貴州省貴都高速公路K281+135～K281+215段路基滑坡整治研究

盛斌（中鐵西北科學研究院有限公司，甘肅蘭州730000）

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貴州省貴都高速公路K281+135～K281+215段路基滑坡整治研究

盛斌
（中鐵西北科學研究院有限公司，甘肅蘭州730000）

摘要：貴州省貴都高速公路K281+135～K281+215段路基滑坡，是運營中的高速公路一處路基滑坡災害。滑坡治理應考慮搶險施工以便于施工、盡快處治為原則，盡量減小擾動以降低對滑坡整體穩定性的影響。該滑坡的處治是在查明路基工程地質條件的基礎上，對路基變形情況和滑坡病害產生原因進行分析，提出微型鋼管樁、錨索和排水工程綜合處理的工程措施，成功根治了滑坡病害，為類似工程提供參考。

關鍵詞：高速公路；滑坡；微型鋼管樁；錨索

2011年10月，貴州省貴都高速公路通車運營約7個月，建設單位發現貴都高速K281+150～K281+215段路面出現環狀裂縫和下沉變形現象，路堤下擋土墻在伸縮縫處拉開，擋墻上泄水孔局部有滲水現象，通過監測發現，裂縫仍在繼續發展，有形成路基滑坡病害的趨勢。

根據勘察結果，該段路基位于采空區上部，區段內填土層較厚，斜坡上部堆載較大，受長期地下水的浸潤作用和連續降雨影響堆載作用等因素作用，（路基）斜坡體穩定性逐步降低，該段路基上部巖土體沿著堆填接觸面和風化界面滑移，以及沿煤層頂部的軟弱夾層產生順層滑動變形，形成路基滑坡病害。

運營中高速公路路基滑坡病害較普通滑坡病害產生危害更大，影響更廣，損失更嚴重，工程設計中不但要考慮治理工程措施的可靠性，還要考慮高速公路運營及治理工程施工安全等，而微型鋼管樁樁錨支護對場地要求低,施工便捷高效的優勢[1]，正好符合本工程特點。通過對該路段工程地質條件詳細勘察，制定了獨立錨索墩、微型鋼管樁，結合排水工程的綜合治理措施，實施后治理效果較好，近年內無再次變形跡象。

1　路基滑坡病害狀況

貴都高速公路K281+135～+215段路基受2011 年10月上旬持續降雨的影響，線路右側局部出現路面下沉、開裂變形、路堤擋墻拉開下沉變形現象，墻身泄水孔出現滲水，通過現場監測，裂縫在不斷變寬、變形范圍擴大，路基變形病害惡化，變形表現為明顯滑坡變形特征，逐步向線路左側和（大里程端）大沙坡高架橋發展，有形成整體滑動的趨勢。上述變形跡象表明，滑坡變形有加速發展趨勢，已危及路基和橋臺的穩定，影響到高速公路運行安全。

2　路基病害路段工程地質概況

2.1邊坡地形、地貌、地層及分布情況

貴都高速K281+130～K281+220段位于貴州省龍里縣大井關村附近，有一鄉村道路，交通較為方便，地貌屬低中山斜坡堆積地貌，自然斜坡橫坡坡度一般在10°～35°之間，地面標高在1170.00～1230.00之間，相對高差最大約60.00m。

根據區域地質調繪資料和勘察資料[2]，場地地層分布有筑路人工填土層（Qml），第四系坡殘積（Qdl+el）成因的角礫土、碎石土，二疊系吳家坪組（P2w）泥巖、頁巖、硅質巖、灰巖及煤層組成。其中，強風化泥巖、頁巖、泥灰巖、炭質泥巖、煤層，薄層狀，巖層局部褶曲發育，巖層破碎，節理裂隙發育，風化強烈，遇水易軟化，巖層順傾，為易滑地層，層厚1.0～8.0m。

2.2地質構造

受多期構造影響，巖層破碎，節理裂隙發育，風化強烈。場地附近巖層小褶曲發育，巖層產狀略有變化，該區巖層的總體走向大致為NE向，傾向NW，產狀300°～330°∠12°～32°，順向坡傾斜和略向大里程端傾伏。自然坡度10°～35°左右，巖層傾角與自然坡度基本一致，這種巖層層面與山坡自然坡度的關系對山坡的穩定性是不利的。

場地附近未發現區域斷裂構造通過。

2.3水文地質條件

根據鉆孔水文地質觀測，結合地形地貌、巖性和構造特征分析判斷，場地處于斜坡地帶，地下水不發育。地下水的主要來源為降水補給，以及采煤巷道和基巖張節理裂隙水補給。

3　路基穩定性分析

3.1路基變形情況分析

根據現場調查以及補充地質勘察情況，該段路基變形嚴重，逐步發展，穩定性差，后緣裂縫下錯明顯，且大里程端向線路左側山坡方向牽引發展，小里程端側界清晰，路基下衡重式擋墻外錯明顯，變形增大，持續發展，擋墻墻身未見剪斷，墻體位移由下沉拉裂變形為主轉為整體外錯滑動變形為主，擋墻“坐船”，路基滑坡病害變形處于擠壓蠕動變形向滑動變形發展階段。

3.2邊坡病害原因分析

路基位于大沙坡采空區上部，煤層埋深較淺，一般位于9～20m，煤層產狀較為平緩，一般在10°～30°之間，因無序亂掘，巷道大部未支護，形成較大的采空區，造成斜坡地表塌陷較為明顯，形成塌陷坑，地表裂縫發育，表水及雨水易沿變形裂縫和采煤巷道下滲，構成路基的儲水構造和排泄通道。組成路基坡體巖層順傾向外，采空區上部巖層主要為強風化泥巖、頁巖和軟弱風化硅質巖，薄層狀，巖層破碎，頁巖和泥巖遇水易軟化，巖土體強度降低較大，存在沿頁巖泥巖軟弱夾層順層滑動的可能性，斜坡體穩定性較差。

路堤下衡重式擋墻基礎位于強風化泥巖、頁巖中，巖層軟弱遇水易軟化，擋墻附近地下水易于富集，巖土體含水量相對較大，墻體荷載較大，基礎巖土在長期載荷作用下可能產生蠕變，巖土強度逐步降低，造成墻體下沉形變作用，上部土體產生沉降，表水下滲，墻踵范圍巖土含水量增大，加劇墻體基礎的蠕動變形作用，路堤邊坡穩定性逐漸變差。受長期地下水的浸潤作用和連續降雨影響及堆載作用等因素作用，路基斜坡體穩定性逐步降低，穩定性差，路基坡體沿著堆填接觸面和風化界面滑移，以及沿煤層頂部的軟弱夾層產生順層滑動變形，形成路基滑坡病害，路面下沉開裂，推擠大沙坡0號橋臺，危及線路行車安全。

4　治理工程設計

滑坡處理過程比較復雜，技術性比較強，在實際操作中一定要根據滑坡的成因、類型，制定出合適的治理方案，以取得好的治理效果[3]。該路基變形目前已經出現了明顯的滑動變形跡象，而且，滑坡有向大里程端橋臺向后部發展的趨勢，如果引起較大規模的滑動變形很有可能會影響到高速公路的安全運營，甚至造成斷道等危險。因此，病害治理工程設計需適合搶險施工的需要，以便于施工，盡快處治為原則，盡量小擾動以降低對滑坡整體穩定性的影響，在雨季期間工程措施盡快發揮作用，而且，考慮到路基的長久安全，需技術可行，經濟合理，一次根治，不留后患。

基于以上設計思路，經過治理工程方案的比選，采取對坡體擾動較小的主動防護工程對坡體予以加固處理，確保坡體的長久穩定安全。本病害治理工程設計采用微型鋼管樁+錨索+排水工程設計方案，該方案在路堤下衡重式擋墻上設置預應力錨索加固路基，在擋墻墻趾前設置一排微型鋼管樁注漿加固支擋，結合坡體疏排水措施綜合治理。微型樁指樁徑小于300mm的灌注樁[4]，具有施工方便、對巖土體撓動小、場地適應性強等優點[5]。

4.1微型鋼管樁

在路堤下衡重式擋土墻墻趾前K281+160～+ 220段以及K281+220處0號橋臺錐坡與路基結合部端頭擋墻前設置一排微型樁，每單元微型樁由3× 3根鋼管樁為一單元，每單元鋼管樁頂采用C25鋼筋砼承臺將各鋼管樁連接在一起，微型樁排采用頂部設置連系梁進行整體連接，每單元微型樁由9根φ108鋼管樁組成。

4.2錨索墩

在樁號路基下衡重式擋土墻上設置上、中、下三排預應力錨索，錨索間距水平間距為3.0～3.5m，垂直間距為2.5m，錨索由6束ΦS15.24高強度、低松弛的1860級鋼絞線組成；錨墊板采用兩塊鋼板疊加組成。

4.3排水工程

為疏排坡體地下水，在路堤下擋墻上結合擋墻泄水孔位置和滲水情況，在擋墻設置兩排仰斜疏干排水孔。

4.4施工順序

治理工程應在在應急臨時坡體疏排水工程的基礎上，首先施工錨索工程和橋臺錐坡處微型樁，其次為擋墻前微型鋼管樁工程，然后坡體疏排水工程，最后為擋墻和排水系統的修復完善以及路面的修復工程。

5　治理效果及結論

該路段實施微型鋼管樁+錨索+排水工程的綜合治理措施后，在截止目前的四個雨季中，該路段無明顯變形，根治了路基滑坡病害。綜合該路段工程地質條件和滑坡產生的原因分析，得出以下主要結論：

1）該段滑坡路基位于大沙坡采空區上部，受長期地下水的浸潤作用和連續降雨影響及堆載作用等因素作用，路基斜坡體穩定性逐步降低，穩定性差，路基坡體沿著堆填接觸面和風化界面滑移，以及沿煤層頂部的軟弱夾層產生順層滑動變形，形成路基滑坡病害。

2）該滑坡路基位于運營高速公路上，變形速度快，且變形范圍有繼續擴大的趨勢，因此，治理工程設計需適合搶險施工的需要，以便于施工，盡快處治為原則，盡量小擾動以降低對滑坡整體穩定性的影響。基于以上設計思路，采用非開挖式微型樁+獨立錨索墩+排水工程設計方案，對該滑坡進行綜合治理。

3）在貴州山區營運中高速公路搶險治理中，提出非開挖式微型樁應急處置方案，由3×3根鋼管樁為一單元，每單元鋼管樁樁頂采用C25鋼筋砼承臺將鋼管樁連接在一起，加上鋼管內注漿，在推力作用下，微型樁、頂板和巖土體組合形成“樁-土”復合結構，可視為等效的抗滑樁，對類似工程具有一定參考意義。

參考文獻：

[1]楊婧,吳延宏.微型鋼管樁樁錨支護在工程中的應用[J].土工基礎,2009.23(1):13-15.

[2]盛斌.貴都高速K281+135～K281+215段路基滑坡病害治理工程地質勘察[R].蘭州:中鐵西北科學研究院有限公司,2011.

[3]蔡加偉.滑坡防治措施[J].價值工程,2014.12：135-136.

[4]Bruce D A,Dimillio A F,Juran I.Introduction to micropiles: anin ternational persepective [A]. In: William F K ed. Foundat ion U pgrading and Repair for Infrastructure Im provement[C].NewYork:Geotechnical Special Publication, ASCE,1995.50:1-26.

[5]陳雙慶.古田隧道山體滑坡病害處理設計[J].石家莊鐵道學院學報,2004.17(增刊):25-27.

中圖分類號：P642.22