淺談滑坡應(yīng)急搶險工程設(shè)計

馬 柯，高 慧

（中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，湖北 武漢 430000）

0 引言

滑坡是指斜坡上的土體或者巖體，受雨水沖刷、浸泡、地震及人工切坡等因素影響，在重力作用下沿著一定軟弱面或軟弱帶，整體或者分散的順坡向下滑動的自然現(xiàn)象[1]。滑坡是山區(qū)公路施工過程中常見的地質(zhì)災(zāi)害，不僅拖延工期也影響公路的正常運(yùn)行，若不及時治理會造成更大的災(zāi)難，給人民群眾生產(chǎn)、生活甚至生命財產(chǎn)造成極大的影響。

1 工程實(shí)例

1.1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目是一條二級公路，位于湖北省巴東縣境內(nèi)，在施工過程中開挖邊坡，導(dǎo)致坡頂處出現(xiàn)多條裂縫，邊坡坡頂為兩條現(xiàn)有老路，老路為碎石路面，寬度3～4 m，是村民出入的主要通行道路，老路頂上為一戶民宅，由于開挖邊坡后又遇到連續(xù)降雨，導(dǎo)致坡頂一條老路垮塌，而裂縫持續(xù)發(fā)展至民宅門口平臺上，情況十分危險。

如果等勘察隊(duì)伍進(jìn)場踏勘，取樣鉆芯提供土工試驗(yàn)參數(shù)后再提出滑坡治理方案顯然在工期上不允許，若不能及時處理，不僅影響村民日常通行，滑坡再次發(fā)展會造成更大的經(jīng)濟(jì)上的損失甚至是百姓的傷亡。因此需要在踏勘現(xiàn)場后迅速提出該段滑坡治理的方案。

1.2 地質(zhì)概況

根據(jù)原施工圖設(shè)計地勘報告顯示，本段開挖土體為中風(fēng)化灰?guī)r（P1m-q），覆蓋層不到3 m，但是在開挖該段左側(cè)山體后發(fā)現(xiàn)，該段表層覆蓋層為灰?guī)r風(fēng)化殘坡積土粘土，且厚度較厚，尤其是在該段民宅地段，覆蓋層超過10 m，未見基巖出露。

2 滑坡治理設(shè)計原則要求

滑坡體的穩(wěn)定性計算采用極限平衡法中的簡化bishop法[2]，對選擇有代表性的工程地質(zhì)剖面為計算斷面，進(jìn)行穩(wěn)定性分析。根據(jù)規(guī)范要求，最終處理后的邊坡穩(wěn)定性K需大于1.25。

式中：C為滑動面土體粘聚力（kN）；φ為滑動面土體內(nèi)摩擦角（°）；W為滑坡土體自重（kN）；θ為滑動面傾角（°）；b為滑動面長度（m）。

由以上公式分析可以得知，W（滑坡土體自重）可以由原勘察資料中土體重度乘以滑坡體體積求得，θ（滑動面傾角）和b（滑動面長度）可以根據(jù)現(xiàn)場測量情況和滑坡土體的劃分情況畫圖測得。因此在沒有勘察資料的情況下，需要根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行反演，求得兩個未知參數(shù)C（滑動面土體粘聚力）和φ（滑動面土體內(nèi)摩擦角），從而保證處理之后邊坡的穩(wěn)定性。

3 滑坡治理設(shè)計計算

通過對現(xiàn)場主滑動剖面的測量及所有裂縫位置的分析，現(xiàn)場滑坡滑動面共為三條，一條是已垮塌邊坡的滑動面，破裂面為坡頂?shù)谝粭l老路上，剪出口為原設(shè)計第一級邊坡一下1.5 m巖土分界處，；一條是潛在的滑動面，破裂面為上方的民宅前的平臺上，剪出口仍為原設(shè)計第一級邊坡一下1.5 m巖土分界處；另一條也是潛在滑動面，破裂面為邊坡上方第二條老路上，剪出口仍為原設(shè)計第一級邊坡一下1.5 m巖土分界處，見圖1。

圖1 滑坡治理示意圖

對這三處滑面分別進(jìn)行條分后，列式進(jìn)行穩(wěn)定性計算，已垮塌下滑體和潛在滑動的下滑體的安全系數(shù)K1、K2和K3，由于已垮塌土體下滑，而坡頂只是裂縫而未出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象，則所求得K1應(yīng)小于1，K2和K3應(yīng)趨近與1。

對于三條滑動面進(jìn)行分析，可以得出三組C和tanφ值的曲線，繪出三條曲線，見圖2。

圖2 C-tanφ曲線圖

由圖2可以看出，三條曲線相交于C=13～15KPa，φ=21°～23°，因此對于現(xiàn)場土體的參數(shù)取值C=14 kPa、φ=22°作為清方后穩(wěn)定性計算的參數(shù)。

4 滑坡治理設(shè)計[3]

4.1 改移道路

由于已對現(xiàn)場房屋進(jìn)行拆遷，增大征地范圍，因此將原邊坡上方第二條老路向山上平移至潛在滑動面外側(cè)，根據(jù)現(xiàn)有地形順接原老路，以保證邊坡穩(wěn)定。

4.2 清方

本次對該段滑坡第二級邊坡進(jìn)行清方處理，保留原設(shè)計邊坡平臺，坡率按1∶1.5，坡頂至老路高程。

根據(jù)清方后斷面進(jìn)行穩(wěn)定性分析，見圖3。

圖3 清方后斷面穩(wěn)定性分析示意圖

經(jīng)計算，已垮塌段邊坡穩(wěn)定性系數(shù)K=1.292，大于《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTG D30—2015）中二級公路路塹邊坡穩(wěn)定性要求的1.25，因此可以不進(jìn)行邊坡治理設(shè)計。

4.3 掛網(wǎng)噴混防護(hù)

本項(xiàng)目對于邊坡處理采用錨桿掛網(wǎng)噴混凝土坡面防護(hù)設(shè)計，主要起防治邊坡巖石破碎松散、極易風(fēng)化剝的固土作用，對坡面進(jìn)行封面，防止雨水滲入坡體，軟化巖體。

對于已垮塌段，由于潛在滑動面仍穿過清方后邊坡，為保證路基穩(wěn)定，錨桿需打穿滑動面進(jìn)入穩(wěn)定土體。經(jīng)過計算，該段錨桿需設(shè)置長度10 m時方可打穿滑動面。其余段落錨桿長度采用5 m。

4.4 邊坡清方開挖施工

按設(shè)計坡率開挖邊坡，采用自上而下、分段跳槽開挖、開挖一級、支護(hù)一級的逆作法信息化施工。同時需及時作好施工地質(zhì)編錄工作。

開挖邊坡施工工藝：施工準(zhǔn)備→測量放樣→開挖施工→修整邊坡。

清方開挖之前，應(yīng)做好坡頂截水溝，確保雨季排水通暢。

4.5 掛網(wǎng)噴混

（1）施工中按照如下順序進(jìn)行：清理邊坡－設(shè)置錨桿孔－清孔－放入錨桿－加壓－（0.4～0.8 MPa）注漿－掛網(wǎng)－噴混凝土。

（2）在孔內(nèi)砂漿充分凝固后掛網(wǎng)，骨架筋與錨桿間應(yīng)逐點(diǎn)彎折綁扎，每段噴層內(nèi)鐵絲網(wǎng)連續(xù)配置；縱向?qū)又g的豎筋用對鉤連接，豎筋與橫筋之間用鐵絲固定；坡面上下段鐵絲網(wǎng)搭接長度大于30 cm且焊接。噴射混凝土分兩層施工，每層厚5cm。

（3）噴混凝土層每間隔15 m設(shè)一縱向伸縮縫，伸縮縫寬20 mm，內(nèi)填瀝青防水材料。

（4）邊坡中設(shè)置排水孔（內(nèi)置φ50軟式透水管）排除邊坡地下水，排水孔底部用透水土工布包扎，泄水孔長度為3 m。邊坡噴混凝土?xí)r對其出口遮擋以防堵塞。

（5）錨桿間距為3 m，錨桿距坡頂和坡底的距離可根據(jù)坡長適當(dāng)調(diào)整，但不應(yīng)大于2 m。

（6）水泥為32.5級普通硅酸鹽水泥，含泥量小于3%的中粗砂，配合比（水泥：砂：石=1∶2∶0.3）。

5 結(jié)語

本文結(jié)合某山區(qū)在建公路的滑坡應(yīng)急搶險工程實(shí)例，對主要結(jié)論如下：

（1）滑坡應(yīng)急搶險工程往往來不及等對現(xiàn)場進(jìn)行勘察后根據(jù)勘察資料進(jìn)行設(shè)計，可以采用通過對現(xiàn)場測量地形及裂縫情況，列式反演出滑動土體的C和φ值，從而作為邊坡治理設(shè)計的依據(jù)。

（2）本文在分析和研究該工程滑坡災(zāi)害體的分布特征、穩(wěn)定狀態(tài)、滑坡體的變形破壞模式及其變形破壞過程背景的基礎(chǔ)上,通過反演的參數(shù)進(jìn)行計算，有針性地提出對滑坡體的應(yīng)急治理工程措施,并對治理工程進(jìn)行了施工圖設(shè)計。