向彩林

(湖南省交通科學研究院，湖南 長沙 410015)

邵陽至坪上高速公路全段位于湖南省邵陽市境內(nèi)，起點位于新邵縣雀塘，與衡邵高速公路相接，向北與二廣高速公路相接，途經(jīng)新邵縣寸石、坪上等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，終點以樞紐型互通接婁新高速公路。邵坪高速公路主線長33.928 km，4 處互通分別為雀塘互通與衡邵高速相接，大富坪互通與安邵高速相接，坪上互通、蕎麥園互通與婁新高速相接。2 座橋梁為田江大橋和苗兒大橋。6 條連接線共38.971 km，邵陽市區(qū)可從東、西、南、北四個方向快速便捷抵達滬昆高鐵邵陽北站。

邵坪高速公路在施工過程中，K13+060～K13+220 段右側(cè)邊坡出現(xiàn)滑坡趨勢，山頂出現(xiàn)裂縫，開始下滑。該路段為高邊坡路段，邊坡高度27～38 m，原設計每級邊坡高 10 m 按照 1∶0.75、1∶1.0、1∶1.25、1∶25 的坡率放坡，每級邊坡間設一 2 m 寬平臺，一級邊坡坡腳設置一寬度0.6 m 排水溝。高速公路在建過程中，山體因持續(xù)暴雨作用及坡腳開挖導致山體坡頂開裂，坡面滑塌，形成滑坡，見圖1～圖3所示。

圖1 滑坡體前緣

圖2 滑坡體中部

圖3 滑坡體后緣

1 工程地質(zhì)條件

該路段為高切方路段，場地地貌為溶蝕剝蝕構(gòu)造丘陵地貌:山體主要由泥盆系的泥灰?guī)r等巖性組成。海拔高程一般300～400 m，相對高差一般50～100 m。峰林發(fā)育，山頂呈尖錐狀，地形起伏較大，山體自然坡度50°～60°，植被不發(fā)育，山間谷地較窄，溝谷多呈“V”字型，覆蓋層薄，大多基巖裸露。

根據(jù)鉆孔資料，場地內(nèi)覆蓋層厚度大，主要為粉質(zhì)黏土，局部分布有碎石土，下伏基巖為泥盆系上統(tǒng)佘田橋組(D3s)泥灰?guī)r。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，路線走廊帶內(nèi)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造以北北東－北東向構(gòu)造為主，項目區(qū)居于雪峰山弧形構(gòu)造帶由北北東向北東東方向偏轉(zhuǎn)的弧形彎曲處的東南側(cè)，位于祁陽弧形構(gòu)造北翼及其向北東延伸的部位。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料、現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)繪，對該滑坡區(qū)域影響較大的構(gòu)造主要為斷裂構(gòu)造:洪田寺－潭溪壓性斷層(F1):發(fā)育于項目區(qū)隔山－桐車壩向斜中，斷層整體走向北北東向，傾向南東，傾角約80°。在項目區(qū)該壓性斷層主要穿越了泥盆系地層。斷層于高速公路段K13+440 附近呈大角度穿過路線。該斷層穿越了泥盆系地層，處于泥盆系錫礦山組與佘田橋組的分界線上，主要表現(xiàn)為巖體較破碎，巖性為泥灰?guī)r。

場地地下水主要為基巖裂隙水，主要賦存于基巖層面裂隙及構(gòu)造裂隙中，無穩(wěn)定地下水位，水量不大，水量隨季節(jié)變化較大。主要接受大氣降水補給，無明顯逕流區(qū)，基巖裂隙水對深切方路基有一定影響，水量大都較貧乏，泉流量一般在0.02～2.50 L/s。其動態(tài)受降水所控制，水量變化較小，水質(zhì)較好，無明顯逕流區(qū)，基巖裂隙水對深切方路基有一定影響。

2 滑坡體形態(tài)特征

該滑坡體滑坡邊界較為明顯，有明顯的滑坡跡象，主要為開裂裂縫發(fā)育，變形較大。滑坡體長140～150 m，寬70～140 m，深度 4.3～24.2 m 不等，滑坡體面積為16 400 m2，滑坡體體積約為18 萬m3，組成滑坡體成分的為碎石土和粉質(zhì)黏土及強風化泥灰?guī)r，為土石質(zhì)滑坡，主滑方向為271°～281°(方位角)，與路線夾角約55°～65°。滑坡體前緣:前緣位于路塹邊坡坡腳處;坡面覆蓋層填筑土和強風化泥灰?guī)r出露厚度2.3～5.7 m，填筑土成份為泥灰?guī)r碎石，結(jié)構(gòu)較松散，強風化泥灰?guī)r破碎，均具一定的滲水性，坡腳處見滲水，已進行過施工清理，現(xiàn)象已不明顯?；麦w中部:滑坡體中部段滑坡跡象較明顯，見較多的受張拉產(chǎn)生的縱橫交錯的裂縫，縫寬以20～40 cm 居多，滑坡體上可見較為明顯的多組裂縫，裂縫呈不規(guī)則狀，走向總體上與后緣邊界呈平行狀，說明滑坡體進行過多次滑動，并且有進一步發(fā)展的趨勢?；麦w后緣及邊界:滑坡兩側(cè)及后緣邊界較明顯，后緣位于山體陡坡腳，見明顯的滑坡壁，主要為粉質(zhì)粘土、碎石土及強風化泥灰?guī)r，見明顯的擦痕及錯位，錯位寬 20～40 cm，錯臺高 1.5～2.0 m，兩側(cè)邊界裂縫明顯，縫寬以20～50 cm 居多，最寬可達1～1.5 m，可見深度2.0～3.0 m，可見明顯的錯臺?；裁妗⒅骰较?該滑坡體滑床面位于強－中風化泥灰?guī)r的界面，主滑方向為271°～281°(方位角)，與路線夾角約55°～65°。滑坡體的滑床為強 －中風化泥灰?guī)r，根據(jù)鉆孔資料，路塹邊坡覆蓋層厚度0.5～6.8 m，原地面自然坡度較陡，暴雨作用下，坡面地表水下滲軟化覆蓋層、強風化巖層，形成滑坡。

縱觀整個滑坡體，滑體表現(xiàn)為自邊界向中心滑動后再整體下滑的趨勢。

3 滑坡體形成機理分析

該滑坡體屬土石質(zhì)滑坡，其形成有如下幾方面原因:

1)地質(zhì)情況差。該邊坡表層為坡積土、松散粉質(zhì)粘土夾碎石，下為泥灰?guī)r，強風化泥灰?guī)r風化嚴重，巖體破碎。

2)強風化泥灰?guī)r水穩(wěn)性差。強風化泥灰?guī)r風化強烈，受附近斷裂構(gòu)造影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，且該類巖石及風化層具一定膨脹性，受天氣的交替變化，不斷產(chǎn)生張拉裂隙，隨著時間的推移，張拉裂隙不斷發(fā)育，易導致邊坡破壞，易產(chǎn)生崩塌誘發(fā)滑坡。

3)巖層產(chǎn)狀不利于邊坡穩(wěn)定。該邊坡巖層產(chǎn)狀為280°∠40°，相對于主滑方向為順向坡。

4)外部因素。雨水下滲是導致邊坡失穩(wěn)的誘導因素。2014年上半年降雨較多，雨水下滲，在強風化和中風化泥灰?guī)r的交界面形成滲流通道，降低了滑面位置的巖土體抗剪強度。

該滑坡屬牽引式土石質(zhì)滑坡，為非均質(zhì)滑坡，破壞模式為沿著中風化線滑動的折線滑坡;由于雨水及地表水下滲作用，在巖土體重力及地下水壓力的作用下，特別是在暴雨等因素誘發(fā)下引起邊坡覆蓋層土體及強風化巖下滑。受其牽引，滑坡向上發(fā)展，滑體加大，加長，下滑力增大。

4 滑坡體穩(wěn)定性分析

4.1 主要巖土層力學性質(zhì)

根據(jù)室內(nèi)試驗并綜合考慮各地層野外特征，本場地各巖土層參數(shù)取值見表1、表2。

4.2 穩(wěn)定性定性分析

該滑坡主要是在地下水作用下，沿強～中風化巖層分界面產(chǎn)生折線滑動破壞，因此參照《建筑邊坡工程技術規(guī)范》(GB50330 －2013)5.2.4 內(nèi)容，采用折線滑動法進行計算。根據(jù)《公路路基設計規(guī)范》JTG D30 －2004，路塹沿傾斜地基或軟弱夾層滑動時，安全系數(shù)取1.30，其計算方法可按照不平衡推力法進行計算。選取最不利的兩條剖面進行下滑力計算，見圖4、圖5所示，計算結(jié)果見表3、表4。

根據(jù)計算結(jié)果表明:該邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，需采取措施防護。

表1 土層主要力學參數(shù)

表2 巖石單軸抗壓強度

圖4 K13+180 處橫斷面示意圖

圖5 K13+200 處橫斷面示意圖

表3 K13+180 剖面穩(wěn)定性計算結(jié)果

表4 K13+200 剖面穩(wěn)定性計算結(jié)果

5 滑坡體治理方案

5.1 方案措施

結(jié)合目前國內(nèi)滑坡治理現(xiàn)狀，以及該滑坡具體情況，制定出如下治理方案:

1)坡腳設置擋墻;二級平臺設置預應力錨索抗滑樁;坡面刷方卸載后采用錨桿骨架植草防護;坡頂M10 砂漿硬化并增設截水溝平臺水溝等;坡面及坡頂裂縫采用1∶1 純水泥漿灌注封閉。

2)結(jié)合邊坡地質(zhì)情況及剩余下滑力計算結(jié)果，原設計坡率較陡，需對該邊坡進行放緩處理。邊坡按照10 m 高一級邊坡，分別按照 1∶1.0、1∶1.5、1∶2.0、1∶1.20 的坡率進行切坡，每級邊坡設置一平臺，其中二級邊坡平臺寬5 m(設置抗滑樁)，其余平臺寬為2 m 寬。同時為減少剩余下滑力，對坡頂至最遠處裂縫的表土進行清除卸載，刷坡厚度控制為2 m。

3)根據(jù)滑坡區(qū)段的工程地質(zhì)情況及剩余下滑力計算結(jié)果，采用預應力錨索抗滑樁支護，見圖6所示。滑坡粉質(zhì)粘土及強風化泥灰?guī)r土體自穩(wěn)能力差，人工挖孔過程中可能存在塌滑失穩(wěn)的風險，為提高施工過程中的安全性，設計采用25 cm 厚C25 鋼筋混凝土進行護壁。

4)增設重力式擋墻，主要設置在邊坡坡腳，擋墻高2.7 m，頂寬1.5 m，擋墻外露1.5 m，基礎埋深1.2 m。擋墻采用C20 片石混凝土砌筑;設置仰斜式擋墻在邊坡的最遠刷方處，擋墻高3.2 m，頂寬1.0 m，擋墻外露2.0 m，基礎埋深1.2 m。擋墻采用C20 片石混凝土砌筑。

5)在滑坡體上設置截排水溝，及時排走地表降水;在截排水溝底部設置滲溝，降低地下水位。在該滑坡處治設計中，反壓土體下部，滑坡體坡腳處、中部均設置了滲溝，為避免雨水下滲在地表排水構(gòu)造物下部均設置了滲溝。

6)選取K13+200 處橫斷面上設置一個深部位移觀測孔，其余各級邊坡平臺上設位移觀測樁，邊坡深部觀測位移要求量測鉆孔穿過滑動面，進入穩(wěn)定巖層的深度不小于5 m。邊坡監(jiān)測工作時間為施工期和竣工后1 a，監(jiān)測頻度與施工和降雨量相適應。

圖6 方案橫斷面設計圖(單位:cm)

5.2 方案驗算

通過有限元的方法驗算該方案的可行性，其結(jié)果見表5。

表5 滑坡加固前后安全系數(shù)

6 結(jié)論

本文滑坡治理方案計中主要針對滑坡地質(zhì)災害，開展了有針對性的設計、研究，通過監(jiān)測結(jié)果顯示，本方案對該滑坡體治理取得了良好的效果，同時該方案的研究對省內(nèi)和國內(nèi)類似基礎建設工程具有一定的參考價值。

［1］楊航宇.公路邊坡防護與治理［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［2］趙明階.邊坡工程處治技術［M］.北京:人民交通出版社，2008.

［3］JTG B01—2003，公路工程技術標準［S］.

［4］JTG D30—2004，公路路基設計規(guī)范［S］.

［5］JTG F80/1—2004，公路工程質(zhì)量檢驗評定標準［S］.

［6］GB50330 －2013，建筑邊坡工程技術規(guī)范［S］.