板巖地區(qū)高邊坡滑坡斷縫原因及處置措施研究

楊生虎　王杰

摘 要：本文以貴州省荔榕高速公路榕江互通挖方高邊坡AK0+060～AK0+120段右側(cè)挖方高邊坡滑坡斷縫治理為工程依托，進(jìn)行板巖地區(qū)滑坡斷縫原因及治理措施的研究。通過現(xiàn)場(chǎng)板巖工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況，對(duì)邊坡進(jìn)行斷縫成因分析，并提出兩種治理方案對(duì)比分析，最后對(duì)該邊坡進(jìn)行施工驗(yàn)證。本文分析加深了對(duì)“板巖地區(qū)”高邊坡滑坡斷縫原因和治理的理解，對(duì)類似板巖地區(qū)高邊坡滑坡斷縫治理提供了一定的參考。

關(guān)鍵詞：板巖地區(qū);滑坡;斷縫;高邊坡

中圖分類號(hào)：U416.1+63? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2019）04-0054-02

1板巖地區(qū)介紹

板巖地區(qū)，高速公路路基的滑坡斷縫原因及工程治理是公路建設(shè)經(jīng)常面臨的問題，特別是路塹高邊坡滑坡，逐漸引起廣泛關(guān)注?，F(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)板巖地區(qū)路基滑坡斷縫的研究較少，實(shí)際上，對(duì)雨水較多的板巖地區(qū)，板巖遇水易風(fēng)化、強(qiáng)度急劇降低，巖體破碎，碎塊間結(jié)合性差，在暴雨及久雨條件下，易發(fā)生山體滑移，產(chǎn)生滑坡斷縫，對(duì)路基邊坡有很大的安全隱患，對(duì)人的生命安全將造成嚴(yán)重的影響。因此，為能夠較好地對(duì)板巖地區(qū)高邊坡進(jìn)行治理和預(yù)防，對(duì)滑坡原因及治理措施進(jìn)行深入的研究是非常必要的。

2 工程概況

貴州省荔波至榕江高速公路榕江互通挖方高邊坡AK0+060～AK0+120段工程，施工單位開挖至第5級(jí)坡時(shí)（第7級(jí)拱形骨架施作完成，第6級(jí)錨索穿束完成并已注漿），受2017年7月下旬連續(xù)降雨影響，巖體抗剪強(qiáng)度降低，在自重作用下產(chǎn)生一條自坡頂村道沿坡面斜向下至5級(jí)坡腳約0.5m寬、1.5m深的縱向大裂縫，形成貫通滑動(dòng)面，整個(gè)5～7級(jí)邊坡均出現(xiàn)較大開裂和滑塌現(xiàn)象。通過對(duì)該處山體進(jìn)行了實(shí)地勘查，發(fā)現(xiàn)山體巖體結(jié)構(gòu)破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，坡面巖土在連續(xù)強(qiáng)降雨天氣中，呈現(xiàn)飽水狀態(tài)，導(dǎo)致坡面出現(xiàn)滑塌，山體出現(xiàn)整體失穩(wěn)。

根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪和鉆探揭露，邊坡區(qū)地層巖性特征呈以下幾個(gè)方面——

全風(fēng)化泥質(zhì)板巖：棕褐，極破碎，巖體結(jié)構(gòu)已基本破壞，部分可辨，巖芯破碎呈砂土狀?yuàn)A碎塊狀，手可掰碎。鉆探揭示層厚5～6m。

強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)板巖：灰褐色、灰綠色，主要礦物為石英、長石及粘土礦物，變余結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造，巖體結(jié)構(gòu)大部分破壞，泥質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理裂隙極發(fā)育，裂隙面被鐵錳氧化物渲染，巖芯破碎呈碎塊狀?yuàn)A少量短柱狀，塊徑2～6cm，最大8cm，柱長5～12cm，錘擊易碎。鉆探揭示層厚21m左右。

中風(fēng)化泥質(zhì)板巖：灰褐色、灰綠色，主要礦物為石英、長石及粘土礦物，變余結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造，鈣質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理裂隙較發(fā)育，裂隙面被鐵錳氧化物輕微渲染，巖芯呈柱狀?yuàn)A塊狀，一般柱長5～20cm，最長30cm，塊徑3～8cm，錘擊聲脆不易碎。鉆探未揭穿。

3滑坡影響因素分析

根據(jù)邊坡滑塌現(xiàn)狀，結(jié)合地質(zhì)勘察、現(xiàn)場(chǎng)開挖情況，本段邊坡滑塌的主要原因包括：

（1）地質(zhì)因素：發(fā)生滑塌變形的巖體主要為全強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)板巖層，泥質(zhì)膠結(jié)，呈碎裂狀，屬于類土質(zhì)邊坡，開挖后長時(shí)間暴露，在干濕變化條件下其強(qiáng)度逐漸降低，自穩(wěn)能力變差，表現(xiàn)為近似圓弧滑動(dòng)。

（2）水的因素：變形巖土體風(fēng)化嚴(yán)重，節(jié)理裂隙極發(fā)育，易受降雨及地表水入滲運(yùn)移的影響;在暴雨及久雨條件下，地表水下滲，積蓄在邊坡體內(nèi)部，導(dǎo)致坡體內(nèi)部巖體自重增加，抗剪強(qiáng)度大幅下降，最終在邊坡自重作用下發(fā)生滑塌。

（3）路基開挖形成大臨空面，排水邊溝不暢等，誘發(fā)了邊坡土體的滑動(dòng)。

4滑坡治理方案

4.1原設(shè)計(jì)

榕江互通AK0+060～AK0+120右側(cè)邊坡設(shè)計(jì)為7級(jí)高邊坡，其中第5級(jí)邊坡采用錨桿格梁防護(hù)，坡率1：1，錨桿長12m;第6級(jí)邊坡采用錨索格梁防護(hù)，坡率1：1，錨索長26m;第7級(jí)邊坡采用拱形骨架防護(hù)，坡率1：1.25，坡頂開口線緊鄰既有村道;第1級(jí)邊坡采用錨桿格梁防護(hù)，坡率1：1，錨桿長12m;第2、3級(jí)邊坡采用錨索格梁防護(hù)，坡率1：1，錨索長26m。如圖1所示。

4.2滑坡處置方案

4.2.1方案一（圖2）：階梯式護(hù)面墻+錨索+鋼管樁

對(duì)邊坡自上而下進(jìn)行刷坡清方，同時(shí)對(duì)鄉(xiāng)道向內(nèi)側(cè)進(jìn)行局部改移，改移清方之前需滑坡體頂部插打鋼管樁，防止刷坡過程中誘發(fā)上部繼續(xù)滑坡，保證施工安全。由于滑面已經(jīng)貫通，建議對(duì)滑坡進(jìn)行徹底清方，而受自然橫坡較陡和坡頂?shù)胤洁l(xiāng)道限制，清方之后需設(shè)置強(qiáng)支擋進(jìn)行防護(hù)。強(qiáng)支擋采用階梯式護(hù)面墻，同時(shí)在護(hù)面墻上施作錨索。

4.2.2方案二（圖3）：抗滑樁+錨索

第四級(jí)邊坡未開挖到位，故對(duì)第五級(jí)邊坡處進(jìn)行填土反壓，防止滑坡繼續(xù)發(fā)展，上部邊坡裂縫采用注漿封閉，然后在第六級(jí)邊坡施作錨索，在五級(jí)平臺(tái)處開挖抗滑樁進(jìn)行強(qiáng)支擋，樁體采用2m×3m，樁長22m，然后再挖除反壓土方，按原設(shè)計(jì)進(jìn)行放坡。

5工程設(shè)計(jì)方案對(duì)比分析及施工驗(yàn)證

由于滑面已經(jīng)貫通，滑坡體與原山體已經(jīng)剝離，故方案一采用的卸載清方+強(qiáng)支擋的方案可以完全清除滑坡體，不留后患，且護(hù)面墻方案施工較為方便;方案二采用抗滑樁+錨索方案，錨索在滑坡體中易失效，且在滑坡體中挖樁風(fēng)險(xiǎn)高，施工復(fù)雜，故經(jīng)過多方面比選，設(shè)計(jì)采用方案一，即階梯式護(hù)面墻+錨索+鋼管樁，具體設(shè)計(jì)如下：

（1）由于第四級(jí)尚未開挖到位，故調(diào)整原第三級(jí)寬平臺(tái)寬度，由18m縮減至15m，加大第四級(jí)平臺(tái)寬度至16m，對(duì)滑坡體進(jìn)行徹底清除。第四級(jí)坡率1：1，采用拱形骨架防護(hù)，第5、6、7級(jí)施做階梯式C20砼護(hù)面墻，面坡坡率1：0.5，最下兩級(jí)平臺(tái)寬度3m，高5m，最上一級(jí)面坡坡率1：0.5，頂寬1.5m，護(hù)面墻總高23.5m。寬平臺(tái)下部邊坡維持原設(shè)計(jì)方案。

（2）待護(hù)面墻混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%以上時(shí)，在第7級(jí)護(hù)面墻上設(shè)置3排6束錨索，錨索長度從上至下分別為26m、25m、24m，設(shè)計(jì)張拉力750KN。

（3）護(hù)面墻墻后設(shè)置50cm反濾層，同時(shí)墻身按梅花形設(shè)置排水孔，間距2～3m，以排除墻后積水。

（4）為確保既有村道的路面寬度及通行安全，護(hù)面墻澆筑完成后及時(shí)對(duì)墻背進(jìn)行回填夯實(shí)，并做混凝土封閉，并在墻頂設(shè)置臨邊防護(hù)波形護(hù)欄，村道右側(cè)裸露的土質(zhì)邊坡采用錨桿掛網(wǎng)噴射砼護(hù)坡封閉。

（5）邊坡自上而下逐級(jí)清方、逐級(jí)防護(hù)，做好施工期間的排水工作，并在各級(jí)平臺(tái)施做位移邊樁，做好實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)行不少于兩個(gè)水文年的監(jiān)測(cè)。

按照該段防護(hù)方式，對(duì)邊坡進(jìn)行施工、監(jiān)控量測(cè)，施工完成后監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)無明顯變形、穩(wěn)定性較好，消除了滑坡體對(duì)上方地方道路的威脅。

6施工

根據(jù)荔波至榕江高速公路AKO+060～AKO+120段板巖地區(qū)高邊坡滑塌治理過程，結(jié)合板巖地區(qū)地質(zhì)情況、現(xiàn)場(chǎng)施工情況，可得出以下結(jié)論：

（1）板巖地區(qū)地表土體主要為穩(wěn)定性較差的覆蓋層，開挖后長時(shí)間暴露，在干濕變化條件下板巖強(qiáng)度逐漸降低，自穩(wěn)能力變差，易造成邊坡表層滑塌，形成較大貫穿裂縫。

（2）板巖地區(qū)高邊坡土體結(jié)構(gòu)較松散，易受降雨及地表水入滲運(yùn)移的影響，在暴雨及久雨條件下，地表水沿第四系土體下滲，積蓄在巖土交界面，并順基巖頂面流動(dòng)，使土巖接觸面被軟化，形成軟弱夾層，形成滑塌裂縫。

（3）路基開挖形成大臨空面，排水邊溝不暢等，支護(hù)不及時(shí)均會(huì)誘發(fā)邊坡土體的開裂。

（4）對(duì)于抗滑樁+錨索方案等強(qiáng)支護(hù)方案，由于滑坡斷縫較大，錨索在板巖滑坡體中易失效，且在滑坡體中挖抗滑樁風(fēng)險(xiǎn)高，施工復(fù)雜。

（5）強(qiáng)風(fēng)化板巖厚度大，節(jié)理裂隙極發(fā)育且呈張開狀，巖體破碎，碎塊間結(jié)合性差，覆蓋層已發(fā)生滑塌，如不對(duì)邊坡加強(qiáng)支護(hù)，強(qiáng)風(fēng)化層在各種誘因下極易發(fā)生更大的二次滑坡拉裂，因此應(yīng)對(duì)板巖高邊邊坡進(jìn)行加強(qiáng)防護(hù)。

（6）總的來說，板巖地區(qū)在施工過程中，受施工擾動(dòng)及雨水影響，不及時(shí)支護(hù)易造成邊坡滑塌，形成較大張拉裂縫，因此實(shí)際工程必須重視板巖遇水因風(fēng)化、軟化的作用。

7 總結(jié)

本文分析加深了對(duì)“板巖地區(qū)”高邊坡滑坡斷縫原因和治理的理解，對(duì)類似板巖地區(qū)高邊坡滑坡斷縫治理提供了一定的參考。

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