■楊 勃

（南平延順高速公路有限責(zé)任公司，南平 353204）

福建南平屬丘陵地帶，公路建設(shè)中常存在高挖低填，大填大挖，形成較多的高陡邊坡，邊坡的穩(wěn)定性成為影響高速公路建設(shè)和保障公路正常通行的重要因素之一[1]。 邊坡失穩(wěn)破壞是一種公路常見的地質(zhì)災(zāi)害，會(huì)導(dǎo)致道路堵塞，甚至引發(fā)交通事故[2-3]。本研究以海西高速公路網(wǎng)南平至順昌高速公路A5合同段順昌互通A 匝道AK0+550～AK0+677.247 及CK0+000～CK0+050 段右側(cè)多級(jí)路塹滑坡治理為例，通過分析路塹邊坡工程地質(zhì)條件，調(diào)研滑坡病害發(fā)展過程，對(duì)滑坡成因進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上提出滑坡治理方案，通過邊坡穩(wěn)定性分析和加固后邊坡變形監(jiān)測，論證處置效果的有效性，為公路邊坡處治技術(shù)提供參考。

1 路塹邊坡工程地質(zhì)條件

南平至順昌高速公路A5 合同段順昌互通A匝道AK0+550～AK0+677.247 及CK0+000～CK0+050 段右側(cè)邊坡原設(shè)計(jì)為四級(jí)邊坡， 第一級(jí)設(shè)計(jì)坡率為1∶1.0，采用路塹CS 混合纖維植灌防護(hù)；第二級(jí)設(shè)計(jì)坡率為1∶1.25，采用路塹CS 混合纖維植灌防護(hù)；第三級(jí)設(shè)計(jì)坡率為1∶1.25，采用路塹拱型骨架噴草防護(hù)；第四級(jí)設(shè)計(jì)坡率為1∶1.25，采用路塹機(jī)械液壓客土噴草防護(hù)。 邊坡地處剝蝕丘陵地貌，溝谷多呈“U”形，標(biāo)高為160～280 m，丘陵與河谷相對(duì)高差100～120 m，谷坡坡度20°～25°，場地屬山坡地，線路縱向地形起伏較大， 橫向坡面由右向左傾斜，橫向坡度15°～20°。

根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)繪及勘察成果，場地上覆土層為第四系坡積層、殘積層，下伏基巖為麻源群石英片巖。 巖層產(chǎn)狀330°∠40°， 各巖土層工程特征如下：（1）坡積粉質(zhì)粘土：灰色，灰黃色，可塑～硬塑，稍濕，成分以粉粘粒為主，石英顆粒含量10%～20%，局部碎石含量5%～15%，干強(qiáng)度中等，韌性中等～差，表層夾根系。（2）殘積砂質(zhì)粘性土：褐黃色，可塑～硬塑，稍濕，原巖為石英片巖，除石英外礦物風(fēng)化呈土，大于2 mm 石英顆粒含量約10%，干強(qiáng)度中等，韌性中等，具有遇水軟化、崩解特點(diǎn)。 （3）全風(fēng)化石英片巖：灰黃色，砂土狀，除石英外其余礦物均風(fēng)化呈土，礫粒含量10%～15%，巖芯手搓即散，遇水軟化崩解，局部風(fēng)化不均可見少量碎塊。 （4）砂土狀強(qiáng)風(fēng)化石英片巖：灰黃色，散體狀，除石英外其余礦物大多風(fēng)化呈土，礫粒含量15%～20%，巖芯手搓即散，遇水軟化崩解。 （5）碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化石英片巖：淺灰色，變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，巖芯破碎，巖芯呈碎塊狀，塊徑2～4 cm，巖質(zhì)較軟，錘擊易碎。（6）中風(fēng)化石英片巖：灰白色，青灰色，變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，巖石較新鮮，巖質(zhì)堅(jiān)硬，巖體較完整，巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖芯多短柱～柱狀，節(jié)長5～25 cm，錘擊聲脆，不易擊碎。 RQD=35%～60%。

2 滑坡病害發(fā)展過程及成因分析

2.1 滑坡病害發(fā)展過程

該邊坡地質(zhì)情況復(fù)雜，由于未進(jìn)行專項(xiàng)地質(zhì)勘察，前期地質(zhì)勘察成果存在局限性，原邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)方案偏弱。 此外，邊坡開挖、支護(hù)施工期間持續(xù)強(qiáng)降雨，導(dǎo)致南平至順昌高速公路A5 合同段順昌互通A 匝道AK0+550～AK0+677.247 及CK0+000～CK0+050 段右側(cè)多級(jí)路塹在施工過程中出現(xiàn)階段性的滑坡病害。 2014 年11 月24 日，路塹邊坡開挖至一級(jí)邊坡時(shí)，受連續(xù)降雨影響，一、二階邊坡坡面局部溜塌，二階、三階邊坡坡面及坡頂出現(xiàn)了多道裂縫， 裂縫寬度約3～10 mm， 邊坡后山裂縫長約20 m，寬約25 cm，見圖1（a)和圖1（b)。

圖1 邊坡病害

為避免病害進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)一階和二階增設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索框架，并增加泄水孔排水。 但2015 年3 月進(jìn)入雨季，受連續(xù)強(qiáng)降雨影響，錨固工程施工進(jìn)度較為緩慢，隨雨量增多，坡體變形進(jìn)一步加劇，2015年4 月至5 月該邊坡出現(xiàn)局部坍塌，裂縫范圍加大，路基隆起（圖2）。

圖2 路基床隆起

2015 年5 月25 日起，根據(jù)坡體變形情況，在一級(jí)邊坡腳（路床）進(jìn)行回填反壓，減緩變形；同時(shí)加快二階坡面錨索框架施工進(jìn)度并及時(shí)對(duì)已施工框架錨索進(jìn)行預(yù)張拉，做好臨時(shí)排水措施，防止坡腳積水。 但由于持續(xù)強(qiáng)降雨，坡腳反壓工作進(jìn)展緩慢，坡體變形進(jìn)一步加劇。2015 年6 月13 日，路基隆起范圍進(jìn)一步加大，坡頂多處見張拉、下錯(cuò)裂縫（圖3），最大高度約2.5 m，部分裂縫已貫通，第一階部分已施作的框架梁損壞，部分錨索墊板破壞，邊坡對(duì)側(cè)水溝出現(xiàn)擠壓破壞，局部隆起高度約20 cm，坡腳水量豐富（圖4）。

圖3 裂縫下錯(cuò)圖

圖4 坡腳地下水出露

2.2 滑坡成因分

2.2.1 地質(zhì)原因

邊坡主體為坡積土、殘積土及風(fēng)化巖，邊坡地質(zhì)條件較差，坡體風(fēng)化深度大，從上到下分別為第四系松散坡積層、可塑狀殘積粘性土層、全～強(qiáng)風(fēng)化層，厚度較大，此類地層遇水易軟化、崩解，呈軟～塑狀，此類地層接受地表降雨補(bǔ)給能力強(qiáng)，持水能力強(qiáng)。 碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化層較厚，該地層連通性好，滲透性大，地下水很發(fā)育。 以上土體滲透性較好，降雨時(shí)雨水會(huì)直接滲入坡體，水位迅速抬升，造成坡體自重增加，全強(qiáng)風(fēng)化巖遇水軟化，土體的粘聚力及內(nèi)摩擦角等力學(xué)指標(biāo)降低，坡體穩(wěn)定性降低。

2.2.2 降雨影響

工程場地位于福建省北部南平市延平區(qū)順昌縣，屬內(nèi)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，受季風(fēng)影響，溫和潮濕、雨量充沛，年平均降雨量1 833.4 mm，最多2 455.9 mm。 施工期間，2014 年11 月、2015 年3 月至6 月持續(xù)降雨，一方面加大邊坡上部坡積粉質(zhì)粘土及石英片巖殘積砂質(zhì)粘性土重力， 增加下滑力，另一方面地下水位的上升起到軟化作用，使其力學(xué)強(qiáng)度明顯降低，從而誘發(fā)工程病害。

2.2.3 人工活動(dòng)影響

公路路塹邊坡開挖形成高差達(dá)23～30 m 臨空面，失去了自然坡體的前緣支撐，邊坡總體抗滑力減低，開挖破壞了山體原有平衡狀態(tài)，此外開挖施工對(duì)土體擾動(dòng)大， 同時(shí)開挖后邊坡暴露時(shí)間較長，且受降雨影響，使得坡體穩(wěn)定性進(jìn)一步降低。

3 滑坡綜合治理

3.1 治理方案

結(jié)合鉆孔揭示的地質(zhì)情況和施工期坡體變形情況，在總結(jié)施工期已實(shí)施滑坡治理措施的基礎(chǔ)上，提出采用“坡腳反壓+錨固工程原位加固+抗滑樁支擋”的處理方案，滑坡治理典型斷面見圖5。 具體方案如下：（1）第一階采用加厚護(hù)面墻+錨索框架，第二階采用預(yù)應(yīng)力錨索框架。 （2）第一階平臺(tái)設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁，樁頭設(shè)置3 根預(yù)應(yīng)力錨索，抗滑樁露出第一階平臺(tái)2 m，平臺(tái)以下部分采用圓樁，樁徑2 m，平臺(tái)以上采用方樁，樁身采用C30 砼澆筑，樁間距4～6 m。 （3）為了確保錨索抗滑樁頂與坡體之間的連接密貼和樁間填土穩(wěn)定，在樁頂與坡體之間采用C15 混凝土進(jìn)行回填，抗滑樁間增設(shè)C15 混凝土護(hù)腳，形成與樁頂齊平的平臺(tái)，施工應(yīng)確保美觀。 （4）考慮該滑坡施工過程中已產(chǎn)生較大位移，已施工完成的錨索預(yù)應(yīng)力損失較大，將新做框架與原設(shè)計(jì)錨索位置錯(cuò)位布置，并將已施工錨索作為邊坡支護(hù)安全儲(chǔ)備考慮，采用錨墩構(gòu)造。 （5）考慮已施工的一級(jí)邊坡部分框架由于滑坡體位移較大已傾入路線范圍，且錨索預(yù)應(yīng)力損失較大，錨索框架嚴(yán)重?fù)p壞，將一級(jí)邊坡小里程方向4 榀錨索框架酌情利用，剩余框架梁進(jìn)行鑿除并調(diào)整為加厚護(hù)面墻。 （6）第一、二階設(shè)置排水平孔，長20～30 m，間距4 m，可以根據(jù)現(xiàn)場情況適當(dāng)調(diào)整間距及打設(shè)長度，但應(yīng)確保出水率不小于50%。（7）為改善邊坡的排水系統(tǒng)，在坡口線外增設(shè)樹枝狀截水溝。

圖5 AK0+620 滑坡治理斷面圖

3.2 穩(wěn)定性分析

利用Geoslope 軟件對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。該軟件具有強(qiáng)大的土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析功能，能針對(duì)復(fù)雜的土層和滑坡面形狀及多種孔隙水壓力狀況建立2D 計(jì)算模型，且可以考慮土體裂縫和坡體堆載等因素，成為了全國許多大型工程邊坡分析軟件的首選[4-5]。 分別建立邊坡加固前、后計(jì)算模型，結(jié)合穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。 AK0+620 斷面土層參數(shù)和計(jì)算模型見圖6， 計(jì)算中采用的最危險(xiǎn)滑動(dòng)面系通過將現(xiàn)場滑裂面情況和鉆探獲取的邊坡實(shí)際滑動(dòng)位置進(jìn)行擬合后確定。

圖6 AK0+620 斷面穩(wěn)定性分析

AK0+620 斷面加固前后邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表明，加固前正常工況下邊坡穩(wěn)定性系數(shù)為0.924，不滿足穩(wěn)定性要求。 加固后正常工況下邊坡穩(wěn)定性系數(shù)為1.204，不利工況1 對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定性系數(shù)為1.114，滿足JTG D30-2015《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。 穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表明，本路塹邊坡采用“坡腳反壓+錨固工程原位加固+抗滑樁支擋” 的處置方案可以滿足要求。

4 邊坡穩(wěn)定監(jiān)測

為掌握順昌互通AK0+550～AK0+677.247 及CK0+000～CK0+050 段右側(cè)多級(jí)邊坡實(shí)際變形情況，共布置18 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)（圖7），長期監(jiān)測加固后邊坡的深層水平位移。

圖7 監(jiān)測點(diǎn)平面布置

邊坡處置施工完畢至2017 年1 月， 邊坡總體處于穩(wěn)定狀態(tài)。 其中2016 年3 月到至5 月，該地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)降雨，邊坡深部出現(xiàn)一定程度的滑移變形跡象，中前部累計(jì)位移較大，具體見表1 和圖8，但總體穩(wěn)定。 延平高速于2015 年12 月26 日建成通車，迄今已運(yùn)營將近7 年，期間該邊坡未再出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，表明綜合處置是成功的。

表1 各監(jiān)測孔位移和變形情況

圖8 ZK17# 處深度—位移曲線

5 結(jié)語

（1）邊坡開挖減少了坡體抗滑力，對(duì)原有土層造成擾動(dòng)，這是滑坡產(chǎn)生的主要原因。 降雨導(dǎo)致地下水下滲，邊坡重力增大，滑坡面力學(xué)強(qiáng)度降低，進(jìn)而引發(fā)邊坡失穩(wěn)，這是滑坡的誘因。 （2）本項(xiàng)目采用“坡腳反壓+錨固工程原位加固+抗滑樁支擋” 的方案進(jìn)行綜合治理， 穩(wěn)定性計(jì)算和變形監(jiān)測結(jié)果表明，該方案處置效果良好。 （3）邊坡滑坡治理應(yīng)嚴(yán)格實(shí)行動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)和管理，根據(jù)開挖揭示的地質(zhì)條件和邊坡變形情況，及時(shí)調(diào)整治理方案，避免大規(guī)模地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。