福寧高速公路八尺門滑坡病害分析與整治對策

張 亮，廖小平，2

(1.中國鐵道科學研究院，北京 100081;2.中鐵西北科學研究院有限公司，蘭州 730000)

1 工程環境和地質條件

1.1 地形地貌與氣候氣象

滑坡區所在的福建福鼎八尺門地處濱海丘陵地貌，為丘陵坡積裙地貌單元，地形高差相對較大，高差約60 m。微地貌可辨釋出多處后部圈椅狀、前部地形凸出和坡體呈緩坡臺階狀的古老滑坡地形地貌特征。當地氣候屬中亞熱帶海洋性季風氣候，年平均氣溫13.4℃ ～20.2℃，年平均降雨量1 250～2 350 mm，無霜期 235 ～ 300 d[1]。

1.2 工程地質與水文地質

八尺門滑坡區位于福鼎白堊系火山噴發盆地東南緣，地處福鼎—霞浦斷裂帶東側。地層主要分布為:上覆坡積碎石土及殘積亞黏土，下伏石帽山群下段下組英安質晶屑凝灰巖，局部為凝灰巖。

該滑坡區內水文地質復雜，地表水系不發育，地下水豐富。地下含水層主要有兩層:第一層為亞黏土含水層，其孔隙較大、連通性較好，鉆孔提桶抽水試驗結果為1.3～24.0 t/d;地下水類型為第四系孔隙潛水，接受大氣降水補給。第二層為殘積土層及以下風化土含水層，為弱承壓型潛水，其補給來源于大氣降雨的垂直滲透。徑流方向受地形控制，排泄方式以泉點的形式為主，滑坡區內泉點流量0.01～2.20 L/s。

2 滑坡病害性質及產生原因

2.1 滑坡變形歷史與發展

2000年5 月，由于連續降雨作用和沙呂線改線工程影響，造成沙呂線邊坡產生明顯的滑移變形和破壞，產生了1號滑坡體。2000年9月至2001年10月，隨著八尺門互通主線路塹邊坡開挖工程的施工，逐步誘發了2號、3號和4號滑坡體的變形復活［2-3］。如圖1所示。

2.2 滑坡產生原因

1)古老滑坡堆積體脆弱的地質環境背景，是其產生嚴重的滑坡病害的地質基礎。

2)路塹開挖破壞了坡體原有的力學平衡，是其產生滑坡變形和破壞的主要觸發條件之一。

3)地下水的作用是其主要影響因素之一。

4)持續暴雨的作用，隨著地表水體的大量入滲，加劇了各種動靜水的作用和影響。

3 滑坡病害特征及穩定性分析

1號滑坡中前部基本沿古老滑動面滑動，后部牽引坡體拉裂，滑坡后緣裂縫拉開寬度達1.6 m，滑坡后壁下錯1.0～1.5 m。2號滑坡前期變形破壞體現為淺層滑動，古老滑動面位于設計主線路基高程附近，隨著主線路基向下開挖，如不進行工程治理，必將持續發展和擴大，直至古老滑坡整體復活。3號滑坡a區滑帶發育于坡殘積層及砂土狀強風化凝灰巖內部，由于受滑動方向制約，其整體穩定系數介定為1.05左右。對于b、d、e區滑坡，其滑帶發育集中于強風化巖層的頂底界面軟層，穩定系數為1.05左右。對于 c區滑坡，其坡體結構條件與兩側古老滑坡體具有明顯的差異，就當前變形而言，亦可分為深淺兩層，淺層滑坡穩定系數為1.02左右，深層滑坡穩定系數為1.05左右。4號滑坡可分為前后兩級，前級滑坡變形破壞嚴重，穩定系數判斷為1.0;經坡體深部位移監測揭示，其后級滑坡存在蠕動變形跡象，但暫無地表變形反映，其穩定系數判斷小于1.1。典型斷面如圖2所示。

圖1 八尺門滑坡分區平面示意

圖2 3號滑坡主軸斷面

4 滑坡治理工程

4.1 1號和2號滑坡體的主要治理工程措施

1)在該滑坡體上部局部刷方減重，清理坡面變形破壞體，減少下滑推力;

2)在BCK0+405～+460段右側坡腳設計抗滑擋墻工程，加強坡腳支擋;

3)夯填主要滑坡裂縫，結合沙呂線改線工程完善該滑坡區的地表排水系統，并結合抗滑擋墻在BCK0+405～+460段設計支撐滲溝，引排坡體地下水。

4)在K23+840～AK0+100段右側第一階路塹邊坡平臺設計預應力錨索抗滑樁一排共43根，強力支擋開挖路塹邊坡坡腳;

5)在K23+900～AK0+100段右側第二階路塹邊坡坡面設計預應力錨索地梁加固;

6)在K23+840～AK0+100段右側第一、二階路塹邊坡坡腳設計仰斜平式鉆孔排水工程，并對主要泉水濕地設計地下水引排工程處理。

4.2 3號和4號滑坡體的主要治理工程措施

根據3號、4號滑坡的病害性質、變形現狀、產生原因、穩定程度和發展趨勢，結合互通區路塹開挖工程設計的實際情況，在有關各滑坡條塊的穩定度評估、滑帶指標反算和滑坡推力計算等分析計算成果資料的基礎上，設計采用預應力錨索抗滑樁、預應力錨索框架、仰斜平孔排水和抗滑擋墻等綜合治理工程措施對其進行工程整治［4-6］。詳見圖3所示。

5 滑坡監測與治理工程效果評價

為了分析研究八尺門滑坡病害性質、體積規模、滑面位置、穩定程度和發展趨勢，對八尺門滑坡開展了包括地表變形監測、地下變形監測、重點結構物變形監測、錨索應力監測、樁側應力監測、地下水監測、以及錨索抗拔破壞試驗等較為全面和系統的滑坡監測與試驗工作。以便掌握滑坡坡體變形動態特征與規律，了解支擋加固工程結構的受力狀態，并作為該滑坡區治理工程動態設計和信息化施工的基礎和評價治理工程效果的依據。八尺門滑坡區共設地表位移監測點104個，滑體深部位移測斜監測45孔，同時進行地下水位監測;抗滑樁樁頂及樁身位移監測共8根，設深部位移測斜管18孔;抗滑樁樁側應力監測共8根，設土壓力計45個;錨固工程的錨索測力計監測設21孔，并完成錨索抗拔力破壞試驗共9孔。

圖3 八尺門3號、4號滑坡主要治理工程平面布置圖

監測成果顯示:八尺門滑坡區的地表位移和坡體深部位移及抗滑樁樁身變形已趨于穩定;預應力錨索的應力變化在正常的范圍以內;抗滑樁樁側應力均小于設計值。并且沒有發現新的宏觀變形破壞跡象。因此，綜合分析監測成果，可以認為八尺門滑坡當前處于基本穩定狀態，其治理工程效果明顯，達到和滿足設計目的和工程要求。

6 結語

1)工程場地穩定性評價的重要性。在八尺門互通區建設初期，由于忽視了古老滑坡的存在，其互通主線和匝道基本設計在古老滑坡體的中前部，并以開挖路塹的形式通過。這就直接切斷了滑坡坡體的力學聯系，破壞了原有坡體的力學平衡，觸發了大范圍和多區域的路塹邊坡失穩及古老滑坡體的復活，造成了較為嚴重的工程病害和損失。

2)滑坡災害認識與判斷的重要性。在八尺門滑坡病害發生的前期，主要體現為1號、2號滑坡區內路塹邊坡的局部變形和破壞;由于受認識水平、工作深度及工程投資等多種因素影響和制約，對該滑坡的危害性認識不足，存在一定程度的判斷失誤的問題，以致在互通主線和匝道路塹全面開挖的情況下，誘發了大面積滑坡復活變形和破壞。相反地，在該滑坡治理工程后期，加強了該滑坡的研究分析和方案論證，對該滑坡的認識和判斷正確，及時地采取了有效的治理工程措施，并強化預加固的設計理念，成功地治理了八尺門滑坡病害。

3)互通區滑坡病害發育的規律性。對于山區高速公路建設，由于其地形條件困難、地質條件復雜，其互通區一般需要設計在相對較為寬緩的場地，而古老滑坡發育區往往具有這種地形條件或地貌特征;不少高速公路的互通區就可能不適當地選址于古老滑坡堆積體上，且山區地形的互通立交難免設計深挖路塹工程，從而較易引起古老滑坡體的復活變形和破壞。因此，高速公路的互通區選址應盡可能避開古老滑坡堆積體，如受線位控制，應在準確詳實查明滑坡工程地質條件及互通區工程作用和影響的基礎上，優化線位布置，避免或減少對古老滑坡體的擾動，并且設計采用有效的預加固工程措施，確保坡體穩定和工程安全。

[1] 福建省閩東工程勘察院.福寧高速公路八尺門互通區滑坡工程地質勘察報告［R］.福州:福建省閩東工程勘察院，2001.

[2] 李敏.福寧高速公路八尺門滑坡變形演化規律預測研究［J］.掘進工程，2005(8):35-37.

[3] 向彤.八尺門滑坡穩定性評價及治理［J］.公路交通技術，2004(3):15-18.

[4] 中鐵西北科學研究院.福寧高速公路八尺門互通區3#、4#滑坡治理工程設計文件［R］.蘭州:中鐵西北科學研究院，2001.

[5] 王浩，范大軍，張躍明.330國道 K17滑坡病害的分析與治理［J］.鐵道建筑，2008(2):86-88.

[6] 劉勝群，陳春雷，海均.桂柳高速公路滑坡治理與監測［J］.鐵道建筑，2009(8):93-94.