山區公路中型路塹老滑坡復活成因分析及防控對策研究

■謝子明

（三明廈沙高速公路有限責任公司，三明 365000）

0 引言

近年來，我國高速公路建設向山區延伸，高邊坡、滑坡問題越來越成為工程建設重要影響因素。大型古老滑坡具有工程地質條件復雜、破壞規模大、穩定影響因素多等特點[1]，且由于其對工程建設影響巨大，隨著我國高速公路建設的發展，對大型古滑坡的研究得到廣大工程建設者的高度重視[2-6]。而對于工程建設中出現的中小型古老滑坡的變形復活，其對工程建設也存在一定影響。由于中小型古老滑坡的規模小，地形地貌受外界影響變化大，難以宏觀發現，致使中小型古老滑坡的變形復活對山區高速公路工程建設存在較大的安全隱患。

為加強對中小型古老滑坡的提前判識、變形復活發現、工程處治研究，本文依托廈沙高速公路建設過程中發現一處中型老滑坡的變形發展、病害成因分析、滑坡穩定性評價及工程處治等方面開展研究分析，借以對工程建設具有一定指導意義。

1 滑坡概況

本段滑坡位于三明廈沙高速公路K131+852～+980段，本段路基為高低線構成的高速公路，滑坡位于高速公路右線右側坡體部分（圖1）。高速公路右線右側為高約2級的路塹邊坡，主要采用TBS植草防護；高速公路左線的右側為高約6m的一級邊坡，采用片石混凝土的加厚（厚1m）護面墻防護。高速公路右線右側路塹邊坡山頂平緩，坡體存在一寬平臺，坡體后部山體高陡（圖2所示）。

圖1滑坡全貌

圖2 滑坡地形圖

2 工程地質條件

滑坡場地地貌類型屬剝蝕丘陵區地形地貌，山坡稍陡，自然坡度為25～30°，山坡植被較發育,場地地形起伏較大。

本段邊坡巖體工程地質主要，坡體上覆含碎石粉質粘土，下伏全風化至強風化泥質粉砂巖。工程地質勘察揭示，本段坡體地層以全風化至碎塊狀強風化泥質粉砂巖為主，巖體節理裂隙發育，較破碎，呈粉砂狀至小碎塊狀分布（圖3所示）；巖體結構面泥質膠結，巖體雨水易軟化，坡體地下水發育。坡體基巖為中風化泥質粉砂巖與砂巖互層，層狀構造，泥質膠結，風化裂隙不發育，地層埋深較大。

圖3 典型斷面工程地質圖

3 坡體變形及分析

3.1 坡體變形現狀

2017年10月本段高低線路基已完成土建工程施工；期間路基巡查發現本段右線右側路塹邊坡邊坡及左線右側擋墻出現開裂現象。其主要表現為：右線右邊坡坡體變形、邊溝變形、后部山體變形，左線右邊坡護面墻開裂、邊溝變形等。

（1）右線右邊坡的邊坡截水溝、坡體變形：路塹邊坡變形主要分布于K131+910～+950段，坡頂截水天溝有多道裂縫，坡頂有一張拉主裂縫，第一級平臺有多道裂縫，第一級坡面+910段有一斜向主裂縫。

（2）右線右邊坡的邊溝變形：邊溝變形主要位于路基K131+910～+950段，體現于邊溝外墻向內傾倒，局部溝底出現橫向裂縫。

（3）右側后部山體變形：右側邊坡坡頂為一緩坡臺地（茶園），發育多道張拉裂縫；后部山體機耕道處發育一道主張拉裂縫，呈下挫狀（圖4所示）。

（4）左線右邊坡護面墻開裂變形：左線為高低線的低線，片石混凝土加厚護面墻防護。路基變形主要體現于，混凝土護面墻出現多道豎向、斜向及水平向裂縫。

（5）左線右邊坡護面墻踏步、邊溝變形：本段邊溝變形表現為邊溝外墻向內傾倒（圖5所示），局部溝底出現橫向裂縫。踏步出現多道外鼓張拉裂縫。

圖4 后緣張拉裂縫

圖5 左側右側邊坡外鼓剪出

3.2 坡體變形分析

根據本段路基邊坡變形現狀分析，其變形主要表現為路塹邊坡的局部變形和滑坡體的變形（圖3所示）。

(1)坡體局部變形：主要指右線右側路塹邊坡的變形，其根據路塹邊坡坡面側界裂縫、邊坡平臺裂縫分析判定，表現為路塹邊坡單級的局部變形破壞。

(2)滑坡整體變形：其根據左線右側護面墻裂縫表現、邊坡外鼓剪出；滑坡中部張開裂縫分布（右線坡頂茶園）、后緣張開下錯裂縫及側界羽狀裂縫及貫通情況等分析，表現為滑體的整體變形狀態。

結合滑坡變形現狀與深孔位移監測數據分析[7]，本滑坡變形體最大深度約15m，寬約130m，滑坡規模約5萬m3；根據變形裂縫分布、變形程度及貫通情況分析，該滑坡現階段處于坡體蠕動擠壓階段[8]，為一中型推移式滑坡。

4 坡體變形機制

結合邊坡施工、工程地質條件、變形發展等分析，邊坡發生變形主要因素如下：

(1)不良地質體因素：本段邊坡局部微地貌顯示坡體后緣高陡，中部發育一緩坡臺地，兩側呈圈椅狀下錯階地，結合其地形地貌特點分析，本段坡體具備老滑坡地貌特征；同時根據坡體開挖和鉆孔揭露地層分析，坡體上覆含碎石粉質粘土，下伏碎塊狀強風化泥質粉砂巖，土夾石現象明顯。綜合分析本段坡體為一小型古滑坡體。

(2)地質因素：坡體地質巖性主要為泥質粉砂巖，巖體上覆含碎石粉質粘土，基巖為碎塊狀強風化地層；巖體節理裂隙發育，較破碎，結構面泥質膠結；坡體雨水易入滲，遇水易軟化。本坡體工程地質條件較差，巖體力學指標較低。

(3)地下水影響：坡體后山為一平坦地形，具有較好的匯水條件；坡體巖體較破碎，易入滲；巖體在地下水軟化作用下，巖體抗剪強度指標降低，致使坡體變形破壞。

(4)人類工程建設因素：高速公路路基采用路塹形式從滑坡前緣通過，路基施工對滑坡前緣開挖造成本段坡體變形復活。

5 穩定性分析

對于本滑坡主要采用反演分析法進行穩定性評價。結合巖土勘察指標，利用反演法，采用邊坡極限平衡法反算坡體滑帶力學強度指標。

結合前文分析，本滑坡現階段變形發展處于蠕動擠壓階段，評價其主斷面坡體穩定狀態約為1.05～1.10。根據上次分析，對主斷面K131+945選用較為嚴格的剛體極限平衡方法——Morgensten&Price法，采用Slide軟件進行滑坡穩定性反演計算，計算上、下層滑坡穩定系數均為1.086，如圖6所示，反算滑帶巖體強度指標詳見表1所示。

表1 滑坡巖體強度指標表

圖6 K131+945斷面穩定性分析

6 工程治理方案

本段高速公路為高低線路，滑坡體復活變形發展較深，規模較大，對即將運營的高速公路影響嚴重，為確保本段高速公路及時通行，先行對本段坡體采用臨時應急處治措施，即路兩側塹邊坡采用預應力錨固工程加固，設計預應力F=500kN，臨時加固工程實施后，滑坡上下層穩定系數分別為1.166、1.113；同時在右線上側設置預應力錨索抗滑樁一排，確保坡體穩定，設計滑坡推力T=600kN/m,滑坡上下層穩定系數分別為1.533、1.203，滿足公路路基設計規范要求，如圖7、圖8所示。

圖7 K131+945斷面應急加固工程穩定性分析

圖8 工程加固方案穩定性分析

7 結語

本段高速公路路基的滑坡病害較為特殊，其一為高速公路為高低線的低矮小邊坡以路塹形式通過；其二為本段坡體為一中型老滑坡的變形復活，滑坡地形地貌老滑坡現象改造較大，難以辨識發現；其三滑坡變形破壞的高速公路路基穩定影響較大，滑坡危害嚴重。本文以該高速公路老滑坡工程處治為案例進行了辨識分析、變形發展、成因分析、穩定性評價及工程處治方案研究，對工程建設的此類問題具有較大參考意義。

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[3]王宏，鐘寧，王志超.重慶奉云高速公路挖斷村滑坡的成因分析與治理措施[J]．重慶交通大學學報（自然科學版），2010，29（1）：85–89．

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