楊兆平

（龍巖市一方建設(shè)工程有限公司，龍巖 364100）

1 前言

河池至百色高速公路是汕頭至昆明高速公路廣西境內(nèi)的重要標(biāo)段, 同時(shí)也是 《廣西高速公路網(wǎng)規(guī)劃》(2006-2020 年)中“四縱六橫”高速公路主骨架網(wǎng)“賀州至隆林高速公路(橫3)”中的一段。

該項(xiàng)目的實(shí)施是國(guó)家進(jìn)行西部大開(kāi)發(fā)的重要交通通道,對(duì)完善國(guó)家公路網(wǎng)和廣西公路網(wǎng)具有重大戰(zhàn)略意義。因此,有必要在分析該地區(qū)工程地質(zhì)條件基礎(chǔ)上,研究該滑坡的形成機(jī)制, 從而為類(lèi)似工程滑坡處治設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。

2 工程概況

2.1 工程概述

河池至百色為新建的高速公路項(xiàng)目, 主線全長(zhǎng)179.2km,全線采用雙向四車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),始于北香村,止于那務(wù)村,途經(jīng)河池市金城江區(qū)、南丹縣等地區(qū)。路基寬度24.5m,設(shè)計(jì)行車(chē)速度為80 km/h。A-B 匝道處于廣西西北部東巴鳳山區(qū), 地處云貴高原臺(tái)地東部邊緣,里程樁號(hào)為K55+100～K55+650,長(zhǎng)550m,開(kāi)挖深度39.8m。原計(jì)劃設(shè)計(jì)為五級(jí)坡,每一級(jí)坡高在8.0m 左右,每級(jí)平臺(tái)寬度4.0m,第一級(jí)坡度為1:1.15,第二級(jí)坡度為1:1.2,第三級(jí)坡度為1:1.25, 第四級(jí)坡度為1:1.30, 第五級(jí)坡度按1:1.35 設(shè)計(jì),坡面植草保持水土平衡。

該坡于2018 年7 月開(kāi)挖, 施工過(guò)程中于2018 年9月K55+100～K55+840 段發(fā)生一級(jí)邊坡滑塌現(xiàn)象,當(dāng)時(shí)立即進(jìn)行了清理。 2019 年3 月,受連續(xù)降水影響,邊坡K55+230～K55+450 又發(fā)生多次滑移災(zāi)害, 多次的降水及滑坡坍塌導(dǎo)致該路段施工多次受影響。

2.2 地貌特征

該滑坡區(qū)地處河谷階地、 巖溶盆地和巖溶注地底部及邊緣地帶,為粉質(zhì)質(zhì)土及少量碎塊石等,工程性能差?；ネˋ-B 匝道為南北走向,海拔高度2306～2465m,高差達(dá)到159m,整體坡角為22°～46°,由于中部匝道的開(kāi)挖,坡度急劇變陡。

2.3 水文地質(zhì)情況

該滑坡區(qū)域可看見(jiàn)一條水溝, 位于滑坡體的斜中間,因邊坡滑移,可發(fā)現(xiàn)一至三級(jí)平臺(tái)有裂縫跡象,主要為松散巖類(lèi)孔隙水、碎屑巖類(lèi)裂隙水。松散巖類(lèi)孔隙水分布在巖溶盆地內(nèi)的河流兩側(cè)漫灘,分布面積小、厚度小,水量中等,由大氣降雨及河水補(bǔ)給,再以潛流的形式向河流排泄。

3 滑坡變形特征與滑坡體確定

3.1 現(xiàn)狀調(diào)繪

整個(gè)坡體總體呈現(xiàn)出上陡下緩的地形外觀。 坡體兩側(cè)有兩條沖溝,兩側(cè)沖溝與坡體近視平行。 兩側(cè)沖溝向坡后延伸并交匯,形成雙溝同源的地貌特征。 該沖溝常年有流水,其中流量分別為1.4L/s 和1.8L/s。 總匯水面積接近0.36km2。 其中左側(cè)Ⅰ沖溝的匯水面積約為0.19km2,右側(cè)Ⅱ沖溝的匯水面積約為0.17km2。 滑坡區(qū)域見(jiàn)圖1。

圖1 滑坡區(qū)域示意圖

3.2 地層產(chǎn)狀量測(cè)

滑坡發(fā)生后對(duì)坡體前、中、后出露巖層的產(chǎn)狀進(jìn)行測(cè)量。測(cè)出坡體后部巖體的產(chǎn)狀為350°/SW∠35°,坡體中部?jī)蓚?cè)巖體的產(chǎn)狀分別為350°/SW∠28°10°、350°/SW∠33°,坡體中部?jī)蓚?cè)巖體的產(chǎn)狀分別為10/NW∠16°355°/SW∠15°。測(cè)量發(fā)現(xiàn)巖層傾向與匝道挖方邊坡坡向?yàn)轫槍咏M合關(guān)系。 地層產(chǎn)狀量測(cè)見(jiàn)圖2。

圖2 地層產(chǎn)狀量測(cè)圖

3.3 坡體變形特征

在滑坡發(fā)生后, 對(duì)匝道區(qū)域滑坡堆積體進(jìn)行清除,調(diào)查發(fā)現(xiàn)原一級(jí)坡體局部出現(xiàn)隆起、 原邊坡錨索松弛失效脫落、匝道邊溝局部開(kāi)裂等變形現(xiàn)象。 坡面、邊溝變形特征見(jiàn)圖3。

圖3 坡面、邊溝變形特征圖

錨索的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為25m， 一般可承受450～600kN 的標(biāo)準(zhǔn)軸向拉力, 這說(shuō)明坡面的錨索在滑坡滑動(dòng)過(guò)程中錨索松弛或失效時(shí)才會(huì)被拉出。 根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)匝道路面未隆起, 僅在原一級(jí)坡面區(qū)域出現(xiàn)變形及錨索松弛破壞,可以判定,原一級(jí)邊坡區(qū)域?yàn)榛虑熬壍募舫隹谖恢谩?錨索破壞特征見(jiàn)圖4。

圖4 錨索破壞圖

3.4 監(jiān)測(cè)資料與鉆探成果分析

為探究滑坡發(fā)生的原因及滑坡的規(guī)模, 對(duì)滑體進(jìn)行鉆探取樣并對(duì)監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行分析。ZK1、ZK2、ZK4、ZK8 深層累積位移見(jiàn)圖5。 鉆孔取樣位置見(jiàn)圖6,各鉆孔結(jié)果見(jiàn)表1。

圖5 部分鉆孔深層累積位移圖

圖6 鉆孔取樣圖

表1 各鉆孔結(jié)果表

根據(jù)監(jiān)測(cè)資料得到滑坡體的滑動(dòng)位置與泥化夾層及巖層破碎帶位置基本吻合, 說(shuō)明滑坡的滑動(dòng)面是沿著巖層中的軟弱夾層破碎帶滑動(dòng)。 根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示,孔口的位移大于滑面處的位移,這說(shuō)明滑坡前緣開(kāi)挖臨空,引起前緣坡體的滑塌,使得滑坡前緣的抗滑力降低,導(dǎo)致下滑力大于抗滑力, 進(jìn)而形成滑坡后緣的坡體推動(dòng)前緣滑坡體的滑動(dòng)。

結(jié)合圖5 和表1 可以得出,ZK1 監(jiān)測(cè)曲線位移變化值不明顯,這是由于1 號(hào)孔測(cè)斜位于原一級(jí)邊坡頂部,這說(shuō)明部分未松弛的錨索仍然有一定的錨固力。 ZK2、ZK4 均出現(xiàn)了0.8～5m 不等的回填砂石流失的現(xiàn)象, 說(shuō)明滑坡一直處于緩慢的蠕動(dòng)變形狀態(tài)。 ZK8 監(jiān)測(cè)曲線近似于直線,說(shuō)明8 號(hào)孔沒(méi)有發(fā)生滑動(dòng)。 根據(jù)鉆探情況看,滑坡體的滑動(dòng)面為10～45m,平均深度約為28m。

3.5 確定滑坡

通過(guò)以上分析,可以發(fā)現(xiàn)：整個(gè)坡體總體呈現(xiàn)出上陡下緩的地形外觀。 滑坡堆積區(qū)兩側(cè)發(fā)育2 條剪切裂縫擴(kuò)張形成的沖溝,這是古滑坡的主要地貌特征。 坡體前緣的巖層傾角均小于滑坡后緣穩(wěn)定區(qū)域的巖層傾角, 說(shuō)明該區(qū)域曾經(jīng)發(fā)生過(guò)重力搬運(yùn)作用。 該滑坡是一個(gè)前端急劇滑動(dòng)而產(chǎn)生的復(fù)合型滑坡。 整個(gè)滑坡的長(zhǎng)度約為650m,寬度接近100m,土方量約為180 萬(wàn)m3。

4 滑坡形成機(jī)制分析

通過(guò)分析,得到滑坡發(fā)生的原因如下：

(1)在未修建匝道之前,古滑坡在原有應(yīng)力作用下處于平衡狀態(tài)。

(2)匝道修建后,由于深挖路塹邊坡在前緣形成臨空面,同時(shí)降低了古滑坡前緣的抗滑力,改變了坡體的受力狀態(tài),進(jìn)而促使古滑坡復(fù)活。

(3)原坡面設(shè)置有錨索,使坡面得到加固,同時(shí)依靠邊坡自穩(wěn)能力, 短期內(nèi)可使邊坡滑動(dòng)變形情況得到一定控制,但錨索的長(zhǎng)度未穿過(guò)古滑面,因此錨索對(duì)古滑面起不到錨固效果。

(4)在暴雨等不利因素的影響下,使得巖土體強(qiáng)度降低,變形逐步累積,滑面逐步加深,超出錨索加固范圍,致使錨索失效,最終形成整體性的滑動(dòng)變形破壞。

5 處治方案

目前常見(jiàn)的滑坡治理方法大致可以分為三大類(lèi)[1-4]。第一類(lèi)是降低水對(duì)滑坡的危害程度, 即盡可能地把地表水消除掉,可采用“截”、“排”、“護(hù)”、“填”等措施；第二類(lèi)是改善土體的本身力學(xué)強(qiáng)度, 增大滑坡面間的抗滑力,盡可能減輕坡面重量加重坡腳壓重的方法, 或者設(shè)置擋墻的方式；第三種是改善滑體的性質(zhì),即采用錨桿、灌注水泥砂漿、砂井等措施,從而達(dá)到加固土體的效果,提高滑坡面的穩(wěn)定性。

結(jié)合本項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況, 建議在坡前采用雙排抗滑樁進(jìn)行強(qiáng)支擋。 根據(jù)滑坡推力情況綜合分析,在滑坡左側(cè)設(shè)置兩排抗滑樁支擋, 抗滑樁尺寸為1.6m×2.2m,樁長(zhǎng)25～55m；在滑坡右側(cè)及影響變形區(qū)設(shè)置2.0m×3.0m 抗滑樁,樁長(zhǎng)30～60m；抗滑樁間距均為4m,樁身采用C30 混凝土澆筑。

由于前緣急劇變形區(qū)存在多層淺層滑動(dòng)面,在滑坡前緣采用加筋土反壓,以提高滑坡抗滑力,同時(shí)防止邊坡發(fā)生越頂變形。 在滑坡后方進(jìn)行減載,以到降低滑坡的下滑力。 將急劇變形區(qū)的裂縫區(qū)進(jìn)行翻挖壓實(shí)。 坡面排水, 在滑坡區(qū)設(shè)置多級(jí)排水溝, 排水溝尺寸為30cm×30cm,采用M10 漿砌片石砌筑。 同時(shí),充分利用張拉凹槽Ⅰ,將張拉凹槽Ⅰ后緣坡面的地表水體引入張拉凹槽Ⅰ排離坡面,同時(shí)在前緣布置深層泄水孔。 處治方案平面見(jiàn)圖7。

圖7 處治方案平面圖

為了便于抗滑樁的施工,同時(shí),提高滑坡前緣的抗滑力,需要在原一級(jí)邊坡區(qū)域堆填一個(gè)施工平臺(tái),以便保障施工順利、安全地進(jìn)行。 處治方案造價(jià)約為2455 萬(wàn)元,反壓回填約為207 萬(wàn)，共計(jì)2662 萬(wàn)元。 目前滑坡變形得到有效控制,防護(hù)工程取得了圓滿成功。

6 結(jié)論

(1)該案例工程滑坡是一個(gè)前緣急劇滑動(dòng)而牽引引發(fā)的一個(gè)復(fù)合型滑坡。 勘察區(qū)的地形地貌特征、巖層產(chǎn)狀、地層分布等現(xiàn)象符合古滑坡特點(diǎn), 因此判定勘察區(qū)為古滑坡地段。

(2)人類(lèi)工程活動(dòng)和降雨是滑坡產(chǎn)生的主導(dǎo)因素,使得巖土體強(qiáng)度降低,滑面逐步加深,超出錨索加固范圍,最終形成整體性的滑動(dòng)變形破壞。

(3)該滑坡在采用抗滑樁,滑坡前緣加筋土反壓,滑坡后緣進(jìn)行削坡減載, 坡面排水等防護(hù)措施下使該路段得到安全有效的保障。