復雜地質條件下滑坡體分區分段綜合處治的探討

孟 芹 何國華

(1.貴州交通職業技術學院，貴州 貴陽 550001； 2.貴州高速公路集團有限公司，貴州 貴陽 550001)

1 工程概況

某高速公路CK0+828～XZK83+380段邊坡工程在山腰處切割山體，挖方高邊坡最高為41.72 m(CK0+976.249處)。場區表層殘坡積層碎石土，厚2 m～3 m，下統三迭系下統茅草鋪組(T1m2)白云質灰巖夾溶塌角礫狀白云巖，巖體破碎，節理裂隙發育,強風化層厚17.8 m～19.2 m，巖層產狀在100°∠16°。

1.1 地形地貌

場區植被較發育，路段區多為園林及耕地，基巖零星出露，場區海拔430.0 m～682.0 m，相對高差252.0 m；軸線通過段地面高程在506.0 m～540.0 m之間，相對高差24.0 m。地貌類型屬溶蝕—構造型中低山地貌。

1.2 地質構造

場區位于揚子準地臺黔北臺隆遵義斷拱之畢節北東向構造變形區。場區位于松坎向斜一翼，巖層產狀在75°～135°∠16°～70°。主要節理產狀有：265°∠25°，33∠75°兩組，多為密閉型節理，節理間距200 mm～300 mm。

1.3 原設計情況

邊坡第1級～3級采用1∶0.75放坡，第4級邊坡坡率1∶1，單級邊坡高度10 m，第1級、2級邊坡坡面采用錨桿框架植草防護，錨桿長4.5 m～6 m，第3級邊坡坡面分段防護，CK0+828～CK0+935段采用錨桿框架植草防護，錨桿長9 m，CK0+935～XZK83+380段采用錨索框架植草防護，錨索長18 m～22 m；第4級邊坡采用錨索框架植草、錨桿框架植草防護，錨索長22 m～26 m。CK0+960～XZK83+410坡口外5 m處設12 m長鋼花管注漿，4排φ108鋼花管。

1.4 邊坡滑移現狀

挖方邊坡正在開挖第二級邊坡，三、四級邊坡已按設計坡率開挖完成。發現該邊坡CK0+880～CK0+945段后緣出現弧形貫通裂縫，與線路走向基本一致，長約110 m、最大寬度約12 cm、最高錯臺約10 cm、裂縫距路中線最遠距離為110 m，如圖1所示。

2 破壞機理分析

2.1 滑坡規模

滑坡體位于C匝道測設基線CK0+860～CK0+950右側28 m～115 m范圍內，沿測設基線方向縱向長約90 m，寬約87 m，根據鉆探揭露，滑動面深約13 m～18 m，滑坡面積約4 400 m2，滑坡體積約65 000 m3，該滑坡為中型滑坡。

2.2 變形特征

CK0+880～CK0+945段后緣出現弧形貫通裂縫，與線路走向基本一致，長約110 m、最大寬度約12 cm、最高錯臺約10 cm、裂縫距路中線最遠距離為110 m，截至目前為止，該滑坡體前緣未見明顯的鼓脹及變形，為蠕變階段。依據地勘報告，滑坡體滑動方向基本垂直于C匝道。

2.3 滑坡成因分析

1)線路從斜坡前緣通過，坡體的開挖卸荷，減小了坡體的抗滑力，破壞了坡體的自然平衡，坡腳失去約束。

2)滑體表層為含碎石粘土，下伏基巖為溶塌角礫巖，由于風化強烈大部分已呈類土狀，地表水易下滲，在基巖面形成滯水帶，隨著浸水時間的延長，土體抗剪強度進一步衰減形成初始滑移面。坡體受持續降雨補給，使下滑力不斷增大，滑面強度急劇下降，抗滑力也隨之下降；在后緣區產生下錯。

該邊坡溶塌角礫巖全風化層厚度大，其力學性質差，為類土質邊坡。邊坡開挖臨空加之連續暴雨，雨水下滲降低了土體抗剪強度，進而導致坡體后緣產生裂縫。

3 滑坡穩定性分析

3.1 計算理論

折線形滑動和圓弧滑動主要為堆積體路基，滑面基本沿著基覆界面，滑面(帶)呈折線形；軟土路基、覆蓋層和強風化層較厚的軟質巖邊坡。

采用綜合野外與室內分析的潛在滑面來計算，滑面呈折線形，故采用折線形滑動面計算公式，剩余下滑力按傳遞系數法計算。

3.2 加固前穩定性計算

取最不利斷面CK0+880,CK0+901,CK0+938,CK0+828側翼進行計算，計算模型如圖2所示，計算結果如表1所示。

表1 計算結果

樁號潛在滑體工況安全系數剩余下滑力kN/m安全系數控制標準CK0+880CK0+901CK0+938CK0+828側翼滑面潛在滑面Ⅰ滑面潛在滑面滑面潛在滑面潛在滑面正常工況1.115153.881.30非正常工況1.070188.501.20正常工況1.136817.3071.30非正常工況1.011977.6041.20正常工況1.006697.121.30非正常工況0.959748.101.20正常工況1.0651 547.881.30非正常工況0.9891 612.311.20正常工況1.160430.8951.30非正常工況1.063587.0101.20正常工況1.0691 408.2811.30非正常工況1.0111 506.4291.20正常工況1.155788.901.30非正常工況1.098910.251.20

經計算，在暴雨工況下，CK0+880斷面滑面安全系數為1.070，剩余下滑力達188.5 kN/m，正常工況下，安全系數為1.070，剩余下滑力達188.5 kN/m；潛在滑面安全系數1.011，對應下滑力達977.604 kN，正常工況下，安全系數為1.136，剩余下滑力達817.307 kN/m，均不滿足規范要求。

3.3 分段分區處治方案

結合地質勘察資料及穩定性計算，對坡體進行分區防護加固，分段治理。Ⅰ區起訖樁號為CK0+828～CK0+950段，為全風化溶塌角礫巖，弧形貫通裂縫位于CK0+880～CK0+945段后緣，為主滑區域。Ⅱ區起訖樁號為CK0+950～XZK+380段，為強～中風化白云質灰巖夾角礫巖，如圖3所示。

Ⅰ區：CK0+828～CK0+950段，第1級：CK0+828～CK0+865段第1級設1.8 m×2.4 m抗滑樁；CK0+865～CK0+950段第1級設2 m×3 m抗滑樁；坡體側緣設全埋式1.8 m×2.4 m抗滑樁；第2級：坡率1∶2～1∶0.75，先素噴6 cm，后采用錨索框架植草防護；第3級：坡率1∶2～1∶0.75，先素噴6 cm，后采用錨索框架植草防護；第4級：坡率1∶2，采用掛網噴混凝土及錨索框架植草防護，各級平臺寬度3 m。

Ⅱ區：CK0+950～XZK+380段第1級：維持原設計坡比1∶0.75，坡面錨桿框架植草防護；第2級：坡比1∶0.75，先素噴6 cm，后采用錨索框架植草防護；第3級：先素噴6 cm，維持原設計坡比1∶0.75及錨索框架植草防護；第4級：先素噴6 cm，維持原設計坡比1∶1及錨索框架植草防護，各級平臺寬度2 m。

3.4 支護后穩定性計算

CK0+880,CK0+901,CK0+938進行加固后經穩定性計算，均滿足安全系數控制要求。

4 邊坡監控

根據監測項目，結合地形條件等，采用的監測方法有深部位移監測及地下水位監測、地表巡視，詳見表2，在滑坡方向軸線上，共布設上、中、下3個測點。

表2 監測方法匯總表

5 結語

隨著山區高速公路的建設不斷向前推進，受地形地貌的因素制約，部分路段走廊帶單一，高速公路的建設不可避免的切割滑坡體。如何讓滑坡經濟、有效、安全的處治就顯得尤為重要，該邊坡處治完成后，歷經兩個雨季，根據邊坡監測結果顯示為穩定狀態，說明該防護設計安全可靠，為今后的類似工程提供了借鑒。