張良峰

(中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，甘肅蘭州 730030)

1 工點概況

1.1 滑坡特征

重慶武(隆)至水(江)高速公路K41滑坡為一老錯落體轉(zhuǎn)化的切層巖石滑坡，沿路線寬度約105 m，主滑動方向為NW33°，基本與路線垂直?；路譃榍?、后兩級，前級滑坡垂直路線長73 m，滑體厚度20～24 m，平均厚度18.4 m，體積約為14.1×104m3，屬于中型滑坡;后級滑坡垂直路線最大長度147 m，滑體厚度20～29 m，平均厚度23.1 m，體積約為35.7萬m3，屬于中型滑坡。路基從滑坡的中前部主要以挖方的形式通過，邊坡共分七級進行開挖。2009年邊坡在開挖時產(chǎn)生了變形，原設(shè)計單位在刷方減載之后設(shè)置長錨桿進行防護。在錨桿施工過程中，坡體再次出現(xiàn)變形，且變形有進一步加劇的趨勢。根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，坡體每天變形量在6 cm左右，隨時有整體下滑的危險。

該滑坡地貌形態(tài)明顯，呈一鼓包形，滑坡坡面地形不平順，北低南高，總體坡度30°～35°，高程在444～550 m?；伦笥覀?cè)界明顯，左側(cè)界受右自然沖溝控制，右側(cè)界受自然坡控制?；潞缶墳榛鶐r(厚層砂巖)陡坎，后緣錯壁明顯，滑坡出口位于左幅路基左側(cè)一級坡面。

1.2 滑坡地質(zhì)特征

滑坡區(qū)巖層呈單斜產(chǎn)出，無斷層發(fā)育，構(gòu)造簡單，穩(wěn)定巖層產(chǎn)狀為NE35°/SE35°，反傾向山。區(qū)內(nèi)出露的地層主要為三疊系中統(tǒng)須家河組(T2xj)和雷口坡組(T2l)，見圖1。

圖1 滑坡工程地質(zhì)平面

1)三疊系中統(tǒng)須家河組

砂巖:中～粗粒結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，斜層理較發(fā)育。該組層厚34～131 m，受地質(zhì)構(gòu)造影響較大，巖體風(fēng)化嚴重。主要分布于邊坡坡頂南側(cè)陡崖區(qū)。

炭質(zhì)頁巖、頁巖:泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，頁理發(fā)育，局部夾薄層石英砂巖，主要由黏土礦物組成。由于受地質(zhì)構(gòu)造影響較大，巖體呈土狀、碎塊狀，質(zhì)軟。主要分布于邊坡坡頂平臺區(qū)。

灰?guī)r夾頁巖:由碳酸鹽礦物組成，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中～厚層狀構(gòu)造。局部夾灰黑的頁巖，主要分布于邊坡中上部陡坡區(qū)。

2)三疊系中統(tǒng)雷口坡組

頁巖、泥巖夾灰?guī)r:其中邊坡中上部為灰黃色頁巖夾白云巖，其下為紫紅色泥巖夾灰色、灰黃色頁巖，邊坡底部灰黃、紫紅色泥巖夾砂巖。頁巖、泥巖主要由黏土礦物組成，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中～厚層狀構(gòu)造。

滑坡區(qū)位于陡坡中上部，有利于地表及地下水的徑流排泄。當大氣降水時，迅速形成地表徑流，向地勢低洼處排泄。場地地下水主要為基巖風(fēng)化裂隙水，主要分布于下伏頁巖、泥巖的強風(fēng)化帶中，無統(tǒng)一的地下水水位。區(qū)內(nèi)地下水接受大氣降水補給，沿基巖風(fēng)化裂隙向地下滲透，其補給路徑短，排泄較快，具有就近補給就近排泄的特點。

2 滑坡的變形特征及變形原因分析［1］

2.1 滑坡的變形特征

2009年8月，施工單位在進行三級以上坡面防護施工時，發(fā)現(xiàn)邊坡出現(xiàn)裂縫，并下錯貫通，施工單位監(jiān)測顯示，每天變形在6 cm左右。

滑坡前級后緣裂縫在五級平臺，下錯達2 m。小里程一側(cè)破壞范圍發(fā)展至凹槽內(nèi)，大里程一側(cè)二、三、四級平臺滑動錯開0.5～1.0 m不等。在一級平臺下部2～5 m范圍剪出口已經(jīng)形成，且在出口最低處出水。根據(jù)以往工程經(jīng)驗如果出水變混濁，就是下滑的征兆，滑坡變形隨時都有可能突然下滑。

2.2 滑坡變形原因分析

2.2.1 地層巖性是滑坡形成的根本條件

現(xiàn)場開挖出露的巖層顯示一至五級邊坡為巖性較差的紫紅色泥巖、頁巖夾有薄層白云巖。六至七級為二疊系雷口坡組三段的中厚層狀灰?guī)r夾頁巖，頁巖風(fēng)化嚴重。七級坡以上的緩坡段為三疊系須家河組一段的炭質(zhì)頁巖、頁巖風(fēng)化土覆蓋。錯落后部陡壁上出露三疊系須家河組二段的灰?guī)r。構(gòu)成典型的上硬下軟的坡體結(jié)構(gòu)。在地質(zhì)歷史時期，因河流下切、降水等作用產(chǎn)生了古錯落。由于公路開挖，加之長期暴露，沒有及時支擋，導(dǎo)致錯落轉(zhuǎn)化為滑坡。

2.2.2 工程活動是滑坡變形的主要原因

路塹施工開挖后形成高約100 m的高陡邊坡，使坡體失去支撐。同時，坡體向臨空面卸荷進行應(yīng)力調(diào)整，促使坡體向臨空面變形、松弛，使坡體穩(wěn)定性降低。

2.2.3 水的影響是滑坡變形的重要誘發(fā)因素

區(qū)域內(nèi)降雨量大且集中，多次大到暴雨，雨水下滲降低滑帶的抗剪強度，產(chǎn)生水壓力等。

3 滑坡變形監(jiān)測

滑坡變形后，為及時掌握滑坡的穩(wěn)定性狀況，確保在滑坡治理過程中不發(fā)生險情，做到及時預(yù)警，同時為治理工程設(shè)計提供一定的設(shè)計依據(jù)，對滑坡設(shè)置了地表位移監(jiān)測及深孔位移監(jiān)測。深孔于2009年8月30日成孔，8月31日獲取初始值，變形曲線在地表以下14.7 m處、19.7 m處、22.0 m處有明顯拐點。由于當時變形較大，2009年9月2日觀測時，發(fā)現(xiàn)在地表以下22 m處被剪斷，滑體處于勻加速滑動狀態(tài)。

4 治理工程措施［2-5］

4.1 應(yīng)急工程

為盡快扼制坡體變形，為后續(xù)治理工程實施贏得時間，采用對坡體擾動較小的主動防護工程對坡體予以加固處理，即在二、三級邊坡平臺設(shè)置鋼管樁進行加固。每9根鋼管樁為一組，平行路線方向間距0.5 m，垂直路線方向間距0.6 m，各組鋼管樁中心間距3.0 m，每組鋼管樁樁頂設(shè)置C25鋼筋混凝土頂板將各鋼管樁連接在一起，頂板尺寸1.5 m×1.7 m×0.4 m。其中二級平臺鋼管樁長24 m，共27組;三級平臺鋼管樁長27 m，共30組。

為減小施工對坡體的擾動，鋼管樁采用套管跟進的施工工藝，至2009年9月10日，滑坡變形明顯減緩，見圖2。

圖2 ZK1#深孔位移監(jiān)測曲線

4.2 永久治理工程

指標根據(jù)反算、原路線地勘試驗值以及經(jīng)驗值綜合取值，取C=20 kN/m2，φ=23°?；峦屏Π踩禂?shù)在自然工況下取K=1.2，在暴雨工況下取K=1.15?；w重度自然工況 γ=21 kN/m3，暴雨工況 γ=22 kN/m3。選取ZK41+455斷面進行計算。經(jīng)計算，前級滑坡剪出口推力為2 120 kN/m。

根據(jù)地勘資料，取 C=20 kPa，φ =23°，經(jīng)計算，后級滑坡剪出口處推力為4 000 kN/m。

1)預(yù)應(yīng)力錨索墩

在三至五級邊坡坡面設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索墩進行加固防護。最下一排錨索高出平臺2.00 m，以上各排錨索垂直間距3.25 m，水平間距3.00 m，每級邊坡設(shè)4排錨索。錨索傾角均為25°，其端部設(shè)置錨墩，截面為1.5 m×1.5 m×0.6 m，采用C25鋼筋混凝土現(xiàn)澆，為確保錨墩與坡體更好地緊密結(jié)合，要求錨墩全部嵌入坡面，見圖3。

五級邊坡錨索長度為36～43 m，鉆孔直徑為130 mm，錨固段長8 m，錨索由6φs15.2高強度、低松弛的1860級鋼絞線組成。三級、四級邊坡錨索長度為34～43 m，鉆孔直徑為150 m，錨固段長10 m，錨索由8φs15.2高強度、低松弛的1860級鋼絞線組成。

圖3 治理工程斷面

2)預(yù)應(yīng)力錨索框架

二級邊坡設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索框架，錨索長度為28～39 m，鉆孔直徑為150 mm，錨固段長10 m，錨索由8φs15.2高強度、低松弛的1860級鋼絞線組成。錨索端部設(shè)置C25鋼筋混凝土框架，每片框架由2根豎肋、4根橫梁及1根頂梁組成，框架橫梁及豎肋的截面尺寸為0.6 m×0.7 m，頂梁截面尺寸為0.3 m×0.7 m，所有框架梁要求嵌入坡面不少于20 cm。

3)錨桿框架工程

在邊坡一級坡面布設(shè)錨桿框架進行防護。共布置5排錨桿，錨桿長度有6 m和9 m兩種，間隔布置，由φ25螺紋鋼組成，鉆孔直徑為90 mm。錨桿沿坡面走向間距3.0 m，垂直距離3.0 m，端部設(shè)置框架，框架截面尺寸為0.4 m×0.4 m，嵌入坡面0.1 m，采用C25鋼筋混凝土現(xiàn)澆。在框架頂端及周圍設(shè)置框架梁，截面同框架截面。

4)截排水

在邊坡坡口線以外5 m左右的位置及二級、五級平臺設(shè)置M10漿砌片石截排水溝，截面尺寸0.6 m×0.6 m，阻止地表水流入滑坡體及將滑坡體內(nèi)地表水盡快排出，降低地表水對滑坡體的不利影響。

在滑坡小里程側(cè)低洼處設(shè)置截排水溝，截面尺寸0.6 m×0.6 m，并在對應(yīng)左線里程ZK41+396.5處二級及一級坡面設(shè)置吊溝，將水排入路基側(cè)溝。

在一級邊坡滑坡剪出口一線(滲水帶)設(shè)置一排仰斜排水孔，以疏排地下水。仰斜排水孔間距6.0 m，長25 m，仰角8°。

4.3 治理效果評價

應(yīng)急工程實施完成后，根據(jù)監(jiān)測資料顯示，坡體變形趨于減緩。至2010年年初，治理工程基本施工完成，滑坡基本停止變形。2010年5月份監(jiān)測顯示，歷經(jīng)多場暴雨之后，滑坡未產(chǎn)生新的變形，說明治理工程效果良好，達到了預(yù)期的目的。該滑坡為一老錯落體轉(zhuǎn)化的切層巖石滑坡，滑坡的滑動變形不但影響了武水高速公路的如期通車，也給后續(xù)的治理工程造成了很大的困難。設(shè)計先采用應(yīng)急工程扼制滑坡變形，再設(shè)置永久防護工程根治滑坡病害，最終消除了安全隱患。

5 結(jié)語

近年來，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展和西部開發(fā)戰(zhàn)略的實施，高速公路建設(shè)迅速發(fā)展。在山區(qū)高速公路建設(shè)中由于地形地質(zhì)條件復(fù)雜，發(fā)生了眾多滑坡和高邊坡變形，延誤工期，增加投資，甚至造成災(zāi)害。一方面設(shè)計單位對地質(zhì)選線重視程度不夠，對區(qū)域工程地質(zhì)條件研究程度不足，致使高速公路一些區(qū)段仍選在大型古老滑坡和滑坡、崩塌等比較發(fā)育的地段，開挖后使得老滑坡復(fù)活。另一方面，設(shè)計人員普遍存在對邊坡地段地質(zhì)情況等了解程度不足，設(shè)計的坡形及防護措施與當?shù)貛r土特性不符等問題。

該滑坡的發(fā)生對今后高速公路的建設(shè)是一個教訓(xùn)，同時治理工程的成功實施對同類工程也具有一定的借鑒意義。

［1］中鐵西北科學(xué)研究院有限公司.武水路B11合同段ZK41+400—ZK41+505段滑坡工程地質(zhì)勘察報告［R］.蘭州:中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，2009.

［2］中鐵西北科學(xué)研究院有限公司.武水路B11合同段ZK41+400—ZK41+505段滑坡治理工程施工圖設(shè)計［Z］.蘭州:中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，2009.

［3］王恭先.滑坡學(xué)與滑坡防治技術(shù)［M］.北京:中國鐵道出版社，2004.

［4］交通部第二公路勘測設(shè)計院.路基(公路設(shè)計手冊)［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［5］章勇武，馬惠民.山區(qū)高速公路滑坡與高邊坡病害防治技術(shù)實踐［M］.北京:人民交通出版社，2007.