。

2 地質概況

2.1 地形地貌

該段落斜坡位于山坡坡麓上，屬剝蝕低山丘陵地貌區，天然坡度約10°～15°，上陡下緩，山坡上植被較發育，坡體上多為人工種植果樹。

2.2 地質構造

場區已發現發育有三條構造帶。其中構造帶F201A產狀為：75°∠75-85°，寬約 9.0m，長約 3km，為壓性正斷層，K65+000至K65+080左側邊坡處土質塌方主要受該構造帶影響致使土質松散易于崩塌；構造帶F201B產狀為：132°∠75-85°，寬約 1～3m，長約 2km，為壓性正斷層，發育全風化構造巖，砂土狀全風化構造巖，碎塊狀強風化構造巖；構造帶F201C產狀為：138°∠45-75°，寬約1～2m，長約650m，為壓性正斷層，發育全風化構造巖，砂土狀全風化構造巖，碎塊狀強風化構造巖。這三條構造帶的巖層產狀及發育程度對該滑坡區域的變形產生較大影響。

2.3 水文地質條件

場址區發育地下水主要為坡殘積層、風化層孔隙水：分布于沿線坡地，水位埋深受降水影響大，地下水主要沿基巖面起伏地勢自然排泄，雨季水量較豐富，在土石界面等排水隔水層面及連通裂隙面等處可能形成集中排泄通道。根據附近地段水質分析結果，場址區地下水對混凝土不具腐蝕性。

3 病害分析

3.1 氣候影響

根據莆田市氣象局提供的氣象資料，2016年開年以來，當地降雨天數較多，進入4月以后，降雨更加頻繁。2016 年 7～9 月間受“尼伯特”、“莫蘭蒂”及“鲇魚”數個超強臺風影響，當地出現嚴重暴雨災害，降雨量暴增，大量雨水入滲坡體，且無法及時排出，使上覆松散土體迅速飽水軟化，土體自重增加，坡體下滑力大大增加，同時土體抗剪強度降低，抗滑能力減弱。結合監測報告數據來看，每次強降雨過后一段時間，坡體位移均出現明顯增大，隨著降雨減少，坡體位移均呈現下降趨勢甚至停止，故持續的強降雨系滑坡再次發生位移的主要外因之一。同時短時間持續暴雨造成抗滑樁樁前土體發生大面積的淺表層滑塌，樁前抗力喪失大半，導致抗滑樁出現向線路方向的外傾現象。

3.2 地形影響

病害邊坡斜坡位于山坡坡麓上，屬剝蝕低山丘陵地貌區，地形相對較緩，匯水面積較大，易于積水。地形上陡下緩地貌，有利于地表水下滲和地表水、地下水匯集，加之坡體排水措施實施不到位，坡體水不易排出，坡體長期處于富水狀態，對滑坡穩定不利。

3.3 原工程影響

根據檢測報告，抗滑樁樁頭預應力錨索鎖定張拉力不足，尤其是大樁號方向22#～27#抗滑樁，由于第一次施打的原設計上兩孔700kN錨索能夠入巖，故未降噸位進行使用，下排只補打一孔900kN，但監測結果22#樁上右孔錨索鎖定張拉力僅剩29%，24#樁上兩孔錨索僅剩21%及20%，樁頭錨固力不足造成樁頂位移偏大；C區錨固力預應力錨索框架鎖定張拉力為設計值的40%～50%，預應力錨索墊墩鎖定張拉力為設計值的40%～78%。根據現場踏勘情況，現場排水平孔排水率不足，且排水平孔長度不足，坡體排水能力較差，地下水難以排出。

綜上所述，現滑坡體范圍有所增大，其中滑坡后緣基本保持不變，未向后擴展 (監測孔ZK1-4#孔未發現位移)，滑坡左緣擴大至A區，右緣擴大至C區山脊大樁號一側；B區大樁號方向(24#樁左右)可見明顯滑動面向下改造，滑體深度25 m左右，在路肩與緊急停車帶剪出；C區山脊第一階坡腳4 m以上風化層受牽引帶動向下變形滑動；整個滑動區域長度約150m，沿線路方向約200m。

4 治理措施

根據滑坡病害成因的分析，對滑坡提出分區加固治理措施：

(1)A區第一階邊坡擋墻上部平臺坡腳處部分段落打設抗滑樁，抗滑樁為方樁，截面尺寸為：2.0m×3.0m，樁間距8m，要求抗滑樁進入碎塊狀強風化-中風化巖層不小于12m；距樁頂1.75m處設置2孔預應力錨索，孔徑165mm，8束鋼絞線錨索，錨固段長均為12m，單孔設計拉力均為900kN，要求錨索錨固段進入中風化巖層不小于12m；，在坡腳增設長度25m，間距5.0m的平孔排水。

(2)B區第一階邊坡擋墻上部平臺坡腳處部分段落打設抗滑樁，抗滑樁為方樁，截面尺寸為：2.0m×3.0m，樁間距補-B28#～補-B36#樁為 8m，補-B37#～補-B50#為 6m，要求補-B37#～補-B50#抗滑樁進入中風化巖層不小于6m，補-B28#～補-B36#樁進入碎塊狀強風化-中風化巖層不小于12m；距樁頂1.75m處設置2孔預應力錨索，孔徑165mm，8束鋼絞線錨索，錨固段長均為12m，單孔設計拉力均為900kN，要求錨索錨固段進入中風化巖層不小于12m。

(3)C區拆除第二階坡面預應力錨索框架 (不包含預應力錨索墊墩)及錨頭發生崩裂的錨索十字面板，并重新施打錨索十字面板；第一階平臺設置抗滑樁，截面尺寸2m×2.5m，樁間距6m，樁頭伸出平臺6m做成彎頭緊貼樁頭后嵌補C30素砼并設置3孔錨索，錨索孔徑165mm，8束鋼絞線錨索，錨固段長均為12m，設計拉力900kN；要求錨索錨固段進入中風化巖層不小于12m。

除了采取上述加固措施后，在施工及運營中仍繼續對坡體進行穩定性觀測。

圖5 抗滑樁處理設計方案

圖6 新增抗滑樁及樁前土處理大樣圖

5 結語

根據該段落滑坡工程特點，對不同區域采用不同的處理方式，同時加強滑坡處理后及高速運營期間監測。通過處理后的監測數據表明，經過處理后的坡體已處于穩定狀態，滑坡治理達到了預期的效果。