作者簡(jiǎn)介：曾志友（1993—），工程師，主要從事高速公路建設(shè)管理、施工質(zhì)量管理工作。

摘要：文章通過(guò)分析廣西西北部山嶺重丘地區(qū)天峨至北海公路（天峨經(jīng)鳳山至巴馬段）高大順向邊坡滑塌處治及高性能無(wú)土噴播技術(shù)聯(lián)合防護(hù)案例，介紹可溶巖與非可溶巖交界處邊坡的工程特性，并探索應(yīng)用多種措施穩(wěn)定邊坡及生態(tài)復(fù)綠，包括采用削坡減載、增設(shè)寬平臺(tái)、錨噴防護(hù)、錨索格梁、高性能無(wú)土生態(tài)噴播等措施進(jìn)行處治，同時(shí)對(duì)可溶巖與非可溶巖交界面高大順向邊坡的塌方處治設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹，為類似地形邊坡滑塌處治提供設(shè)計(jì)參考和建議。

關(guān)鍵詞：可溶巖與非可溶巖交界面；順向邊坡滑塌；無(wú)土生態(tài)噴播；品質(zhì)綠色雙示范

0 引言

隨著廣西中心盆地及沿海三市地區(qū)的高速公路路網(wǎng)逐步完善，路網(wǎng)向廣西北部、西北、東北、西南等方位延伸勢(shì)在必行，廣西高速公路建設(shè)向大石山區(qū)、山嶺重丘區(qū)、巖溶發(fā)育地區(qū)等“三區(qū)”推進(jìn)成為今后建設(shè)的新常態(tài)。了解典型邊坡失穩(wěn)破壞的成因及采用適當(dāng)?shù)墓こ躺鷳B(tài)綜合防護(hù)，是當(dāng)前交通領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。本文以天峨至北海公路（天峨經(jīng)鳳山至巴馬段）高速公路邊坡綜合整治的實(shí)際案例，提出整治巖體交界面高大順向邊坡滑塌的措施，并分享一些設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)。

1 邊坡滑塌概況

本文所討論的高速公路邊坡案例位于廣西西北部鳳山縣某鄉(xiāng)，邊坡滑塌發(fā)生于2022-01-03的開挖過(guò)程中，滑塌長(zhǎng)度約為110 m，塌方總面積為766 m²，塌方體平均深度為3.5 m，且坡面多處可見寬度約為5～8 cm的裂縫，呈楔形狀，塌方體上方巖土脫空，兩側(cè)巖體及截水溝有多處裂縫，但并未貫通，坡面有進(jìn)一步滑動(dòng)趨勢(shì)。2022-01-18，邊坡進(jìn)一步沿巖層面崩塌，形成較大的崩塌面，滑塌長(zhǎng)度約為140 m，塌方總面積為4 360 m²，塌方體平均深度為7.5 m，屬于典型的推移式滑坡。

2 滑塌形態(tài)特征

該滑塌體總體呈現(xiàn)出頭部小、中下部寬，類似反轉(zhuǎn)90°的梯形形狀，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)復(fù)核，為褐黃色碎石，厚度變化大，基巖為二迭系下統(tǒng)茅口階灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r，中風(fēng)化，薄層狀構(gòu)造，巖體破碎，巖質(zhì)較硬。該邊坡位于天峨箱狀背斜南翼的隆梅-砦牙向斜褶皺區(qū)內(nèi)，受褶皺作用影響，邊坡不同區(qū)域產(chǎn)狀變化較大。巖層產(chǎn)狀整體朝正東方向，第1級(jí)～第3級(jí)邊坡中部巖層傾角相對(duì)較平緩，頂部及兩側(cè)較陡，整體呈上陡下緩特征。局部坡面發(fā)育全風(fēng)化鈣泥質(zhì)粉砂巖，呈硬土狀，主要集中在邊坡的兩側(cè)邊角及最頂部坡面。

滑塌體碎石主要堆積于該邊坡前緣，呈扇形分布，形成高約40 m、坡度為40°～60°的高陡堆積體，這對(duì)下緣路基及附近互通區(qū)匝道橋有產(chǎn)生次生地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)隱患。因此，對(duì)該滑塌邊坡的處治有利于消除安全隱患，保障高速公路運(yùn)營(yíng)安全。

3 滑塌處地質(zhì)地貌條件

沿線表層為第四系（Q）覆蓋，下伏基巖為泥盆系、石炭系、二迭系、三迭系的碎屑巖-碳酸鹽巖地層?；鷧^(qū)屬于二迭系棲霞組，上段為灰?guī)r段，灰-深灰色中厚層致密石灰?guī)r；下段為砂巖段，灰白色薄-中厚層石英砂巖夾頁(yè)巖。位于峰叢洼地與剝蝕低山的過(guò)渡地貌，自然橫坡為30°～35°，植被以雜草-灌木為主。表層為褐黃色碎石，厚度變化大，基巖為二迭系下統(tǒng)茅口階灰?guī)r，中風(fēng)化，中厚層狀構(gòu)造，巖體破碎，巖質(zhì)較硬。邊坡開挖線位于巖性碎屑巖與灰?guī)r的交界面附近，巖性界面變化復(fù)雜，巖層傾向總體向外側(cè)，屬于順向邊坡，對(duì)邊坡穩(wěn)定性不利；邊坡整體穩(wěn)定性較差，位于巖體交界路段，巖體風(fēng)化強(qiáng)烈，開挖過(guò)程中易沿碎屑巖與灰?guī)r的交界面發(fā)生滑動(dòng)，易產(chǎn)生許多邊坡失穩(wěn)的問(wèn)題。

4 滑塌失穩(wěn)機(jī)理分析

4.1 地質(zhì)構(gòu)造的控制作用

該邊坡位于天峨箱狀背斜南翼的隆梅-砦牙向斜褶皺區(qū)內(nèi)。受褶皺作用影響，邊坡不同區(qū)域產(chǎn)狀變化較大，且?guī)r體破碎。

4.2 巖性接觸帶的風(fēng)化作用

該邊坡位于可溶巖與非可溶巖的接觸帶，由于接觸帶巖性差異大，巖體間結(jié)合不緊密，風(fēng)化作用強(qiáng)，巖性界面埋深淺，降雨易入滲，下伏的可溶巖更易發(fā)生溶蝕作用，故在巖性界面易發(fā)育風(fēng)化土，從而形成軟弱結(jié)構(gòu)面或者夾土層，對(duì)邊坡穩(wěn)定性不利。此外，巖性分界面的在邊坡工點(diǎn)空間尺度往往是不規(guī)則的，而邊坡按標(biāo)準(zhǔn)坡率放坡，二者空間組合往往導(dǎo)致同一坡面不同巖性交替出現(xiàn)、軟弱結(jié)構(gòu)面被反復(fù)切割暴露，導(dǎo)致邊坡易產(chǎn)生滑塌。

4.3 薄層構(gòu)造的發(fā)育作用

巖體為薄層狀灰?guī)r，層間巖體抗剪能力差，受不可避免的施工擾動(dòng)影響（如臨近隧道的施工爆破），易發(fā)生剝落、掉塊，根據(jù)巖層組合易形成楔形體滑動(dòng)。在順向軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育的情況下，易沿巖層面發(fā)生順向滑動(dòng)。

4.4 人的因素作用

除了自然因素之外，該邊坡的滑塌還有一部分原因歸咎于人的因素。在設(shè)計(jì)勘察階段，設(shè)計(jì)單位地質(zhì)勘察手段有限，設(shè)計(jì)深度和針對(duì)性不足，實(shí)際揭露地質(zhì)位于構(gòu)造發(fā)育的可溶巖與非可溶巖接觸帶，邊坡整體穩(wěn)定性較差，與設(shè)計(jì)勘察地質(zhì)不符^[1]。設(shè)計(jì)單位對(duì)邊坡地質(zhì)勘察補(bǔ)點(diǎn)較少，對(duì)地質(zhì)情況分析不到位，沒(méi)有勘察出高大邊坡開挖后臨空面和潛在巖性交界滑動(dòng)面組成的新滑坡，邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)未能有預(yù)見性地采取冗余設(shè)計(jì)和容錯(cuò)設(shè)計(jì)。同時(shí)，施工單位施工組織不合理，未能及時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況采取加強(qiáng)防護(hù)和坡面防排水等措施；原巖體內(nèi)經(jīng)邊坡開挖施工活動(dòng)，巖體應(yīng)力場(chǎng)平衡被打破，未嚴(yán)格落實(shí)“開挖一級(jí)、防護(hù)一級(jí)、綠化一級(jí)”建設(shè)理念。

綜上所述，本次邊坡滑塌失穩(wěn)的機(jī)理主要是地質(zhì)構(gòu)造的控制作用、巖性接觸帶的風(fēng)化作用、薄層構(gòu)造的發(fā)育作用、人的因素作用，使邊坡在可溶巖與非可溶巖接觸帶的位置，巖土體抗剪強(qiáng)度明顯降低，沿巖層面發(fā)生順向滑動(dòng)，產(chǎn)生推移式滑塌。

5 原設(shè)計(jì)情況

本案例路塹邊坡的最大坡高約93 m，共7級(jí)坡，根據(jù)原“一坡一設(shè)計(jì)”工點(diǎn)圖，各級(jí)坡率均采用1∶1進(jìn)行放坡，每15 m開挖1級(jí)，每級(jí)設(shè)寬1.5 m平臺(tái)，放坡后各級(jí)坡面均采用“掛主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)+12 m隨機(jī)錨桿+植藤”的方式進(jìn)行防護(hù)。

6 綜合整治措施研究

根據(jù)專家評(píng)審意見及結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)塌方情況，推薦采用“削坡減載+寬平臺(tái)+全坡面錨噴防護(hù)+錨格梁^[2]+無(wú)土生態(tài)噴播復(fù)綠”等組合方式進(jìn)行處治。

6.1 削坡減載

為了避免該滑塌體上部未擾動(dòng)山體及兩側(cè)陡峭山體繼續(xù)發(fā)生失穩(wěn)滑塌。采用全坡面削坡減載，在清除坡腳前緣滑塌體后，各級(jí)按1∶1坡率重新放坡，每15 m分1級(jí)，消除各級(jí)滑動(dòng)面和坡面裂縫，確保邊坡整體穩(wěn)定。

6.2 增設(shè)寬平臺(tái)

為避免地質(zhì)情況誤判，設(shè)計(jì)階段宜采用一級(jí)或多級(jí)寬大平臺(tái)等冗余設(shè)計(jì)和容錯(cuò)設(shè)計(jì)。在第2級(jí)邊坡增設(shè)10 m寬平臺(tái)，碎落臺(tái)及其余各級(jí)平臺(tái)寬1.5 m，取消各級(jí)平臺(tái)花壇和坡頂截水溝。

可溶巖與非可溶巖接觸帶邊坡風(fēng)化土十分發(fā)育，不可控因素較多，通過(guò)設(shè)置10 m寬的大平臺(tái)，形成類似高填路堤反壓護(hù)道的效果，可提升第2級(jí)以上邊坡穩(wěn)定；同時(shí)預(yù)留足夠的緩沖空間，可防止發(fā)生突然性、大范圍的邊坡滑塌和落石，威脅運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的行車安全；設(shè)置寬平臺(tái)也可為中長(zhǎng)期預(yù)留村道改路空間，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟煌ńㄔO(shè)發(fā)展。

6.3 全坡面錨噴防護(hù)

為將該邊坡受水的影響降到最低，第1級(jí)采用錨索格梁+坡面掛網(wǎng)噴混凝土進(jìn)行封閉，第2級(jí)～第6級(jí)各級(jí)均采用錨固掛網(wǎng)噴混凝土進(jìn)行防護(hù)，采用Ⅰ型錨桿，第2級(jí)～第4級(jí)錨桿長(zhǎng)12 m，第5級(jí)～第6級(jí)錨桿長(zhǎng)9 m。

褶皺帶、薄層順向可溶巖發(fā)育路段、巖性交界路段，節(jié)理裂隙十分發(fā)育，建議采用全坡面封閉措施。結(jié)合本案例情況，建議設(shè)計(jì)階段宜采用傳統(tǒng)的（掛網(wǎng)）噴射混凝土^[3]進(jìn)行防護(hù)，以滿足坡面防沖刷及坡面穩(wěn)定要求，最大限度隔絕水分滲入破碎巖面，減少掉塊風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)能有效減少主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)清理落石的費(fèi)用，明顯節(jié)約人、材、機(jī)的成本，并綜合考慮周邊巖土開挖、構(gòu)造物施工影響，避免爆破震動(dòng)對(duì)地質(zhì)薄弱帶造成潛在損傷。

6.4 錨格梁

為了整體提升坡腳穩(wěn)定性并降低順層再次滑動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。第1級(jí)采用錨索格梁進(jìn)行防護(hù)。采用Ⅰ型錨索，單根長(zhǎng)20 m，共5排，入射角θ=15 °，抗拔力設(shè)計(jì)值為400 kN。

邊坡因巖體應(yīng)力場(chǎng)平衡被打破與開挖臨空面無(wú)反力支撐而導(dǎo)致的順向坡滑動(dòng)，是最常發(fā)生的一種破壞形式。該類順向坡滑坡治理在設(shè)計(jì)階段應(yīng)盡量避免采用抗滑樁，本案例邊坡第1級(jí)采用錨索格梁進(jìn)行防護(hù)，該防護(hù)形式可在連續(xù)強(qiáng)降雨下、邊坡前緣第一級(jí)坡切坡、坡腳不穩(wěn)等較極端因素共同影響下，配合錨索控制其變形，與格梁共同作用，起到阻滑作用和位移限制作用，這對(duì)邊坡穩(wěn)定至關(guān)重要。

6.5 無(wú)土生態(tài)噴播復(fù)綠

為了契合“綠水青山就是金山銀山”的綠色發(fā)展理念，更有利于實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展，采用高性能無(wú)土噴播木纖維技術(shù)進(jìn)行復(fù)綠。

在坡面混凝土全封閉穩(wěn)定一段時(shí)間后，采用高性能無(wú)土噴播木纖維復(fù)綠技術(shù)，開啟大面積混凝土坡面生態(tài)修復(fù)新思路，在該邊坡應(yīng)用過(guò)程中，生態(tài)修復(fù)措施復(fù)綠效果明顯，具有大面積高效機(jī)械作業(yè)效率高、儲(chǔ)水保溫復(fù)綠快、復(fù)綠飽和度及復(fù)綠率均勻性好、整體構(gòu)成立體互鎖巖石坡面永久持綠效果好等優(yōu)點(diǎn)。該措施主要是用于邊坡封閉穩(wěn)定后采用，有效消除了高速公路可視范圍內(nèi)大面積混凝土坡面裸露造成的視覺(jué)影響。

7 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)天峨至北海公路（天峨經(jīng)鳳山至巴馬段）高速公路高大順向邊坡滑塌處治案例，本文可總結(jié)經(jīng)驗(yàn)如下：

（1）在高速公路選線階段，應(yīng)重點(diǎn)避免山體大挖大填大防護(hù)；如無(wú)法避免，可通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低坡體高度，盡量不超過(guò)四級(jí)邊坡，減少開挖深度，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2）勘察設(shè)計(jì)階段巖溶地區(qū)可行性研究勘察和初步勘察應(yīng)查明擬建場(chǎng)地巖溶發(fā)育規(guī)律和巖溶形態(tài)的分布規(guī)律，宜采用工程地質(zhì)測(cè)繪和多種物探方法進(jìn)行綜合判釋?？碧近c(diǎn)間距宜適當(dāng)加密，勘探孔深度揭穿對(duì)工程有影響的表層發(fā)育帶即可。設(shè)計(jì)單位要加強(qiáng)山嶺重丘地區(qū)的地質(zhì)勘探工作，減少地質(zhì)誤判的情況發(fā)生。

（3）施工階段應(yīng)組織相關(guān)單位有針對(duì)性地開展地質(zhì)復(fù)核工作，針對(duì)高大邊坡、各種地質(zhì)薄弱帶的開挖條件進(jìn)行動(dòng)態(tài)確認(rèn)，并建立“一坡一設(shè)計(jì)”動(dòng)態(tài)管理臺(tái)賬，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)依據(jù)實(shí)際工程性質(zhì)，并充分考慮“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五要素，結(jié)合工期與費(fèi)用等條件，選擇最適宜的施工方法。

（4）高邊坡滑塌治理作為災(zāi)害整治的重要組成部分，各參建單位應(yīng)高度重視高邊坡滑塌治理。高邊坡滑塌治理不僅要達(dá)到基礎(chǔ)的防護(hù)作用，還要盡量做到減少工程費(fèi)用、保持防護(hù)美觀、尊重自然和諧的效果。否則以破壞自然規(guī)律作為代價(jià)來(lái)防治滑塌只會(huì)導(dǎo)致未來(lái)更多問(wèn)題的出現(xiàn)。高邊坡滑塌的防治實(shí)質(zhì)上就是采用人工措施保持和恢復(fù)邊坡的長(zhǎng)期穩(wěn)固，但不可一味削坡減載，在建設(shè)用地與環(huán)境保護(hù)政策愈加嚴(yán)格的情況下，采用各類工程技術(shù)手段穩(wěn)固坡面將是我國(guó)未來(lái)邊坡治理大趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

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