十天高速公路漢中西段滑坡綜合治理技術

摘要：結合十天高速漢中西段公路工程滑坡的預防及治理措施，總結了具體的技術經驗，具有一定的參考價值。

關鍵詞：高速公路滑坡 危害 預防 治理

十天高速公路漢中西段沿線地質情況復雜，構造強烈，路線多處于構造帶內，巖體破碎，片巖、千枚巖巖性軟弱，為易滑地層。片巖和千枚巖斜坡上大量的崩積、坡積和洪積等堆積層內含水量較高，隨著前緣坡體的開挖，加之當地降雨量較大，促使坡體滑動變形。截止2010年年底，全線發生各類滑坡139處，勉縣段以膨脹土滑坡和老滑坡復活為主，略陽段以老滑坡復活、堆積層、巖石滑坡為主。

1 工程概況

1.1 地理位置

十天高速漢中至略陽公路起于漢中上元觀（K330+

890）至略陽縣大石牌（K485+400），途經城固、南鄭、漢臺區、勉縣、略陽等5區縣，是我省地震重災區建設的首條高速公路。

1.2 水文、地質概況

1.2.1 地層巖性

沿線出露的堆積層主要為殘坡積、洪積、崩坡積、滑坡堆積成因碎塊石、碎塊石土和砂粘土，局部可見高階地殘留的沖洪積成因卵石層，物質成分不均一，碎塊石含量不均勻，粒徑較大，局部可見漂石，成分主要為風化程度較淺的灰巖、片巖。

沿線出露的基巖主要為上元古界碧口群片巖、千枚巖等，部分路線兩側較遠處較高山梁上大面積灰巖出露，由于沿線構造作用非常強烈，片巖、千枚巖巖體破碎、節理裂隙發育，從而導致了沿線滑坡、高邊坡等病害廣泛分布。

1.2.2 地形地貌

十天高速公路漢中西段沿線屬陜南秦巴山地，北依秦嶺，南鄰大巴山，由隴山余脈、秦嶺和大巴山組成，為中生代末以來全面隆起的褶皺山地。H-C20～H-C26標段內主要為構造侵蝕剝蝕低山-丘陵地貌，海拔較低；H-C26～H-C43標段內主要為構造中低山峽谷地貌，海拔較高，高差較大，山體切割嚴重，地勢起伏較大。

1.2.3 地質構造

路線區域總體為揚子準地臺，區域地質構造非常復雜，區內褶皺強烈，北以陽平關—洋縣斷裂帶與秦嶺褶皺系為鄰，南部延入重慶、湖北兩省（市），由龍門—大巴山緣隆褶帶、四川臺坳組成，路線走廊帶發育的斷裂主要有陽平關—洋縣斷裂、略陽—勉縣斷裂、元墩北—雙河寺斷層、李家大山—人長溝斷層等。由于受區內地質構造的影響，區內河谷深切，巖層破碎，動力地質作用強烈。尤其以略陽—勉縣斷裂帶通過段，巖性軟弱，風化層厚度大，產生的病害較為集中。

1.3 氣候概況

項目區屬北亞熱帶濕潤季風氣候區。氣候垂直差異明顯，以海拔800米和1350米為界，有亞熱帶、山地暖溫帶和山地中溫帶三個氣候類型。勉縣年平均氣溫14.2℃，年平均降雨量841毫米，略陽縣年平均氣溫13.2℃，年平均降雨量826.6毫米。

本項目區位于長江流域漢江水系，沿線所經漢江的較大支流有漢江、沮水、白驛河等。漢江又名漢水，發源于大安西側漢水源，為長江干流之一，呈東西向橫貫漢中盆地，流經勉縣、漢中、城固、洋縣、石泉等地，河床寬窄變化不一，在35～551米之間。流速流量受季節變化控制，水位落差甚大。

2 滑坡分類

目前滑坡分類極不統一，有的采用國外的分類，往往不符合我國的實際情況。國內過去的分類也有不足之處，在分類中不同學者有其不同觀點。早期只分土石混合滑坡、土滑坡及巖石滑坡，按滑坡厚度分淺、中、深，按力學作用分推動、牽引等，后來在寶成技術總結中曾提出過同層、順層、切層等。由于同一滑坡上部是切層，下部也可能是順層，所以用者不多。根據《公路路基施工技術規范（JTGF10-2006）》，滑坡主要分為以下四類：

2.1 淺層流動性滑坡

屬堆積層滑坡，堆積層在地下水或地下水的影響下，或坡腳被切割（人工開挖或河流沖刷等）而形成的滑坡。滑坡體一般多沿下伏的基巖頂面、不同的地質年代或不同的堆積物的接觸面，或堆積層本身的松散層面滑動。滑坡體厚度一般從幾米到幾十米。

2.2 小規模的圓形滑坡

發生在均質或非均質黏土層中的滑坡，滑動面呈圓弧形，一般滑坡厚度小于10m，滑坡體規模小于1000m3。

2.3 大規模的圓形滑坡

發生在均質或非均質黏土層中的滑坡，滑動面呈圓形，滑坡厚度從（中層10～20m）到深層（20m以上），滑坡體規模從中型（10000～100000m3）到大型（100000～1000000m3以上）。

2.4 巖石滑坡

發生在各種基巖巖層中的滑坡，它多沿巖層層面或其構造軟弱面滑動。

經過對全線139處滑坡的綜合分析，已發生的滑坡分為填方路基滑坡和路塹滑坡兩大類，路塹滑坡又可以分為3類，淺層流動性滑坡、大規模的圓形滑坡、巖石滑坡。

3 滑坡的危害、預防及治理

3.1 滑坡的危害

根據現場滑坡情況及其產生的影響，滑坡對高速公路建設的危害主要為以下幾個方面：

3.1.1 增加施工安全風險

由于滑坡造成地質土體非常松軟，為了保證邊坡穩定，增了大量抗滑樁作為支擋結構，深基坑本身就是重大安全危險源，施工的安全風險非常大。

3.1.2 增加工程質量風險，加大維修費用

由于滑坡破壞了以前的地質結構，如果再次遇到強降雨等自然災害，很容易破壞支擋結構，造成后期維修費用增加。

3.1.3 造成相鄰橋梁墩臺推移、隧道明洞摧毀

滑坡對山區橋梁、隧道、明洞也帶來了嚴重破壞。

3.1.4 延誤工期

滑坡治理影響路面、綠化、交通設施等單位的施工，制約整體施工進度。

3.1.5 破壞生態環境

由于滑坡破壞了以前的地形、地貌，增加大量圬工實體，破壞了當地生態環境。甚至個別滑坡必須改變流水方向，影響當地居民生活。

3.1.6 增加基建投資

為整治滑坡常常要增建排水、支擋、減重等大量工程，不僅增加了基建投資，整治一個大中型滑坡，往往需要數十萬、百余萬、甚至上千萬元的投資。

3.2 滑坡的預防

滑坡防治貫徹早期發現，以預防為主；查明情況，對癥下藥；綜合治理，有主有從；制早制小，貴在及時；力求根治，防患未然；因地制宜，就地取材；安全經濟；正確施工的原則。

3.2.1 設計階段滑坡防治措施

勘察、設計階段主要貫徹了預防滑坡發生的主導思想，主要采取了以下措施防止滑坡的發生：

3.2.1.1 地形地貌調查

根據工程實踐統計情況，滑坡分布具有區域段集中的特點。漢中盆地主要分布粘性土滑坡；巖石滑坡主要分布于多山地區；堆積土滑坡則主要分布于河谷岸坡坡積物發育地段。勘察、設計階段主要調查了環谷（如圈椅、馬蹄狀地形）地貌、異常臺坎及斜坡坡腳異常侵占河床等現象。搜集當地滑坡史，易滑地層分部等資料。從這些地形地貌和收集的資料初步判別是否存在老滑坡、堆積體等不良地質。

3.2.1.2 地質調查及勘探

通過地質調查及勘探，主要查明不良地質的范圍、性質、地質背景及其危害程度，分析原因，判定危害程度，預測發展趨勢，提出防治對策、方案或整治設計。為滑坡防治提供了詳實的地質資料和治理依據。

3.2.1.3 水文調查及勘探

由于水是產生滑坡的重要條件，滑坡的發生和發展多受水文地質條件控制。因此，水文調查及勘探主要查明地表水作用、地下水作用。本段地下水類型主要為第四系松散巖類孔隙水及基巖裂隙水，第四系松散巖類孔隙水多處于溝谷、河漫灘，地下水出受大氣降水或農田灌溉滲入補給外，靠山坡山麓地帶還受基巖裂隙水側向補給，其徑流強度較大，水位受季節影響較大。基巖裂隙水主要靠大氣降水補給，受大氣降水因素控制，排泄方式主要以泉、側滲，水量微弱。為滑坡防治提供了詳實的水文資料。

3.2.1.4 氣象調查

本區屬亞熱帶濕潤季風氣候區，總體特征為冬無嚴寒、夏無酷暑、溫暖濕潤、四季分明，無霜期長。區內雨量充沛，年平均降雨量在700～1500mm以上，勉縣以北、略陽等地為暴雨中心，年內降雨分配不均，夏秋兩季降水占全年的80%，7～9月降水占全年的60%。因此，防止滑坡的重點時間段為每年的7～9月。

3.2.1.5 地質構造調查

由于主要地質構造帶都比較清楚，通過地質調查和勘探主要是為了探明局部地質構造對高速公路建設的影響。探明了區域內巖體構造和產狀、地質分界面、斷層破碎帶、節理裂隙密集帶等，為滑坡防治提供了詳實的地質構造資料和治理依據。

3.2.1.6 選線

設計選線時，針對一些規模巨大的大中型滑坡或滑坡群，整治耗資大，且尚難保其根本穩定時，采取避讓措施，即線路避開滑坡的影響，對線路適用徹底統避方案，通常可以采取線路過河、靠山穿洞、架設旱橋或棧橋等方式。

3.2.2 施工階段滑坡防治措施

施工階段，預防滑坡的發生主要從工程管理方面、施工技術方案、邊坡監控等方面進行：

3.2.2.1 管理方面

管理處成立之初，就提出了“高標準要求、高速度推進，創山區高速公路示范工程，爭創精品工程”的管理理念。①成立了以管理處處長為組長的高邊坡（滑坡）治理領導小組，全面加強對高邊坡（滑坡）防治工程的領導。②為了保證結構安全，提高結構耐久性和使用功能，降低工程投資。項目開工伊始，管理處就下發了《十天線漢中至陜甘界高速公路設計核查和優化工作實施方案》的通知，組織各設計、監理、施工單位對施工設計圖紙進行復核和優化完善工作，重點核查設計圖紙與現場實際地質、水文、地形地貌等的符合程度，核查各類工程結構物設計方案的合理性，并與設計方廣泛溝通的基礎上進行優化，提高了設計質量，保證了工程施工過程的順利進行。③經常邀請公路建設專家來現場咨詢，為工程建設“號脈把關”。對工程建設中出現的設計、施工重點、問難點題，我們請專家到現場進行“專家會診”，確定方案，如：高邊坡設計及施工方案進行專題解決，避免施工單位走彎路，以此確保工程建設結構安全。④加強現場管理，嚴格把進場材料和施工工藝關，加強現場監控，確保嚴格按照設計和規范施工，確保工程質量。⑤設計、施工、監控單位經常信息互通，及時解決現場施工方案。設計單位對設計方案進行現場跟蹤管理，多方搜集信息，進行動態設計。

3.2.2.2 施工技術方案

對于高邊坡、不良地質段，施工避開雨季，逐級開挖逐級防護，避免因開挖暴露時間過長而造成邊坡失穩；充分理解設計意圖，制定科學合理的施工方案；在施工之前先做好不良地質段的邊坡排水工程。

3.2.2.3 不良地質段監控

在施工過程中，主要監測了地下水水位變化、孔隙水壓力變化、邊坡位移、孔內位移等方面，平時加強現場監控和地表觀察，預防滑坡發生。

3.3 滑坡的治理

滑坡成因復雜，各種因素主次有別，且常隨滑動而變化，滑坡整治多用綜合措施，因地制宜，有主有輔，事先排水，事后綠化，對任何滑坡均屬有益。目前，國內外在整治滑坡實踐中積累了豐富的經驗，總結了一套整治滑坡的有效措施。歸納起來三句話：消除或減少地表水或地下水作用；恢復山體平衡條件；改善滑動帶或滑坡體土壤性質。即概括為“避、排、擋、減、固、植”六個字經驗。

3.3.1 填方路基滑坡治理措施

針對武侯服務區填方路基滑坡主要采取了以下措施治理：①根據實際使用功能，適當縮小場平寬度，達到卸載。②對滑動面采用卵礫石進行換填，增加承載力，同時達到疏水的目的。③對填筑材料進行變更，采用5%灰土，達到隔水的目的，避免大氣降水浸泡滑動面。④武侯服務區A廣場滑坡范圍較大，增加抗滑樁作為支擋結構。

3.3.2 淺層流動性滑坡治理措施

淺層流動性滑坡治理措施以K370+230～+330段滑坡為例，該段滑坡為膨脹土滑坡，土體含水量較高，因此，采用了綜合治理，具體措施如下：①設置環向截水溝，對截水溝外側的松散狀滑塌體以及裂縫處回填夯實，坡頂外設橫向排水盲溝，長度20～30m，間距10m，橫向盲溝與抗滑樁外側設置縱向盲溝銜接，防止地表水浸泡。②樁板墻后設縱向貫通卵石盲溝，樁板墻現澆時應預埋Φ100PVC泄水孔將滲水導至坡頂平臺截水溝，泄水孔高出地面5cm，進口端打設排水孔并包褒濾布一層，防止地下水浸泡。③在防護后邊設置干砌片石支撐滲溝，確保土體干燥，提高土體穩定性。④該段原設計防護型式為拱型骨架防護，為二級邊坡，坡率為1：1，分級高度8米，平臺寬3m。為了卸載，一級邊坡高6米，坡率1：1.75，二級邊坡高6m，坡率1：1.25，平臺寬5米，分級平臺寬4米。⑤支擋結構在坡腳設C15片石砼擋墻，面坡1：1，背坡1：0.5，埋深2.5m，外露4m；在坡頂設抗滑樁，樁徑為1.8×2.6m，中心間距5 m，樁長16 m，樁頂部3m設樁間擋土板墻。⑥為了不破壞自然，美化環境，做到“事后綠化”，在一、二級邊坡坡面采用拱型骨架護坡，并植草綠化，穩定坡面。

3.3.3 大規模的圓形滑坡治理措施

大規模的圓形滑坡治理措施以K412+870～K413+050段老滑坡治理為例，該段滑坡體位于線路左側，原設計路線在該處以挖方路塹形式通過，設計為四級邊坡，坡率為1:0.75，一、二、三級邊坡采用錨索框架防護，四級邊坡為錨桿框架防護。具體治理措施如下：①滑坡發生后，為了防止滑坡范圍擴大，對滑坡前緣挖方路基段進行了回填反壓，反壓高度約5m。由于滑坡區域地表及地下水極為豐富，臨時增設排水管、臨時排水溝和集水井。為防止沖溝內地表水繼續下滲，采用兩排φ250PVC排水管將沖溝內長流水排出滑坡體外。在二級邊坡平臺上設置臨時排水溝一道共計140m，采用預制混凝土板砌筑。設置集水井3口，直徑1m，深18m，定時抽取井內積水。②滑坡上部的廟坪地形平坦，由于上部地表水豐富，被當地人開發為水田。滑坡發生后坡體變形嚴重，裂縫發育，考慮到水對滑坡的不利影響，將水田改為旱田。③滑坡區內地表及地下水極為豐富，因此排水工程采取了防、排、疏相結合。在滑坡體的中上部以及開挖邊坡坡面地下水較為豐富段采取仰斜排水孔疏干坡體內的地下水；為防止滑坡體內的沖溝水繼續下滲，對沖溝采用20cm厚C20混凝土澆注，內設Ф6的鋼筋網片；在滑坡的后部以及仰斜排水孔出水口處設置截、排水溝與滑坡中部的沖溝相連，以利于排水，各級邊坡平臺設置平臺排水溝與排水渠或路基邊溝相連。同時在滑坡體設置2×1.5m泄水洞。④由于滑坡規模較大，根據滑坡的分級情況采取了分級支擋措施。支擋措施包括錨索抗滑樁、樁頂擋墻、錨桿框架、路塹擋墻。錨索抗滑樁設在后級支擋工程設置在滑坡中部附近的平臺上，采用抗滑樁進行支擋。共設置抗滑樁13根。考慮到滑坡下部有老滑動面的存在，且老滑動面處于可塑～硬塑狀態，為相對軟弱夾層。隨著大量地表水的入滲，若支擋不力，有可能引發滑坡繼續向更深層發展，因此后級滑坡治理工程兼顧老滑動面。抗滑樁樁長采用22m～40m，兩側斷面采用2.0×3.0m樁徑，主軸斷面推力較大采用3×4m的樁徑。抗滑樁上設置兩排四束錨索，錨索長度30～52m，由于錨固地層較差，采用12m錨固段。樁頂擋墻設在二級邊坡平臺處，由于滑坡有從樁頂剪出的可能，因此在樁頂設置4m高鋼筋混凝土擋墻，擋墻頂寬1.5m，面坡直立，背坡1：0.3，每12m為一片與兩根抗滑樁相連。樁頂擋墻設在下排第5至23號抗滑樁上，共計110m。為保證樁頂擋墻與其下部的抗滑樁緊密相連，樁頂擋墻施工前應先將抗滑樁樁頂以及鎖口頂部鑿毛，將抗滑樁預埋筋和擋墻鋼筋籠焊接。樁頂擋墻施工完畢后墻后填透水反濾材料并壓實。路塹墻設在坡腳設置8m高路塹墻，其中基礎埋深2m。墻頂寬1.2m，面坡1：0.25，背坡1：0.15，墻底向內傾斜，坡率1：10。擋墻底部設墻趾，高0.9m，寬0.6m。擋墻設置擋墻段落為K412+890～K413+040，擋墻共計154m。擋墻采用M10號漿砌片石砌筑，沿墻縱長每10m設置一道伸縮縫。⑤為了不破壞自然，美化環境，做到“事后綠化”，穩定坡面。一、三級邊坡采用錨桿框架防護，框架梁采用C25混凝土澆筑，尺寸為30×30cm，一級邊坡錨桿長度8m，三級邊坡錨桿長度12m，型號為Ф28。二級邊坡以及錨桿框架內采用噴播植草防護。

3.3.4 巖石滑坡治理措施

巖石滑坡治理措施以K422+100～+300段滑坡整治為例，該段原設計為3級邊坡，坡面防護為三維網植草，坡率為1:1。根據現場實際，十天高速漢中西段巖石滑坡較老滑坡復活、膨脹土滑坡、堆積體滑坡等對工程的危害性較小，整治措施相比較簡單一些，較具體措施如下：①為了防止雨水侵蝕，確保邊坡穩定，設置環向截水溝。②為了卸載，同時充分利用圍巖的承載力，將邊坡坡率由1:1調整1:1.5。③支擋結構調整為一級邊坡采用抗滑擋墻防護，在二級平臺設14根抗滑樁支擋。④為了確保高速公路與自然環境的協調，二、三級邊坡采用加寬型拱形骨架，坡面綠化。

4 滑坡防治效果

為了驗證滑坡（邊坡）工程的治理效果，了解滑坡工后的動態變形情況及確保高速公路長期運營的安全，保護人民的生命財產安全，有必要對滑坡的變形及治理效果進行監測。監測的內容如下：

4.1 地表裂縫觀測

滑坡裂縫動態觀測，既方便易行又能直觀反映滑坡變形的一系列性質。觀測滑坡地表裂縫時應全面進行，既要觀測滑動體的主裂縫，亦要觀測次生的裂縫。裂縫變化資料對于分析滑坡性質十分重要，對滑坡地面裂縫變形，廣泛采用簡易觀測方法，能夠及時測量變化情況，以便全面進行分析，及時掌握滑坡病害發生、發展的規律。

4.2 滑坡深部位移監測

滑坡深部位移觀測的目的是了解滑體內不同深度各點的位移方向、數量和速度、結合地面位移觀測和地下應力測定、研究滑坡發生的機理和動態過程，判定滑坡整治是否可靠提供依據。

4.3 地表位移監測

地表位移觀測采用大地測量系統，布控三角觀測網來實現，通過控制網上的測量基點進行邊角交匯法觀測；監測網控制點埋設應在遠離被觀測對象的穩定體上，采用現澆水泥強制對中樁，埋深不得小于80cm，地面以上至少大于1.2m。

4.4 支擋結構的內力監測及變形監測

在主滑斷面的兩個斷面進行監測，非主滑斷面選取一個斷面進行監測，監測支擋結構的受力狀態及應力變化情況，同時也進行變形觀測。

通過對已經治理結束的滑坡工程進行監測，地表裂縫沒有明顯的發展，深部位移和地表位移基本沒有變化，支擋結構的內力和變形都在設計范圍以內，證明滑坡治理措施成功、有效。

5 結論

滑坡整治是一項比較復雜的工程，要加強調查研究，弄清情況，探明范圍、性質，措施得當，決心大，治理早，不留后患。滑坡整治后，仍應十分注意維修養護，保持排水良好，保證建筑結構完整，才能收到良好的效果。從監控量測的成果看來，滑坡變形、位移已經很小，這些滑坡已處于基本穩定狀態，滑坡治理方案目前看來是可行的，因此滑坡治理工程必須采取多種手段綜合治理。十天高速公路滑坡治理的成功經驗為其它類似工程提供寶貴的經驗，具有一定的參考作用。

參考文獻：

[1]《公路路基施工技術規范》(JTG F10-2006).

[2]《工程地質手冊》(第四版).

[3]《邊坡工程設計施工新技術與質量檢測驗收實務全書》（主編：王珊）.