云桂線大菠蘿黑1號隧道進口路塹工程滑坡整治設計

摘 要：本文基于云桂線現場工程滑坡，在分析研究該工程滑坡地形地貌、特征的基礎上，得出了滑坡形成的機制，明確了古老采空區導致工程滑坡的成因。滑坡整治針對該成因開展設計，采取大平臺、緩邊坡清方減載，采空區注漿、坡面框架錨索（桿）結合抗滑樁等綜合措施確保滑坡長期穩定。為以后同類工點提供了一定的教訓和工程經驗。

關鍵詞：工程滑坡；形成機制；采空區；滑坡整治；錨固樁

中圖分類號：U452.1+2 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）15-0118-02

1 工程概況

DK669+950～DK670+020段路基位于大菠蘿黑1號隧道進口端，該段以挖方形式通過，路塹中心最大開挖高度為16.5m，右側設計最大挖方邊坡高約32m。工點范圍屬滇東南中低丘陵地貌，地形起伏較小，地面坡度較緩，自然坡度10～40°，局部較陡。地層上覆第四系全新統人工填土（Q4ml）碎石土；滑坡堆積體（Q4del）粉質黏土；坡殘積（Q4dl+el）粉質黏土、塊石土。下伏基巖為下第三系路美邑組下段（E2la）砂巖、泥巖、礫巖夾灰巖，局部夾薄層褐煤；二疊系上統峨眉山玄武巖組（P2β）玄武巖；下統棲霞茅口組（P1q+m）灰巖夾白云巖。

該段路塹原設計首先清除表層小型淺層滑坡體，并綜合考慮了一般條件、降雨、地震、地震+膨脹力組合等工況條件下的穩定性分析和結構計算，自下而上設計了兩排錨固樁（第一排樁尺寸2.25×1.5×12m，第二排樁尺寸2.25×1.5×20m），樁頂以上邊坡按1：1、1：1.25刷坡后，坡面錨框架梁防護，節點間距2.5m，錨桿長8.0m。

2013年4月4日，大菠蘿黑1#隧道進口DK669+950～DK670+020段右側一級邊坡發生開裂，14：50邊坡開始大面積滑移，同時二級邊坡處40#～47#抗滑樁、一級邊坡處23#～31#抗滑樁發生傾斜。17：30左右滑移面進一步擴大，側向目測邊坡水平滑移約3m，二級邊坡處41#～47#抗滑樁、一級邊坡處24#～26#、29#～32#抗滑樁與垂直向傾斜30～45°，27#、28#樁發生約3m平移，該段中部路塹底部隆起。隨后滑坡繼續發展，直至4月6號滑坡基本穩定，最終二級邊坡處40#～47#抗滑樁、一級邊坡處23#～32#抗滑樁往線路方向傾覆或平移，后緣形成高4～5.5m的陡坎，前緣從路基面剪出形成反翹。圖1為現場工程滑坡照片。

2 工程滑坡特征及成因分析

2.1 滑坡地形地貌特征

坡面植被不發育，局部為旱地，表層已按原設計1：1.5或1：1.75刷坡，坡度為25～35°。滑坡基本穩定以后，形成一典型的“圈椅狀”滑坡地貌，后緣形成一4～5.5m的陡坎，坡度60～75°，壁面較光滑，擦痕明顯；前緣已將原線路右側12m的抗滑樁最遠推移至線路左中線，并將底部巖土體擠出形成3m高土堆，即反翹現象（圖2）。滑坡體后緣弧形拉張裂縫發育，兩側可見羽狀裂縫（圖3）。

在滑坡體前緣發育三條裂隙，L1：N20°E，鋸齒狀延伸，長14m，地表寬30～60cm，沿深部尖滅；L2：N-S，鋸齒狀延伸，長20m，地表寬60～80cm，沿深部尖滅；L3：N30°W，鋸齒狀延伸，長45m，地表寬60～80cm，沿深部尖滅。

滑坡體N10°W方向，發育兩條裂隙，L1：N65°E，鋸齒狀延伸，長70m，地表寬5～20cm，沿深部尖滅；L2：N45°E，鋸齒狀延伸，長60m，地表寬5～20cm，沿深部尖滅；SW方向與現在滑坡體后壁相連。

2.2 滑坡特征

該滑坡為巖質滑坡，滑坡體主要成分為下第三系強風化狀的砂巖、泥巖、角礫巖，成巖作用極差；滑坡軸向長約80m，平均寬度約70m，滑坡體厚約5～14m，總體積約6×104m3，主滑動方向約S53°W，滑坡發生過程為第一級邊坡發生開裂變形滑移，下滑力過大使第一排樁發生傾覆變形，而后第一級邊坡整體下滑，牽引二級邊坡及第二排樁發生滑移，致使第二排樁傾斜變形，后緣土體出現多條近垂直于主軸的拉裂縫。該滑坡屬中型中層牽引式滑坡。

2.3 滑坡形成機制

（1）該區域處于小范圍的湖相還原沉積環境，沉積形成的下第三系砂巖、泥巖及角礫巖，屬膨脹巖，成巖作用差，質軟，砂巖、泥巖力學強度低，工程性質類似膨脹土。

（2）該區域在清朝末期進行過人為洞采金屬礦藏，礦層采空后，因時間久遠，頂板巖層軟弱，原有采空區已基本完全坍塌，形成擾動帶。

綜上所述，滑坡產生的原因為特殊沉積環境下形成的砂巖、泥巖等膨脹巖，成巖作用差，力學強度低，受人為洞采影響形成擾動圈進一步降低了該區域地層的力學強度。現場巖土體力學參數較施工圖指標力學降低較多，而第一排錨固段正好處于該層土層中，力學降低引起巖體下滑力增大，而錨固樁抗滑樁抗滑力減小，導致巖體下滑力大于抗滑力造成第一排樁傾覆變形，第一級邊坡滑動后，使第二排樁錨固段減小，致使第二排樁傾斜變形，最終形成工程滑坡。屬難以查明的古老采空區擾動引起的工程滑坡。

2.4 滑坡穩定性評價

工程滑坡發生后，經過對開挖路基面回填反壓處理，目前該滑坡處于暫時穩定階段；滑坡已經形成，前緣將原線路右側12m一級邊坡處的23#～32#抗滑樁推移并往線路方向傾覆或平移，其中28#、29#樁往線路方向平移約9m并基本保持直立，表明樁體被剪斷，滑體剪出體往線路左側平移并爬高至左側邊坡，形成3m高的土堆，呈現反翹現象，由此情況分析認為，左側邊坡起到了阻滑的作用。若不采取整治措施，開挖后必將引起滑坡再次復活，對路基及大菠蘿黑1號隧道進口影響極大。

3 工程滑坡整治方案

3.1 設計方案穩定性分析

初步確定的整體加固方案為，于邊坡坡腳設置一排路塹樁板墻，掛板高度4m，板頂以上分級刷坡，坡率1：1.75，單節邊坡高度6m，每級邊坡之間設5m寬平臺。自下而上第三、四級邊坡平臺之間增設預加固樁，如圖4所示。

對以上方案進行穩定性分析，結果如表1所示，開挖后未施作支擋的情況下，邊坡穩定系數為0.904，邊坡處于不穩定～欠穩定狀態；在設計安全系數1.15的情況下，設計水平推力為189～372kN/m，需在邊坡中部設置框架錨索來共同分擔，同時防止越頂破壞[1～4]，計算滑面如圖4所示。

3.2 工程加固防護措施

滑坡整治針對以上滑坡機制、成因及穩定性分析開展設計，采取大平臺、緩邊坡清方減載，采空區注漿、坡面框架錨索（桿）結合抗滑樁等綜合措施確保滑坡長期穩定，如圖4所示。

（1）DK669+933.625～DK669+999.375右側路塹坡腳設置一排抗滑樁，共12根，DK669+972～DK670+023.96右側第三級邊坡平臺一排錨固樁，共10根，樁間內置C35鋼筋混凝土板。

（2）自下而上第一級、第二級邊坡按1：1.75刷坡后采用框架錨索防護，錨索節點間距沿坡面4.0m、順線路方向3.0m，錨索均為一孔4束，單孔設計拉力600kN。

（3）自下而上第三級按1：1.75刷坡、第四級邊坡按1：1.5刷坡后采用錨桿框架梁防護，節點間距2.5m，錨桿長10～12m。

（4）于最下面一排錨固樁樁前設置鋼筋混凝土支撐梁撐直左側擋墻上，共17個。梁寬0.6m，梁高0.8m，梁長17.1m，以增強錨固樁的錨固力。

（5）路塹坡腳于整個路基面范圍內采用鉆孔注漿處理，注漿孔間距3.5m，深8m。通過注漿減小采空區的影響。

整治工程施工過程中，局部地段未嚴格按分層開挖，分層施做坡面防護的要求施作，坡面暴露時間長等，導致局部邊坡發生溜坍變形，后現場立即反壓回填，并嚴格執行設計要求，及時施工框架錨索，溜坍變形得以有效控制，整個工程于2015.11月施工完畢，變形監測表明，整治措施效果良好，如圖5所示。

4 經驗總結

（1）該工程滑坡屬古老采空區引起的工程滑坡，年代久遠，現場無明顯開采痕跡，勘察設計人員很難準確判斷。但地形圖上工點區域內出現的3個幾乎在一條直線的漏斗狀地形未引起重視，在砂泥巖為主的地形中出現多個漏斗洼地，是比較罕見的。事后發現，這幾個漏斗洼地是由于下部采礦巷道坍塌引起的。

（2）施工過程中施工單位應及時反饋異常情況，切實做好信息化施工工作。本工點施工單位在人工挖樁過程中曾出現腐木卻未能反映，錯過了及時發現采空區的線索。

（3）西南山區，設置2～3排錨固樁的工點已常出現。設計人員應注意控制邊坡中、上部錨固樁的懸臂長度，一般樁高出邊坡平臺2～3m為宜。

（4）設計人員在設計計算過程中，應認真閱讀地質資料，綜合考慮巖體的完整程度、風化情況、成巖作用、力學參數進行分析。

參考文獻

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[2]《鐵路特殊土路基設計規范》（TB10035-2006）[S].15～32.

[3]李海光，周德培.新型支擋結構設計與工程實例[M].北京：人民交通出版社，2010，12：336～345.

[4]《鐵路路基支擋結構設計規范》（TB10025-2006）：47～52.

收稿日期：2018-4-24

作者簡介：封志軍（1979-），男，漢族，四川成都人，高級工程師，碩士，主要從事巖土工程設計工作。