淺談G4216仁沐新高速公路K78+380—K78+715順層邊坡滑坡與處治方案

孫建華

（四川仁沐高速公路有限責任公司，四川 成都 610047）

0 引言

隨著社會經濟的發展，我國廣袤的山區成了高速公路建設的主戰場，而山區中各種逆坡向、順坡向層狀巖體分布廣泛，尤其是順坡向層狀巖體的穩定性較差，對高速公路施工與營運安全產生非常不利的影響。因此，加強順層邊坡滑坡分析與處治方法研究，具有重要的意義。

1 順層邊坡滑坡的危害性

山區公路施工邊坡，尤其是高邊坡，如果存在抗剪強度低的軟弱結構面，在施工擾動的情況下，極易導致大量順層滑坡的產生。當邊坡產生滑動時，可能會沿著軟弱結構面持續滑動，最終造成邊坡失穩、水土流失、工期延誤，甚至威脅到人民群眾的生命財產安全。一旦順層巖質邊坡失穩，就需要花費大量資金進行滑坡處治，嚴重影響項目推進。

導致順層滑坡的內因有地層巖性、地質構造、力學地質參數等；外因有降雨、風化、地震以及人類活動等[1]。因此，在山區公路建設時，必須重視巖質邊坡的順層穩定性問題，針對順層邊坡滑坡采取有效的處治措施，保證公路圓滿完工且后期安全可靠營運。

本文以G4216仁沐新高速公路K78+380—K78+715順層邊坡滑坡為例展開分析。

2 K78+380—K78+715順層邊坡滑坡特征與成因

2.1 原設計概況

四川仁沐新高速公路項目K78+380—K78+715段左側邊坡初步設計為高邊坡，最大邊坡開挖高度約31.5 m，采用壓力注漿錨桿框架梁防護。初勘對與之相鄰的K78+500—K78+800段右側的高邊坡（最大高度約為43.7 m）按工點進行勘察，其結論為：基巖為逆向坡，對開挖邊坡的穩定性有利，邊坡整體穩定。左側路塹邊坡巖層傾向坡外，雖為順層，但傾角僅為8°，邊坡整體穩定。

施工圖詳勘階段，K78+380—K78+715段共布設3個鉆孔及2個坑探，施工圖階段地勘資料對該段順層邊坡的描述為：以高邊坡形式通過該段斜坡，最大開挖高度約37.5 m，邊坡開挖主要在侏羅系中統沙溪廟組（J2s）強風化泥巖、中風化泥巖、強風化砂巖、中風化砂巖中進行，屬基巖邊坡。該邊坡巖層產狀為320°∠10°，路線開挖處邊坡坡面傾向為252°，路線開挖邊坡為順向坡，傾角小于坡角，屬于相對不穩定結構；另外，巖體中存在兩組剪節理及一組層理，這些節理及層理的切割會在巖體中形成各種不同組合體。邊坡現狀處于穩定狀態，但節理裂隙的切割造成巖體破碎，使邊坡開挖過程中局部可能產生不穩定楔形體，建議進行系統加固處理措施。

施工圖K78+365—K78+571段左側為高邊坡，路段長206 m，施工圖設計該段邊坡最大開挖高度約為37.5 m，采用“1:0.75邊坡+兩級框架錨桿+植草”的形式進行防護。

2.2 邊坡變形破壞過程與滑塌原因

本路段左側邊坡在施工過程中不同部位發生過6次順層滑移破壞。期間項目業主多次組織設計單位、地質專業相關專家進行現場踏勘，共同分析滑坡發生原因，研究確定處治方案。

2.2.1 滑塌體周界、形態及規模

根據滑塌現場調查及地質鉆孔資料顯示，該段高邊坡在不同時間不同位置發生多次滑塌，主要為砂巖層沿下伏泥化夾層發生的傾向路基順層滑移。結合工程地質勘查報告資料顯示，該段高邊坡不同部位巖層產狀變化較大，歷次滑塌體產狀均不相同，均為邊坡局部滑塌，并且滑塌規模較小。

綜上所述，該段高邊坡發生的滑塌無明顯的滑坡周界，主要為局部砂巖體沿泥巖層層理面發生的順層滑動。該段滑塌影響路基縱向長335 m，豎向高53 m，沿路基中線橫向左偏140 m范圍以內均為潛在的順層滑移范圍。

2.2.2 滑坡體結構及土體特征

該處邊坡滑塌體物質以全、強風化砂巖及泥巖為主。

全風化砂巖：灰黃色，結構構造模糊不清，原巖風化為砂土狀，干鉆易進尺。

強風化砂巖：灰黃色，細粒結構，層狀構造，泥質膠結，節理裂隙發育，巖芯呈短柱狀，柱長10～40 cm，巖質較軟，錘擊易斷，巖石質量指標（RQD）=70。

中風化泥巖：紅褐色，泥質膠結，層狀構造，砂質感較強，局部夾砂巖薄層，層厚2～5 cm，節理裂隙很發育，巖芯呈短柱狀、碎塊狀，柱長5～30 cm，巖質軟，手掰易斷，RQD=40。

2.2.3 滑塌體成因機制分析

根據現場調查及補充地勘資料，分析認為造成K78+380—K78+715段高邊坡局部滑塌主要有以下4個原因。

（1）該地區（四川犍為）強降雨天氣較多，受降雨沖刷及浸泡影響，該段高邊坡表層巖體自重增大，加之砂泥巖互層中的薄層泥巖遇水變軟形成泥化夾層，抗剪強度極差，產生沿巖層層理面的順層滑動。

（2）該段左側邊坡為順向坡，巖層傾角上緩下陡，上部為9°～10°，下部為24°～38°，且地形起伏較大，地層產狀多變，巖層傾角小于坡角，屬于相對不穩定結構，易產生順層滑動。

（3）該段巖層節理裂隙發育，存在近乎垂直的兩組剪節理及一組傾向于路基的層理面，節理與層理的切割會在巖體中形成各種不同的組合體，節理裂隙的切割造成巖體破碎，使邊坡開挖過程中易產生滑塌破壞。

（4）邊坡在開挖之后產生陡峭臨空面，在尚未防護的情況下，臨空面上方巖土體沿泥巖層理面發生局部滑塌，影響邊坡穩定性。

3 順層邊坡滑坡處治方案

該處滑坡處治原則為盡量少清方，坡面刷坡不出現新的切層，具體處治機理與方案如下。

3.1 滑坡機理及基本處治思路

切層出現順層滑坡是因為開挖邊坡實際地層巖層傾角小于坡角，屬于相對不穩定結構，產生順層滑動。

砂巖層順泥巖的結合面滑動是因為邊坡地質條件為砂泥巖互層，在持續強降雨下，砂巖層下形成軟弱的泥化夾層，砂巖體沿層理面在自重作用下順層下滑形成滑塌[2]。

在此破壞機理下，為阻止砂巖層的滑動，設計采用兩排抗滑樁坡腳抗滑短樁+1:2坡面清方+錨桿框架植草防護，以阻止坡面兩層砂巖體滑動。

3.2 處治方案比選

推薦方案為“兩排抗滑樁+少清方+坡面錨桿防護”方案，抗滑樁位置均位于第一級和第四級平臺；比選方案為“兩排抗滑樁+1:2全清方+坡面錨桿防護”方案。

推薦方案較比選方案少清方約8萬m3。

3.3 順層邊坡滑坡處治措施

處治措施是在現有邊坡的基礎上，盡量少清方，同時采用兩排錨索抗滑樁板墻+坡腳擋土墻+1:2刷坡+錨桿防護，抗滑樁采用直徑為2 m和2.5 m的圓樁（旋挖施工），樁間距4 m。抗滑樁采用樁間橫系梁連接，橫系梁（高度×厚度）為1.5 m×1.2 m。樁間設置錨桿擋土板，錨桿長9 m，柱間擋土板厚0.3 m，采用現澆方式與相鄰抗滑樁連接。

3.3.1 各里程段處治要點

（1）K78+380—K78+410段：第一級坡腳設置3 m高擋墻，之上邊坡坡率為1:2.0，坡高6 m，平臺寬6 m，采用錨桿框架植草防護，一級平臺設錨索抗滑樁板墻；第二級邊坡坡率為1:3、坡高5 m、平臺寬3 m，坡面采用菱形網格植草防護，第三級邊坡坡率為1:2、坡高7m、平臺寬3 m，坡面采用錨桿框架梁植草防護，第四級邊坡坡率為1:1.5，緩邊坡到頂，坡面采用植草防護。

（2）K78+410—K78+480段：第一級坡腳設置3 m高擋墻，之上邊坡坡率為1:2，坡高7.5 m，平臺寬3 m，坡面采用錨桿框架植草防護，一級平臺設錨索抗滑樁板墻；其他第二、第三、第四級挖方邊坡坡率、高度、平臺寬度以及防護措施與K78+380—K78+410段相同。

（3）K78+480—K78+650段：第一級坡腳設置3 m高擋墻，之上邊坡坡率為1:2，坡高7.5 m，平臺寬3 m，坡面采用錨桿框架植草防護，一級平臺設錨索抗滑樁板墻；第二級挖方邊坡坡率為1:3，坡高5 m，平臺寬3 m，采用菱形網格植草防護；第三級挖方邊坡坡率為1:2，坡高7 m，平臺寬3 m，采用錨桿框架梁植草防護；第四級挖方邊坡坡率為1:2，坡高8.5 m，平臺寬3 m，采用錨桿框架梁植草防護，設錨索抗滑樁板墻，抗滑樁項平臺寬22.1 m；采用6.25%橫坡；第五級挖方邊坡坡率為1:2，坡高4.5 m，平臺寬3 m，采用錨桿框架梁植草防護；第六級挖方邊坡坡率為1:1.5，一坡到頂，采用框架錨桿植草防護。

（4）K78+650—K78+670段：第一級坡腳設置3 m高擋墻，之上邊坡坡率為1:2，坡高7.5 m，平臺寬3 m，采用框架錨桿植草防護，一級平臺設錨索抗滑樁板墻；第二級邊坡坡率為1:3、坡高5 m、平臺寬3 m，采用菱形網格植草防護；第三級邊坡坡率為1:2、坡高7 m、平臺寬度3 m，采用錨桿框架梁植草防護；第四級邊坡坡率為1:2，緩邊坡到頂，采用錨桿框架梁植草防護。

（5）K78+670—K78+715段：第一級坡腳處設置3 m高擋墻，之上邊坡坡率為1:1.5，坡高6 m，平臺寬2 m，采用菱形網格植草防護；第二級挖方邊坡坡率為1:1.5，坡高8 m，采用菱形網格植草防護，邊坡平臺寬度2 m；第三級挖方邊坡坡率為1:1.5，一坡到項，采用菱形網格植草防護。

3.3.2 施工中的臨時性措施

（1）清方時，從邊坡坡頂處逐級向下清方，清方過程中每開挖一級防護一級。清方之前在K78+380附近提前施工便道運棄土。清方過程中嚴禁從邊坡上向下傾倒土方。

（2）施工過程中做好防水措施，提前在坡頂施工了塹頂截水溝，將坡頂匯集的雨水引出避免直接沖刷邊坡。施工至平臺時，修砌平臺排水溝，將水匯至兩側截水溝排出。雨天采用防水彩條布遮蓋住坡面，防止雨水滲入巖層面。

（3）開挖一級，防護一級，防護工程強度達到規范要求時，再開挖下一級邊坡。對于框格內采用植草防護的，及時植草，并做好遮蓋、養護措施[3]。

（4）施工中及施工后都設置了位移監測樁實時監測邊坡穩定情況。位移監測樁縱向每40 m設置一道，橫向各級邊坡平臺及坡頂邊坡開挖線外側處均設置位移監測樁進行實時監測，采用全站儀實時測量位移監測樁的坐標、高程，實時記錄監測結果，每周記錄至少一次觀測結果（每次下雨過后需測量位移監測樁變化并記錄測量結果），保證記錄結果的持續性和準確性。

3.3.3 施工注意事項

（1）抗滑樁施工由變形小位置開始按跳樁法進行施工，待樁身混凝土灌注完畢7 d后，方可開挖相鄰抗滑樁。雨天不得灌樁施工，抗滑樁與樁間橫系梁混凝土同時澆筑。

（2）錨孔鉆進采用干鉆，禁止開水鉆進，以確保錨固工程施工不會削弱邊坡巖土工程地質條件和孔壁的黏結性能。鉆孔速度根據使用鉆機性能和錨固地層嚴格控制，防止鉆孔扭曲和變徑，造成下錨困難或其他意外事故。

（3）錨孔鉆進達到設計深度之后，不能立即停鉆，要求穩鉆1～2 min，防止孔底尖滅，達不到設計孔徑要求。孔壁不得有沉渣，必須清理干凈。

3.4 滑坡處治效果

本工程嚴格按照經評審的施工方案施工，加強了施工質量和安全管理措施，施工期間和施工結束后，在坡腳、邊坡平臺、抗滑樁、塹頂等適當位置設置地表變形觀測點、地下位移監測點并定期觀測。

根據觀測結果顯示，處治工程完成后，防護效果良好，邊坡穩定，未再次發生滑坡情況。

目前項目已經建成通車。

4 結語

綜上所述，在高速公路順層邊坡滑坡處治時，必須查明邊坡變形破壞情況、滑坡特征與成因，在盡量少清方的前提下制定合理的處治方案，針對不同里程段邊坡實際情況采取不同的處治方案，兼顧工程目標與工程造價，最終實現工程的圓滿完工。