某錯落型堆積體滑坡綜合治理研究

肖文輝 王德富 江 輝

(1．湖北省城建設計院股份有限公司 武漢 430051； 2．湖北省交通規劃設計院股份有限公司 武漢 430051)

堆積體是指松散破碎巖土體堆積的地質體，屬于邊坡變形破壞后繼續運動階段的產物[1]。而錯落是指陡傾的結構面與后山巖體分隔開的部分巖體，因坡腳受沖刷或遭人工開挖，下伏的較軟弱巖層在上覆巖體的重壓下產生壓縮變形，引起上覆巖體沿陡傾結構面整體下錯的現象[2]，當錯落發展到后期將會轉化為滑坡。本文擬以貴州省惠水至羅甸高速公路堆積體滑坡治理的實際工程為背景，對滑坡的形成機理進行穩定性分析，并提出治理加固措施，以供類似工程參考。

1 工程概況

貴州省惠水至羅甸高速公路堆積體滑坡位于K35+650-+810段線路右側，在已建成通車后受暴雨影響坡體發生變形，坡頂后緣及坡腳路塹擋墻出現多條裂縫，擋墻泄水孔及施工縫滲水，路塹邊溝發生偏移，路面邊部局部開裂隆起?；卢F狀見圖1。

圖1 滑坡現狀

該滑坡平面呈圈椅狀，縱向長度約100 m，橫向寬度約110 m，滑坡后緣距離路線中心右側約120 m，前緣已發展到路面右側土路肩邊部，圈定的滑坡體面積約7 500 m2，平均厚度約16 m，滑坡總體積約12萬m3。滑坡平面圖見圖2。

圖2 滑坡平面圖

2 工程地質條件

2.1 地形地貌

滑坡區屬構造剝蝕-侵蝕低山峰叢與山間平地地貌區，從微地貌單元看，處于下緩上陡的斜坡地帶，滑塌中后部為斜坡，坡度25°～35°，標高985～1 030 m，相對高差約45 m。

2.2 氣象與水文

項目區屬亞熱帶濕潤季風氣候，兼有北、中亞熱帶氣候特點。年平均降水量1 137.8 mm，年平均降雨日數210.3 d，最大1 d降水量曾達178.8 mm。

場區地下水類型主要為殘坡積層孔、裂隙水，由大氣降水和地表水補給。邊坡中上部及塹頂后緣較大范圍為堆積體，地下水沿堆積體與炭質泥巖接觸面向下排泄?，F場調查發現坡面局部有地下水滲流，勘探期間測得鉆孔內的穩定水位為4.5～14.6 m。

2.3 地層巖性

該區域堆積體成分主要為塊石夾碎石土，塊石主要成分為灰巖，塊徑0.5～15 m，灰褐色，松散～稍密狀。堆積體底部基巖面平緩，下伏基巖為炭質泥巖，灰黑色，節理裂隙發育，力學性質較差。坡頂硬質巖崩塌于軟質巖坡面上形成堆積體，后緣形成陡壁。

2.4 地質構造

場區無區域斷層及活動斷層通過，巖層呈單斜產出，巖層產狀 280°∠40°。

3 滑坡形成機理

該段滑坡的形成是地形地貌、地層巖性、地下水及人工切坡共同作用的結果。

1) 滑坡區坡體覆蓋層為后緣陡壁處灰巖產生錯落式的破壞后崩塌于軟質巖坡面上形成的堆積體，厚度較大，一般厚15～20 m，以碎塊石為主，為滑坡的形成提供了源物質。

2) 施工切坡，在斜坡前部坡腳處形成高度10～19 m的人工邊坡。人工邊坡施工時挖除了可起到抗滑作用的坡腳巖土體，破壞了坡體的自然平衡條件，為滑坡提供了剪出空間。

3) 在暴雨情況下，雨水浸潤，堆積體下部炭質泥巖遇水后軟化崩解，引起抗剪強度衰減，形成軟弱帶，使坡體穩定性降低，從而發生坡體變形。

4) 本滑坡具備上硬下軟且覆蓋層較厚的物質結構特征，在坡體未開挖時，該區基本上被上覆的灰巖塊石層和周邊基巖圈閉在一個相對封閉的區域內，其變形被限制[3]。當坡體開挖后，下部軟層得到變形空間，在上覆巖體重壓下發生塑性流動，從而發生軟巖擠出性滑坡(錯落型滑坡)[4]。

4 滑坡穩定性分析

4.1 計算參數的確定

4.1.1 斷面的選定

滑坡體物質主要由碎塊石和全～強風化炭質泥巖組成，根據現場工程地質勘察情況，選取代表性的I-I剖面為控制性斷面，對滑坡進行穩定性分析。I-I剖面圖見圖3。

圖3 I-I剖面圖

4.1.2 計算工況

場區地震烈度為VI度，不考慮地震工況。根據JTG D30-2015《公路路基設計規范》，高速公路邊坡天然工況下穩定安全系數取1.3，暴雨工況下穩定安全系數取1.2[5]。

4.1.3 參數反算

由于滑坡已經發生，原地勘報告數據不能完全采用，故進行了補充勘察。結合補勘報告及目前滑坡現狀反算滑坡體的物理力學參數，在計算抗剪強度指標時，將天然狀態下的安全系數取1.10，飽和狀態下的安全系數取0.99，并結合室內剪切試驗，綜合確定滑帶土c、φ值，其他參數取值根據土工試驗并結合當地經驗取得，具體見表1。

表1 滑坡體力學參數

4.2 滑坡推力計算

勘查表明，滑坡形態比較復雜，采用不平衡推力傳遞系數法計算滑坡穩定性，具體結果見表2。

表2 剩余下滑力計算結果

正常工況下，安全系數K=1.25時計算的剩余下滑力為935kN/m。暴雨工況下，安全系數K=1.20時計算的剩余下滑力為1 296kN/m。在擬設樁位處剩余下滑力為1 815kN/m。

5 滑坡治理方案

針對滑坡的物質組成、變形機理和穩定性分析，提出了3種治理方案：鋼花管注漿+錨索框架梁、全部清方卸載和抗滑樁強支擋。

5.1 方案的選擇

1) 鋼花管注漿+錨索框架梁方案。施工組織相對容易，行車干擾小，工期有保證，但注漿對堆積體固化效果難保證，注漿施工過程中存在風險(漿體軟化滑坡體)，且坡腳錨索的錨固段位于全～強風化炭質泥巖內，打試驗錨索后發現錨固力難以達到設計要求，錨固作用有限。

2) 全部清方卸載方案。清除滑面以上部分土石方至邊坡穩定，采用普通防護，滑坡體后緣及平臺設置截水溝，一、二級邊坡部分坡面布設仰斜式深層排水孔。此方案施工組織相對容易，由于清方量較大，坡面防護工程量增大，且需要規模較大的棄土場，工期稍長，行車干擾較大，對生態環境破壞較大。

3) 抗滑樁強支擋方案。處治效果較好，施工組織相對容易，由于本段目前交通量不大，清方量較小，坡體開挖擾動較小，行車干擾小，工期相對較長。

經綜合比選，推薦抗滑樁強支擋方案。

5.2 抗滑樁治理措施

結合以上分析，采用抗滑樁+深層排水+清除松散體+坡面防護的綜合處治措施，邊坡分段分區進行治理。

在K35+700-+810段右側邊坡坡面處設置抗滑樁。抗滑樁距路線中心右側24m，截面2.0m×3.0m，樁長22，25，28m，樁間距5～6m，共19根。

K35+700-+780段設置深層排水孔，縱向間距為2.5m。同時在坡腳擋墻上設置2排仰斜式深層排水孔，縱橫間距2～3m，梅花型布置。

清除K35+750-+790段表層松散滑塌體。上部坡面采用SNS主動防護網，防止落石威脅路面行車安全，下部坡面采用C20片石混凝土護面墻封閉。

6 滑坡監測

為掌握滑坡的變形發展規律，在滑坡上布設位移觀測點實時動態監測。地表監測平面示意圖見圖4。

圖4 地表監測平面示意圖

選取測點中JC2、JC6作為代表說明，數據見表3，其他監測點數據不再一一列舉。JC2監測點X軸最大位移累計位移65mm，擋墻頂JC6監測點Y軸最大位移累計位移33mm，根據監測結果，受降雨等影響該段滑坡有繼續發展的可能，需要治理。

表3 JC2及JC6監測點位移表

注：X向以東向為正，Y向以南為正，垂直方向以向上為正，各線大樁號為正南向。

7 治理效果

該滑坡治理施工完畢近3年后，經檢驗，滑坡變形停止，坡體穩定，堆積體滑坡治理達到預期效果。

8 結語

1) 山區公路建設必須堅持地質選線原則，盡量繞避大型不良地質，善于利用遙感和鄰近工程已有成果，開展專項工程地質調繪，超前查明重大不良地質，避免“折騰”和“浪費”。

2) 滑坡治理應在充分分析論證后盡早實施，避免后期惡化導致處治難度增大。該堆積體滑坡因公路施工產生，通車后暴雨情況下發生變形破壞，出現路面鼓起、邊溝擠壓變形、擋墻多處開裂、坡面鼓脹、坡頂有裂縫，說明滑坡在繼續活動，嚴重威脅到高速公路運營安全，亟須治理。

3) 本滑坡地質結構較為特殊，具備上硬下軟且蓋層較厚的物質結構特征，應充分重視水對滑坡的作用。滑坡體上部為崩塌堆積體，坡腳下伏軟弱的炭質泥巖，由于其強度低，遇水軟化，在上覆巖體重壓下沿風化差異接觸面產生應力松馳，從而發生錯落型滑坡。

4) 在施工過程中及后期通車運營期間，宜開展滑坡體長期變形監測工作，結合監測結果校正設計，修正方案。

5) 滑坡治理采取抗滑樁+深層排水+清除松散體+坡面防護的綜合治理措施，分區分段進行治理，經檢驗，治理方案合理有效，可為今后治理類似工程地質條件下的堆積體滑坡提供參考。