龍 森 鐘立力 石天文

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081)

1 概述

崩塌堆積體是山區(qū)常見的一種不良地質(zhì)現(xiàn)象，一般分布于沿線深切河谷或溝谷兩岸坡地。一般上部為近水平狀的硬質(zhì)巖，下部為軟質(zhì)巖，下部巖體風化后強度降低，難以承受上部巖體自重而沿節(jié)理面崩塌堆積于河谷兩岸斜坡上形成堆積體，尚未崩塌則形成危巖。山區(qū)公路受地形條件、路線走向、環(huán)境敏感因素等條件制約，很難以完全避讓，路基填挖極易導致邊坡滑坡，輕則造成經(jīng)濟損失，重則危及人民生命安全，因此，堆積體滑坡得到部分學者的關(guān)注。李迪等[1]以深部變形監(jiān)測為基礎(chǔ)對堆積體滑坡穩(wěn)定性的實時定量評價。高連通等[2]通過有限元模擬了不同降雨條件對堆積體滑坡穩(wěn)定性的變化。周德軍[3]通過分析降雨作用下碎石土滑坡的破壞過程，揭示了堆積體滑坡破壞的主要機制。張健等[4]通過求系統(tǒng)極值的尖點突變理論推導了堆積體滑坡抗滑樁所受推力的計算公式。石崇等[5]基于改進動態(tài)規(guī)劃算法對堆積體滑坡穩(wěn)定進行了分析。王洪德等[6]利用數(shù)值模擬與模糊模式識別算法提出了滑坡監(jiān)測點布置的基本方法。任偉中等[7]通過在抗滑樁埋設(shè)測斜管,測得二類抗滑樁的水平位移。陳開圣等[8]根據(jù)測斜曲線,對滑動面、滑動機制進行判斷，為滑坡治理設(shè)計提供依據(jù)。

從前人研究成果看，對山區(qū)的堆積體及其滑坡治理研究主要集中于外界條件的數(shù)值模擬、監(jiān)測方法及處治等方面。鮮見從堆積體早期的鑒別、處治方案決策及處治效果方面進行系統(tǒng)性分析。因此，本文以貴州某高速公路穿越堆積體的K80～K84段路線選擇思路及K83+040～K83+200段堆積體滑坡治理過程為背景，通過地質(zhì)選線、防護思路、滑坡治理、治理效果評價等全過程進行了系統(tǒng)分析。

2 K80～K84段布線原則及工程地質(zhì)條件

2.1 布線原則

該段因路線走向等因素制約，須穿越大面積的厚層堆積體。根據(jù)地質(zhì)選線理念盡量避讓堆積體，初設(shè)主要設(shè)橋梁及在堆積體前緣填方反壓通過。但因堆積體范圍大，仍有局部需要填挖，存在誘發(fā)滑坡隱患。因而，施工圖進一步避讓堆積體，減少對堆積體的擾動。隧道段根據(jù)“早進洞，晚出洞”減少隧道仰坡開挖；嚴格控制填挖高度，挖方高度不超10 m，超10 m斜坡填方段采用橋梁方案。通過提高橋隧比減少填挖高度，盡量減少施工擾動而誘發(fā)滑坡的風險。

2.2 工程地質(zhì)條件

該區(qū)域堆積體面積超175萬m2，厚度10 m～40 m，為塊石土，塊石主要成分為白云巖，塊徑0.2 m～15 m，含量60%～70%，其間粘土、碎石填充。下伏地層為志留系翁項群泥巖夾砂巖，坡頂為泥盆系望城坡組白云巖。坡頂硬質(zhì)巖崩塌于軟質(zhì)巖坡面上形成堆積體，坡頂四周形成懸崖，卸荷裂隙發(fā)育，危巖較多。巖土體力學參數(shù)取值如表1所示。

表1 巖土層力學參數(shù)建議值

3 K83+040～K83+200段路基方案

3.1 原設(shè)計方案

本路段中心填挖高約-5 m～5 m，左側(cè)為不超過8 m路肩墻；右側(cè)第一級采用高8 m路塹墻，墻以上坡率1∶1.25，坡面植草綠化。根據(jù)規(guī)范對典型斷面K83+140進行了穩(wěn)定分析，正常工況安全系數(shù)K=1.368，非正常工況一安全系數(shù)K=1.295，能滿足規(guī)范要求。

3.2 滑坡概況

2013年年底應地方要求，對邊坡上方既有村道改造，形成高達13 m挖方邊坡。受施工擾動及降雨影響，邊坡上方32 m，水平距離60 m外的鄉(xiāng)村路出現(xiàn)多條拉裂縫，并閉合呈圈椅狀，形成面積約12 000 m2，平均厚度約13 m，體積約為1.6×105m3的中型滑坡。參建各方查看現(xiàn)場后采取了應急處理措施，對該滑坡進行補充勘察及深層位移監(jiān)測。

監(jiān)測孔JCK01于2014年1月3日始測，同年6月21日測管被剪斷，位移突變在距孔口14.5 m處，累計位移最大為147.75 mm；監(jiān)測孔JCK02于2013年12月13日始測，截至2014年10月28日，位移突變在距孔口12.5 m處，最大為13.58 mm。已形成的滑面在擬設(shè)的第一級擋墻下方，擋墻為整體滑移失穩(wěn)，需對防護進行動態(tài)調(diào)整，典型地質(zhì)斷面如圖1所示。

4 滑坡治理

根據(jù)反算得滑面參數(shù)c=10 kPa，φ=15.2°，穩(wěn)定計算結(jié)果如下：正常工況下安全系數(shù)K=1.25，K83+140進行下滑力計算，路基邊緣的剩余下滑力F=820 kN;非正常工況一安全系數(shù)K=1.15，基邊緣的剩余下滑力F=880 kN。對于堆積體滑坡治理，一般宜以樁支擋為主，但該工點由于堆積體厚度大，而抗滑樁施工周期長，且堆積體變形速率快，施工風險大。因此，為降低風險，節(jié)省投資，采用框架錨索進行加固：首先，將擬設(shè)路塹擋墻調(diào)整為框架錨索，錨索間距3 m，共3排，設(shè)計錨固力800 kN，因堆積體鉆孔困難，采用跟管鉆進工藝；其次，鄉(xiāng)村路改路設(shè)4 m高路塹墻；最后，封閉裂縫，完善滑坡體截排水，恢復水泥路內(nèi)側(cè)排水溝，方案如圖2所示。

為評價滑坡治理效果，2015年1月補設(shè)已剪斷的JCK01并在K83+090斷面新增JCK03,JCK04，監(jiān)測結(jié)果如表2所示。

表2 孔口處月最大位移值及合位移速率統(tǒng)計表

從表2監(jiān)測結(jié)果可知，到監(jiān)測期截止時，孔口合位移及其速率均已經(jīng)很小，數(shù)據(jù)逐漸趨于穩(wěn)定，說明該段滑坡體已經(jīng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。迄今為止，該高速已通車超兩年，現(xiàn)場無異常情況，亦同時驗證本文分析合理性，圖3為該段邊坡治理后現(xiàn)場。

5 結(jié)語

本文以已經(jīng)建成通車兩年的山區(qū)某高速公路典型堆積體路段路線方案選擇思路及其局部堆積體滑坡工點治理為背景，從選線思路至滑坡治理效果評價全過程分析，得出主要結(jié)論如下：

1)公路選線應遵循地質(zhì)選線原則，對大規(guī)模的不良地質(zhì)體應盡量避讓，如必須穿越應根據(jù)路線走向、高程等選擇最合理的部位穿越，并采取相應的處置措施。

2)公路設(shè)計過程中應秉承動態(tài)設(shè)計理念，通過過程跟蹤，動態(tài)調(diào)整設(shè)計方案并信息化施工。

3)錨索加固對堆積體擾動較小，是加固堆積體滑坡有效手段之一。

4)深層位移監(jiān)測可以有效監(jiān)測滑坡狀態(tài)，可為設(shè)計、施工及滑坡效果評價提供直接的依據(jù)。

5)對山區(qū)類似公路選線及堆積體滑坡治理具有一定的借鑒意義。