順層牽引式路塹滑坡綜合整治方案

李 帥， 王玉蘭， 朱 琦， 張 偉

(山東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，濟(jì)南 250031)

滑坡會(huì)影響在建及運(yùn)營(yíng)高速公路的安全，給國民經(jīng)濟(jì)和生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。治理措施也呈現(xiàn)多樣性，如錨索格梁護(hù)坡、抗滑樁、抗滑擋土墻等，視滑坡類型、成因、地質(zhì)情況等采用不同的整治措施[1-3]。

目前，研究人員對(duì)高速公路滑坡進(jìn)行了相關(guān)研究。張釗瑞等[4]對(duì)湘西某新建高速公路滑坡進(jìn)行勘察和失穩(wěn)機(jī)制分析基礎(chǔ)上，利用參數(shù)反演和穩(wěn)定分析，決定采用預(yù)應(yīng)力錨索樁相結(jié)合進(jìn)行綜合整治。張燕清[5]針對(duì)永寧高速公路K106滑坡的病害進(jìn)行整治，完工后并進(jìn)行深孔位移監(jiān)測(cè)，結(jié)果滑坡趨于穩(wěn)定。楊代順等[6]對(duì)蒲陽至虹口新建公路K23+400～K23+510段滑坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析，并提出整治措施。韓志懷[7]分析了合蕪高速公路某段山體滑坡形成的內(nèi)部和外部條件，提出預(yù)應(yīng)力錨索為主的綜合治理方案，實(shí)踐證明效果很好。陳勃志等[8]對(duì)廣梧高速K123段路塹滑坡進(jìn)行分析及穩(wěn)定性計(jì)算，并提出整治方案。鄒團(tuán)結(jié)[9]針對(duì)衡棗高速某大型滑坡的成因，提出錨桿加抗滑樁為主的綜合整治方案。劉國民等[10]對(duì)長(zhǎng)沙國道繞城高速某牽引式滑坡的成因，提出了排水抗滑等整治措施。祝珣[11]針對(duì)陜北某黃土特高挖方邊坡垮塌原因進(jìn)行分析并提出綜合整治措施。楊天軍[12]針對(duì)川藏公路102道班滑坡災(zāi)害提出了5個(gè)方面的綜合整治方案，并對(duì)方案進(jìn)行了比選和評(píng)價(jià)。上述研究結(jié)果表明高速公路滑坡的綜合整治措施不盡相同，且針對(duì)順層牽引式路塹滑坡的綜合整治案例經(jīng)驗(yàn)相關(guān)報(bào)道較少。

選取龍懷高速K167順層煤系地層邊坡滑坡進(jìn)行研究，對(duì)滑坡的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、形成機(jī)理、邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析，提出綜合治理方案。對(duì)施工后變形沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)，驗(yàn)證本文提出的綜合治理方案的可行性，以期為類似路塹邊坡滑坡的綜合治理提供參考。

圖1 滑坡及原設(shè)計(jì)示意圖Fig.1 The landslide and sketch of design

1 工程概況

1.1 地形地貌

場(chǎng)區(qū)地勢(shì)起伏較大，屬構(gòu)造侵蝕、剝蝕中低山地貌單元，地表植被茂盛。場(chǎng)地地形整體北高、南低，滑坡段山體高程為122.53～198.58 m，相對(duì)高差20.0～76.0 m，山體自然坡度較緩，山體坡向呈北東向，坡角20°～35°，總體地形為下陡、中緩上陡，邊坡中部有一大型沖溝，山脊與沖溝相間分布，對(duì)滑坡的形成有利，線路走向259°，邊坡平面示意圖如圖1所示。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，巖體破碎，巖層產(chǎn)狀變化大、褶曲多，構(gòu)造裂隙發(fā)育，巖體完整程度差，局部見揉皺擠壓現(xiàn)象。坡體范圍內(nèi)巖層起伏較大，巖層產(chǎn)狀相對(duì)較穩(wěn)定，主要巖層產(chǎn)狀有：109°∠28°，線路走向259°泥質(zhì)砂巖多呈碎塊狀，其巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育。

1.3 地層巖性

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘查及鉆孔情況，地層由上及下為：①粉質(zhì)黏土：棕褐色，可塑，切面稍粗糙，稍有光澤，黏性一般，韌性中等，可搓條；②全風(fēng)化泥巖：黃褐色，濕，風(fēng)化劇烈，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造基本破壞，遇水易軟化，夾全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖薄層；③全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖：棕褐色、棕紅色及灰綠色，風(fēng)化劇烈，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造基本破壞，極易軟化、崩解，局部夾含高嶺石泥巖薄層，風(fēng)化不均，夾較多強(qiáng)風(fēng)化碎塊，滲水能力強(qiáng)；④強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖：棕褐色、青灰黑色，泥砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，主要成分為石英及長(zhǎng)石，風(fēng)化強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙發(fā)育；⑤全風(fēng)化炭質(zhì)頁巖：灰黑色，主要成分為黏土礦物，含有機(jī)質(zhì)，風(fēng)化劇烈，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造基本破壞，極易軟化、崩解；⑥強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)頁巖：深黑色，主要成分為黏土礦物，含有機(jī)質(zhì)，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，風(fēng)化很強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙很發(fā)育，風(fēng)化不均，夾中風(fēng)化薄層，易軟化；⑦中風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r：深灰色夾灰白色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，主要成分為方解石，含有機(jī)質(zhì)，風(fēng)化程度稍強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖性不均，局部夾中風(fēng)化砂巖薄層。

1.4 氣象水文條件

地表水主要為大氣降水，粵北山區(qū)每年3～7月為雨季，持續(xù)降雨，7～9月易受臺(tái)風(fēng)暴雨侵襲影響。

1.5 原邊坡設(shè)計(jì)及變形情況

龍懷高速公路K167路塹邊坡原設(shè)計(jì)四級(jí)邊坡，如圖1所示。邊坡自然坡度較緩，坡角20°～35°。坡體范圍內(nèi)巖層起伏較大，巖層產(chǎn)狀相對(duì)較穩(wěn)定。其中，一、二級(jí)、三級(jí)邊坡采用錨桿格梁護(hù)坡，四級(jí)邊坡采用CF網(wǎng)植草護(hù)坡。路塹第二級(jí)邊坡開挖并施加錨桿格梁后，持續(xù)降雨導(dǎo)致其開裂滑塌，第三、四級(jí)邊坡平臺(tái)出現(xiàn)貫通裂縫及下沉。采用如下措施：暫停第一級(jí)邊坡開挖，回填反壓護(hù)道至一級(jí)邊坡頂，根據(jù)深孔監(jiān)測(cè)資料確定的滑面在第二、三級(jí)邊坡錨桿格梁內(nèi)增加三排十字錨索框梁護(hù)坡。隨著持續(xù)降雨，錨索孔多次注漿均未能注滿、注漿量很大，第三、四級(jí)邊坡及平臺(tái)裂縫繼續(xù)擴(kuò)大，將大部分錨桿格梁拉裂。圖2所示為格梁斷裂。

圖2 格梁斷裂Fig.2 The lattice beam breaking

圖3 邊坡平臺(tái)下錯(cuò)Fig.3 The slope platform falling

邊坡塹頂后緣出現(xiàn)拉張裂縫寬約0.4 m、截水溝拉斷、坡面兩側(cè)沿格梁剪切破壞點(diǎn)呈斷續(xù)貫通的圓弧狀滑坡周界，周界內(nèi)二三級(jí)平臺(tái)下錯(cuò)、沉陷達(dá)1 m，如圖3所示。平臺(tái)水溝推移、扭曲，邊坡前緣滲水，坡面羽狀裂縫發(fā)育，邊坡坡腳處路面被擠壓，地面隆起開裂，形成滑坡的反翹鼓包，坡腳長(zhǎng)期滲水，最終形成了滑坡，導(dǎo)致施工的錨桿錨索拉斷剪出。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際圈定滑坡形態(tài)總體呈近似弧形，東西長(zhǎng)約240 m，南北寬約40 m，邊坡塌方(裂縫)總平面面積約為9 600 m2，滑體厚度8～20 m，平均厚約9.0 m，經(jīng)過估算分析滑坡范圍內(nèi)滑動(dòng)土體方量約為8.64×104m3，按照《公路工程地質(zhì)勘查規(guī)范》(JTG C20—2011)的分類標(biāo)準(zhǔn)，該滑坡為中層中型牽引式順層滑坡。

2 滑坡成因分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及分析，造成該滑坡的主要原因?yàn)椋捍髿饨邓暗叵滤疂B入坡體內(nèi)，造成坡體內(nèi)部水位升高，巖土體重度增加，下部全風(fēng)化炭質(zhì)頁巖(劣質(zhì)煤層)滲水性相對(duì)較差，造成巖土體內(nèi)部的水不能及時(shí)排走，坡體易沿著全風(fēng)化炭質(zhì)頁巖(煤系地層)層面的軟弱帶發(fā)生滑動(dòng)破壞。除了前述的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水文條件外，根據(jù)勘察成果及施工過程中遇到的特殊情況還有以下誘因也至關(guān)重要。

2.1 場(chǎng)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造

本處滑坡于廣東省中北部，途徑北東向仁化-英德-三水褶斷構(gòu)造帶，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)繪成果，受構(gòu)造作用影響明顯，場(chǎng)區(qū)內(nèi)在晚近期地殼運(yùn)動(dòng)仍然十分頻繁，且較為強(qiáng)烈。其運(yùn)動(dòng)形式以不均勻上升運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行，在上升的同時(shí)，顯露出地殼的不穩(wěn)定性，具有多級(jí)地形且變異顯著、活動(dòng)斷裂標(biāo)志明顯且呈復(fù)活性的特征。

2.2 場(chǎng)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造

滑體為全、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，受褶皺構(gòu)造影響，巖石破碎、卸荷裂隙發(fā)育，錨索鉆進(jìn)時(shí)常常會(huì)出現(xiàn)坍孔、串風(fēng)、漏風(fēng)、卡鉆、掉鉆，以及注漿量極大、注漿壓力不穩(wěn)等問題，如圖4所示。現(xiàn)場(chǎng)采用固壁灌漿和用套管加偏心鉆頭鉆孔的方法解決。邊坡在卸載第三級(jí)邊坡時(shí)開挖出水泥漿液與破碎巖體的結(jié)合體亦能說明巖體破碎。

圖4 巖體破碎、注漿量極大等現(xiàn)象Fig.4 The serious rock fragmentation and grouting

2.3 全風(fēng)化炭質(zhì)頁巖滑帶貫通

所述滑坡位于褶皺構(gòu)造區(qū)內(nèi)，構(gòu)造作用及巖層間擠壓錯(cuò)動(dòng)強(qiáng)烈，巖體中的原生軟弱夾層和構(gòu)造作用形成的破碎巖體一起組成抗風(fēng)化能力極差的薄弱帶，地表水經(jīng)土體孔隙、巖層裂隙下滲，邊坡土層長(zhǎng)期處于飽和狀態(tài)，使粉質(zhì)黏土和全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖與中、強(qiáng)風(fēng)化的接觸帶長(zhǎng)期處于過濕軟塑狀態(tài)，形成一軟弱結(jié)構(gòu)面，該狀態(tài)下c(黏聚力)、φ(內(nèi)摩擦角)持續(xù)降低，發(fā)展為貫穿的軟弱夾層甚至泥化夾層，最終貫穿形成一個(gè)連續(xù)的潛在危險(xiǎn)面。邊坡在實(shí)施第二級(jí)邊坡錨索鉆進(jìn)13～16 m時(shí)出現(xiàn)全風(fēng)化炭質(zhì)頁巖泥化層，與地質(zhì)鉆孔剖面基本吻合，如圖5所示。

圖5 泥化現(xiàn)象Fig.5 Phenomenon of mudding

2.4 中風(fēng)化隔水層滑床

深層潛在滑動(dòng)面位于全風(fēng)化炭質(zhì)頁巖與強(qiáng)-中風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r接觸面，該部位強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖節(jié)理裂隙很發(fā)育，降雨經(jīng)上層礫粉質(zhì)黏土下滲和裂隙到達(dá)接觸面，使得接觸帶中的親水礦物產(chǎn)生溶解、軟化，下部中風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r透水性差，相當(dāng)于隔水層，使上部巖土體常年處于飽和狀態(tài)，降低了巖土體的抗剪強(qiáng)度，同時(shí)，連續(xù)降雨使滑體容重增大，下滑力也增大，其巖土體處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。

2.5 工程因素

由于開挖路塹，坡腳處抗滑段刷去土方，減小抗滑力，邊坡變陡、形成臨空面，破壞了土體內(nèi)部應(yīng)力平衡狀態(tài)，路塹開挖是誘發(fā)古滑坡復(fù)活的因素之一[13]。

綜上所述，該滑坡是因邊坡開挖形成臨空面，坡腳應(yīng)力集中造成的，同時(shí)表層全、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖巖體破碎、裂隙發(fā)育為雨水入滲通道，滑床強(qiáng)-中風(fēng)化炭質(zhì)灰、頁巖為隔水層，在強(qiáng)降雨情況下，增加了邊坡土體的重度，并且在強(qiáng)-中風(fēng)化頂面大量聚集，致使全風(fēng)化炭質(zhì)頁巖層發(fā)展為貫穿的軟弱夾層甚至泥化夾層，坡體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)不斷降低，進(jìn)而在不斷增大的下滑力作用下產(chǎn)生滑動(dòng)。定性判斷滑坡失穩(wěn)模式為基于坡腳開挖-滑體巖體破碎-全風(fēng)化炭質(zhì)頁巖滑帶貫通-灰?guī)r頂面的順層牽引式路塹滑坡。

3 滑坡機(jī)制及穩(wěn)定性分析

3.1 滑動(dòng)面的分析確定

3.1.1 淺層滑動(dòng)面

第二次變更時(shí)一級(jí)邊坡中部出現(xiàn)明顯的剪切面，剪切口附近可以見到含有劣質(zhì)煤層的全風(fēng)化炭質(zhì)頁巖及含有泥化軟弱夾層的全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖被明顯擠出，如圖6所示。

圖6 淺層滑面剪切口Fig.6 The shear port of shallow sliding surface

塹頂裂縫發(fā)育，呈近似圓弧狀，原設(shè)計(jì)布設(shè)的深孔位移監(jiān)測(cè)位移拐點(diǎn)明顯，如圖7所示。從圖7中可以看出，二級(jí)平臺(tái)頂以下9 m處、三級(jí)邊坡平臺(tái)以下13 m均出現(xiàn)滑動(dòng)，并且二級(jí)平臺(tái)處測(cè)斜孔發(fā)生剪斷破壞，這與一級(jí)邊坡坡腳垮塌失穩(wěn)臨空是有關(guān)系的。

以上構(gòu)成此滑坡的淺層滑動(dòng)面，滑面外緣裂縫呈弧形，包圍滑坡體。

圖7 二級(jí)三級(jí)平臺(tái)測(cè)斜孔位移變化圖Fig.7 Displacement of oblique hole on grade level 2,level 3 platform

3.1.2 深層滑動(dòng)面

淺層滑動(dòng)發(fā)生后立即組織施工單位對(duì)坡腳填土反壓，反壓高度為8 m、寬為10 m。經(jīng)驗(yàn)算后在已經(jīng)實(shí)施完畢的二、三級(jí)邊坡錨桿格梁內(nèi)補(bǔ)強(qiáng)施加十字型錨索加固邊坡，實(shí)施過程中，遭遇持續(xù)強(qiáng)降雨，塹頂出現(xiàn)新增裂縫，且裂縫發(fā)育極快，沿山脊線延伸至沖溝頂部，但未跨越?jīng)_溝，塹頂裂縫方向與北東向30°構(gòu)造垂直，如圖8所示。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，因?qū)嵤┓磯鹤o(hù)道，目前只顯示垂直路線方向的滑動(dòng)，判定新增裂縫為沿塹頂平緩臺(tái)地應(yīng)力集中形成的張拉裂縫。因此選取塹頂平緩臺(tái)地上升處為后緣張拉裂縫，剪切口位于坡腳軟弱層，深層滑動(dòng)面位于全-強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)頁巖與下伏強(qiáng)-中風(fēng)化頁巖的分界面，滑帶土為全風(fēng)化炭質(zhì)頁巖。

圖8 后緣牽引裂縫Fig.8 Traction crack at the trailing edge

3.2 穩(wěn)定性分析計(jì)算方法

計(jì)算采用加拿大巖土分析軟件GEO-Studio中SLOPE/W模塊Morgenstern-Price法[14-15]。根據(jù)地質(zhì)資料，邊坡滑動(dòng)穩(wěn)定性分析計(jì)算選用K167+478斷面為計(jì)算斷面。該滑坡破壞形式分兩種，一是淺層滑動(dòng)面，沿全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖與強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖接觸面附近滑動(dòng)，滑面呈三段折線型；二是深層潛在滑動(dòng)面，沿全風(fēng)化炭質(zhì)頁巖與強(qiáng)-中風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r接觸面附近滑動(dòng)，滑面呈三段折線型。

3.2.1 計(jì)算工況及計(jì)算參數(shù)的確定

根據(jù)路基規(guī)范要求，邊坡穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮天然狀態(tài)工況、暴雨?duì)顟B(tài)工況及地震荷載作用下的工況。該區(qū)域地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)為0.05g，因此不考慮地震荷載作用，場(chǎng)區(qū)降雨量充沛，按暴雨?duì)顟B(tài)考慮。

受取樣代表性、取樣試驗(yàn)條件的限制，滑帶土室內(nèi)土工試驗(yàn)參數(shù)數(shù)據(jù)與實(shí)際存在一定偏差，本次計(jì)算以反算參數(shù)為主。依據(jù)該滑坡當(dāng)前滑體與滑面的變形活動(dòng)特點(diǎn)，分析評(píng)價(jià)各可能滑體與滑面的穩(wěn)定系數(shù)，其穩(wěn)定程度分析計(jì)算成果表1所示，指標(biāo)反算參數(shù)表2所示。對(duì)于淺層滑坡：變形破壞嚴(yán)重，后緣與側(cè)界裂縫及前緣剪切口清晰。對(duì)于深層滑坡：側(cè)界與后緣裂縫連續(xù)可見，炭質(zhì)頁巖滑帶土貫通。

表1 滑坡穩(wěn)定程度分析計(jì)算成果Table 1 Results of landslide stability analysis

表2 指標(biāo)反算參數(shù)Table 2 Parameters of index inverse calculation

3.2.2 計(jì)算模型及計(jì)算結(jié)果

Geo-Slope/W邊坡計(jì)算模型如圖9所示，按照深層滑面剩余下滑力計(jì)算結(jié)果如表3所示。

圖9 深層滑面 Geo-Slope/W邊坡計(jì)算模型Fig.9 Geo-Slope/W slope calculation model of deep sliding surface

以潛在深層滑動(dòng)面作為設(shè)計(jì)治理措施的控制滑面，邊坡沿深層潛在滑面(全風(fēng)化炭質(zhì)頁巖軟弱層)滑動(dòng)的穩(wěn)定安全系數(shù)Fs=1.2時(shí)剩余下滑力F=2 100 kN。采用反算參數(shù)指標(biāo)計(jì)算K167+496斷面按照適當(dāng)卸載加固方案安全系數(shù)達(dá)到路基規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)1.2時(shí)剩余下滑力為960 kN/m，需提供960 kN/m抗力才能保證邊坡穩(wěn)定，為保證線路正常通車需對(duì)該處滑坡進(jìn)行加固處理。

表3 穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果Table 3 Stability calculation results

4 整治措施的優(yōu)化及安全性評(píng)價(jià)

4.1 整治方案比選

經(jīng)過對(duì)該邊坡治理的綜合考慮，提出了三種整治方案：大卸載方案、微型樁方案、抗滑樁方案。抗滑樁和微型樁兩種方案均能達(dá)到對(duì)邊坡加固的良好效果同時(shí)均符合規(guī)范的要求。

滑坡所處區(qū)域征拆困難，多次因征拆事項(xiàng)阻路，施工滯后，大卸載方案因征用林地較多，協(xié)調(diào)難度較大，難以滿足年底通車的需要。再者大卸載方案按照設(shè)計(jì)方案刷坡后會(huì)牽引后緣形成新的滑坡體，下滑力較大，治理難度不低，所以不采用大卸載方案。

微型樁施工所需要的施工場(chǎng)地較小，一般平面尺寸為0.6 m×1.8 m，凈空高度為2.1～2.7 m即可施工。但是微型樁主要依靠壓力注漿使微型樁與地基土緊密結(jié)合，樁和土結(jié)為一體，但是注漿工藝較難控制，常常難以達(dá)到預(yù)期加固效果。

因主滑區(qū)域全風(fēng)化炭質(zhì)頁巖滑帶土全部貫通，從深孔監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)看，滑面位于坡面以下16 m，滑面較深，經(jīng)計(jì)算下滑力較大，適當(dāng)卸載后下滑力達(dá)960 kN，抗滑樁能一勞永逸治理滑坡，采用旋挖鉆機(jī)施工進(jìn)尺效率高，能極大縮短工期，樁質(zhì)量能得到保證。

綜上所述，推薦采用挖鉆機(jī)施工抗滑樁加固方案。

圖10 滑坡處置典型橫斷面圖Fig.10 Typical cross-sectional view of landslide treament

4.2 整治方案設(shè)計(jì)及實(shí)施

4.2.1 坡面加固設(shè)計(jì)

一級(jí)邊坡坡高為8 m，坡率為1∶1，取消原設(shè)計(jì)未實(shí)施坡面錨桿格梁防護(hù)，采用M7.5漿砌片石護(hù)坡，坡腳增設(shè)重力式抗滑擋土墻固腳。

二級(jí)邊坡坡高為8 m，坡率為1∶1，坡面采用三排五束錨索框架梁+5～6 cm掛網(wǎng)客土噴播防護(hù)。在實(shí)施鉆進(jìn)過程中，出現(xiàn)楔形體滑坡，裂縫距離二級(jí)邊坡頂外約8 m位置，縱向長(zhǎng)約25 m，這是因?yàn)檫吰铝严栋l(fā)育，土體松散造成。為避免裂縫牽引影響三、四級(jí)邊坡，在距裂縫外邊緣50 cm處設(shè)置三排豎向微型樁應(yīng)急處置，微型樁頂設(shè)置系梁，樁頭設(shè)置錨索，采用二次劈裂注漿；在裂縫位置采用三排φ48 mmPVC袖閥管壓密注漿，注漿采用M30水泥漿，注漿材料采用42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為1∶1。微型樁及壓密注漿均穿越全風(fēng)化炭質(zhì)頁巖泥化層，提高滑體及滑帶土的抗剪強(qiáng)度。

三級(jí)邊坡坡高為8 m，坡率為1∶1.25，坡面采用3排錨桿格梁+5～6 cm掛網(wǎng)客土噴播防護(hù)。三級(jí)邊坡平臺(tái)寬度為15 m，為防止平臺(tái)積水，平臺(tái)設(shè)置坡率為1∶10的緩坡，中部設(shè)排水溝，內(nèi)側(cè)設(shè)截水溝，平臺(tái)采用10 cm厚C15混凝土封閉。

四級(jí)邊坡坡率為1∶1.5，坡面采用4排錨桿格梁+5～6 cm掛網(wǎng)客土噴播防護(hù)。滑坡處置典型橫斷面如圖10所示。

4.2.2 抗滑樁設(shè)計(jì)

在一級(jí)邊坡頂平臺(tái)布設(shè)一排直徑為2 m的抗滑樁，考慮土拱效應(yīng)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，樁中心間距為4 m，抗滑樁樁頭設(shè)置5束φ15.24 mm錨索，樁頂設(shè)系梁，樁頂系梁尺寸為1.2 m×2.0 m，采用旋挖鉆機(jī)施工，樁身材料采用C30混凝土。因抗滑樁截面為圓形，將圓形截面樁按照等效剛度原則換算成等效矩形截面樁進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010—2010)，圓形斷面的等效矩形寬度為a=1.76r(r為圓形截面半徑)，有效高度h0=1.6r。故直徑為2.0 m時(shí)，計(jì)算可知a=1.76 m，h0=1.6 m。據(jù)此將φ2 000 mm直徑的圓形斷面等效為1.76 m×1.6 m的矩形斷面進(jìn)行配筋計(jì)算。

配筋：抗滑樁背側(cè)(靠滑坡側(cè))縱向受力主筋采用直徑32 mm的HRB400螺紋鋼筋，箍筋采用直徑25 mm的HRB400螺紋鋼筋，間距為20 cm，布設(shè)兩排，排距為20 cm。抗滑樁配筋構(gòu)造如圖11所示。

圖11 抗滑樁鋼筋構(gòu)造Fig.11 Reinforcement structure of anti-slide pile

冠梁：為加強(qiáng)抗滑樁工作的整體性，每3～4根之間采用冠梁連接組成一聯(lián)，系梁斷面尺寸為2.0 m(寬)×1.2 m(高)，采用C30現(xiàn)澆鋼筋混凝土。全部抗滑樁共分成七聯(lián)，各聯(lián)之間設(shè)伸縮縫。如圖12所示。

圖12 系梁鋼筋構(gòu)造圖Fig.12 Structure of tied beam steel bar

4.2.3 錨桿、錨索設(shè)計(jì)

錨桿鉆孔直徑為130 mm，錨桿采用φ32 mm的HRB400鋼筋。錨桿長(zhǎng)為11.5 m，設(shè)計(jì)抗拔力為100 kN。采用一次注漿，灌注強(qiáng)度為M30的水泥漿，注漿壓力不小于0.6 MPa。錨桿格梁截面尺寸0.3 m×0.3 m，采用C25砼澆筑，每片錨桿的橫梁和錨索的橫梁長(zhǎng)為6 m，施工時(shí)橫梁間設(shè)置伸縮縫。

預(yù)應(yīng)力錨索鉆孔直徑為150 mm，錨索體采用5束φ15.24 mm，標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度為1 860 MPa的高強(qiáng)度低松弛的普通預(yù)應(yīng)力鋼絞線編制。錨固段長(zhǎng)為8 m，深入中風(fēng)化基巖，錨索設(shè)計(jì)張拉力為500 kN，鎖定拉力為550 kN。采用二次劈裂注漿，灌注強(qiáng)度為M30的水泥漿，注漿壓力不小于2.0 MPa。錨索框梁截面尺寸0.4 m×0.4 m，采用C25混凝土澆筑，每片錨桿的橫梁和錨索的橫梁長(zhǎng)為6 m，施工時(shí)橫梁間設(shè)置伸縮縫。

4.2.4 排水設(shè)計(jì)

水是影響邊坡穩(wěn)定的主要因素之一，許多高邊坡滑塌不穩(wěn)定事故大都是由水所引發(fā)，因而排水防水成為加固邊坡的一種措施。一級(jí)邊坡坡腳設(shè)置邊溝，邊坡下部設(shè)置碎石滲溝，每級(jí)邊坡平臺(tái)均設(shè)置平臺(tái)截水溝，塹頂開口線5 m外設(shè)置塹頂截水溝，采用C20預(yù)制塊砌筑。一級(jí)坡坡腳、三、四級(jí)坡坡腳分別設(shè)置一排斜孔排水，孔徑φ130 mm，間距為10 m，孔深按照穿過全風(fēng)化炭質(zhì)頁巖泥化層為終孔原則。排水孔填充硬塑透水管(φ110 mm)，內(nèi)端頭用2層無紡布包裹。

4.3 整治后安全性評(píng)價(jià)

采用預(yù)應(yīng)力錨索框架梁對(duì)滑坡進(jìn)行治理，治理后的滑坡穩(wěn)定性系數(shù)提高到1.20(深層滑面)，滿足《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D30—2015)的一般規(guī)定，治理后的滑坡經(jīng)過兩個(gè)雨季，深孔測(cè)斜數(shù)據(jù)無異常，處于穩(wěn)定狀態(tài)，治理后的效果如圖13所示。

5 結(jié)論

結(jié)合本處滑坡治理過程中的一些現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，提出以下建議。

(1)該滑坡是基于區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造揉皺擠壓、滑體巖體破碎、滑帶土全風(fēng)化炭質(zhì)頁巖泥化、滑床強(qiáng)-中風(fēng)化炭質(zhì)頁巖隔水層、路塹開挖坡腳等因素。

(2)全風(fēng)化炭質(zhì)頁巖地層邊坡處于長(zhǎng)期蠕動(dòng)變形階段，滑面宜結(jié)合深孔測(cè)斜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)擬定，并綜合考慮地層巖性等綜合考慮確定，以潛在深層滑動(dòng)面作為設(shè)計(jì)治理措施的控制滑面。實(shí)踐證明深孔測(cè)斜能較準(zhǔn)確的判定滑面位置，可作為煤系地層邊坡滑面選取的控制因素。

(3)邊坡滑塌后建議盡快實(shí)施反壓等應(yīng)急措施，可有效抑制滑塌體繼續(xù)發(fā)展，節(jié)省工程數(shù)量和投資。

(4)全風(fēng)化炭質(zhì)頁巖地層親水性強(qiáng)，遇水軟化，經(jīng)過多次降雨過程干濕交替后，強(qiáng)度下降較快，滑帶土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)宜以反算為主，抗剪強(qiáng)度指標(biāo)反算是基于對(duì)現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定程度評(píng)估的基礎(chǔ)上，抗剪強(qiáng)度指標(biāo)取值范圍為：黏聚力10～14 kPa，內(nèi)摩擦角10°～15°較為合理，可作為類似滑坡整治的參考指標(biāo)。

(5)采用GEO-Studio邊坡穩(wěn)定性模塊SLOPE/W極限平衡法進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，并采用適當(dāng)卸載+抗滑樁+錨索框架梁整治方案，輔以排水措施治理該滑坡，處置完深孔監(jiān)測(cè)無異常，證明該措施處置滑坡可行有效。