西南山區巖質順層滑坡處治

張毓濤 王少清

（1.中國公路工程咨詢集團有限公司 北京 100089 2.中咨華科交通建設技術有限公司 北京 100195）

1 工程概況

滇東北地區某高速工程中一處整體式路基斷面，路基全寬24.5m，左側最大邊坡高度31.77m，原設計方案挖方邊坡按照臺階形放坡，一級邊坡坡率1：0.75，坡高8.0m，坡面錨桿框格梁防護，錨桿長度11m；二級邊坡坡比1：0.75，坡高8.0m，坡面錨桿框格梁防護，錨桿長度11m；三級邊坡坡比1：1.0，坡高8.0m，坡面錨桿框格梁防護，錨桿長度11m；四級邊坡坡比1：1.0，一坡到底，坡面采用復合網植被防護。各級邊坡之間設置2.0m外傾4%平臺及設平臺截水溝。

2 滑坡發展分析

2.1 時間過程

2018年12月30日，共150m長的路基左側邊坡，開挖至高程1610.785m時出現開裂并產生滑移，開裂涉及縱向長度約150m，裂縫最遠處離路線中線約120m，開裂較大裂縫共右7條，長20.5～150m，寬0.3～11.62m，深1.47～6.5m，根據工程地質調繪該滑坡已發生劇烈滑動，滑體重心降低，滑體中部分地下水排出，滑移速率漸減，逐步進入漸趨穩定階段。

2019年10月29日由于連續降雨再次出現大范圍滑動，深7～8m的順層滑動現象。

2020年1月8日，左側80m路基范圍邊坡再次出現大范圍滑動。

2.2 滑坡空間分布

2018年12月30日第一次滑動所形成滑坡，開裂涉及縱向長度約150m，裂縫最遠處離路線中線約120m，開裂較大裂縫共右7條，長20.5～150m，寬0.3～11.62m，深1.47～6.5m，根據工程地質調繪該滑坡發生了劇烈滑動，滑體重心降低，滑體中部分地下水排出，滑移速率漸減，逐步進入漸趨穩定階段。由于邊坡為順層坡，結構面結合差抗剪強度較低，繼續下挖剪出口將沿薄弱結構下移，如果未處理繼續開挖將出現更深大范圍的滑動破壞。

2019年10月29日，該段路基左側距離路線中線約120m至距離中線約160m段山體斜坡出現開裂并產生急劇滑移，滑體滑動后掩蓋了原有坡面，滑坡后壁陡峭，深約6～10m，寬5～15m，兩側剪切裂縫深5～10m，坡體巖體裂縫交錯斷裂，滑坡后緣后方巖體松動，結構面發育。

2020年1月8日，左側邊坡再次出現大范圍滑動，滑動范圍繼續向后方延伸大約至山頂，距離路基中線約200m，滑體滑動后掩蓋了原有坡面，滑坡后壁陡峭，深約 6～10m，寬 10～20m，兩側剪切裂縫深 5～10m，坡體巖體裂縫交錯斷裂，由于滑坡已基本滑至山頂，繼續向后延滑動的條件較小，但該部分山體斜坡已經發生了劇滑，滑體重心降低，滑體中部分地下水排出，滑移速率漸減，已經滑動的滑體上部結構松散，經過滑動后巖土體疏松，滑動堆積體成分以全～強風化粉砂巖夾頁巖為主，滑體根據地形起伏在自身重力和地下水的作用下不斷局部滑動調整地形地貌直至滑動至能逐步漸趨穩定地形地貌，所以滑體堆積物局部將不斷滑動。

2.3 滑動機理

第一次滑動為臨近坡腳開挖處的巖層滑動，滑動范圍靠近路基。由于巖層傾向同開挖坡面傾向呈約4°小角度相交，為順層邊坡，上部巖層巖體破碎，巖層結構面主要為泥質結構面，結構面抗剪強度低，破壞了巖體的完整性，在邊坡開挖形成臨空面后，在雨季時自重增加結構面強度降低，巖層沿上部極破碎巖層薄弱點向臨空面滑動。后緣及滑坡周界為張性節理（J1和J2裂隙兩組裂隙切割形成）連通形成，特別是后緣有折線狀特征。

第二次滑動發生在第一次滑動后緣以外50m范圍內。滑動面與第一次滑面處于同一層理結構面，因此兩次滑坡可看為巖體在不同時間的多級滑動：第一次滑動的滑坡體為前塊，滑動后改變后塊應力狀態，伴隨數月的風化后，層理面剪切強度低于極限平衡狀態時形成第二次滑動。二次滑動后緣仍由張節理控制，呈明顯折線狀，但部分滑動邊界已發展至山體背側，滑面貫穿于山體。第二次滑動后對部分滑坡體進行了清除。

第三次滑動發生范圍在前兩次滑動范圍的左半部，滑坡后緣位于山體背側，前緣位于路基坡腳處，滑動深度較前兩次滑坡深5～8m。第三次滑動與前兩次滑坡為不同時間發生的多層滑動。路基施工導致開挖坡腳逐步降低，在接近設計高程（1595m）處形成新剪出口，并沿該處層理結構面形成高速滑動，滑坡體堆積覆蓋了全部路基寬度。受第三次滑動影響，前兩次滑動范圍內第三次未滑動的范圍坡體出現了多處平行路線的張拉裂縫，預測該范圍坡體已形成向路基方向滑動的趨勢。

第三次滑動中坡體已發生高速滑動，滑坡體滑至路基范圍后中心降低，下滑力減小，滑動階段發展為滑動后暫時穩定階段。第二次滑動范圍中其余未滑動的坡體，受第三次滑坡影響出現垂直于滑動方向的張拉裂縫，滑動階段發展為局部失穩蠕動階段。

2.4 下滑力計算

根據最終確定的滑帶分布的空間位置，并依據現狀滑坡地形、巖土條件及當前穩定狀態，采用理正軟件進行滑坡穩定性分析和參數反演計算。滑體容重按強風化頁巖夾粉砂巖試驗結果控制，天然狀態容重為23.5kN/m3，飽和狀態容重為 24.0kN/m3。

第三次滑動后兩部分坡面處于不同的滑動階段。第三次滑動范圍，正常工況采用穩定系數1.02進行反演，暴雨工況采用穩定系數0.97進行反演。第三次未滑動范圍，正常工況采用穩定系數0.97進行反演，暴雨工況采用穩定系數0.92進行反演。

該滑坡治理后穩定安全系數按照正常工況1.25，非正常工況1.15控制。由于地震烈度為Ⅵ度，根據《公路工程抗震規范》（JTG B02—2013）[1]的要求可不進行抗震驗算，計算結果匯總見表1。

表1 剩余下滑力

3 處治方案

計算揭示滑坡體剩余下滑力較大，采用單純增加抗滑力的設計思路無法滿足需求。該處滑坡擬從清方減載及部分減載配合支擋工程的方式研究處治方案。

采用完全清除滑坡體的方案產生了較大量的棄方。考慮減少棄方和增強邊坡抵抗再次出現順層滑塌能力的設計目標，擬保留坡腳處部分滑坡體反壓于坡腳。巖質順層滑坡暫時穩定后，滑面處不同于土質滑坡會出現排水固結的變化趨勢。因此需將用于反壓的滑坡體暫時清除，并對滑面進行挖臺階處理，臺階寬度≥4m。處理后進行干砌石垛。高度16m，頂面形成16m寬緩沖平臺。石垛坡率1：2.0，并在8m處設2m寬平臺，回填坡面采用復合網植被進行防護。反壓體坡腳處設置4m高抗滑擋墻。

用于反壓的石垛摩擦角≥35°。抗滑擋墻采用雙標準控制，即同時滿足反壓填料所構成庫倫土壓力的要求，和滿足反壓體下滑穩定系數及滿足相應工況標準時所需要的抗力要求。反壓體下滑力根據坡面開挖臺階處巖（土）體抗剪強度控制。

抗滑擋土墻高4m，墻趾高1.5m，墻頂寬3.0m，墻趾寬1.0m，墻面坡率1：0.5，墻背坡率1：0.4，墻身采用C20片石混凝土澆筑，擋墻穩定性驗算結果見表2。

表2 擋土墻穩定驗算

4 結束語

綜上所述，順層滑坡具有以下特點：高速滑動特點。深層滑坡滑面平順，滑體剛度相對大，邊坡坡體失穩發生于應力集中較大的時刻，結構面受突破剪切坡緩極限后殘余強度下落巨大，構成高速滑動現象；向多級滑動發展的潛在特點。從研究的案例可知，該工點在不同時間發生的第二次滑動，為第一次滑動的多級滑動。前次的滑動形成的新地形地貌不能達到構成穩定地貌的幾何要求，導致多級滑動；向多層滑動發展的潛在特點。從研究的案例可知，該工點在不同時間發生的第三次滑動，為第一次、第二次滑動的多級滑動。前次的滑動后導致部分下伏地表6～9m的巖體暴露于大氣環境中，受蒸發失水以及大氣降水影響風化速度迅速提高，結構面強度加快衰減，從而構成多層滑動的主要條件。