長臨高速古縣連接線賢腰滑坡綜合整治設計★

盧曉明 賈 超

(1.山西路恒交通勘察設計咨詢有限公司，山西 太原 030006；2.中國有色金屬工業西安勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710054)

1 概述

長臨高速古縣連接線K3+000～K3+300段路塹邊坡，上部由黃土狀土、黃土組成，下部由砂質泥巖、泥質砂巖以及薄層泥頁巖構成。該段邊坡最大挖深56 m，右側距離賢腰村最小距離不足100 m，由于邊坡未及時防護在爆破施工振動以及雨水下滲作用下，造成薄層泥頁巖軟化，抗剪強度降低，誘發了該段邊坡的滑動。滑坡邊界發育明顯，后緣位于距離路基設計中線220 m處的山坡上，前緣位于距路基邊坡右側6 m～8 m的路基上，側壁沿兩側溝谷發育，局部跨越山脊向下延伸。

滑坡體前緣寬度約270 m，縱向長度約220 m，滑體體積約108×104m3，屬巨型順層滑坡。危害程度為特嚴重，防治安全等級為Ⅰ級，滑坡體形態如圖1所示。

滑體內存在巖性軟弱的薄層泥頁巖，屬泥質砂巖與砂質泥巖之間的夾層，是構成滑帶的主要物質，遇水極易軟化、泥化，巖層走向與路線方向基本一致約為265°，傾角約為15°～35°，呈順層狀在坡面出露，與坡面呈不利組合。黃土孔隙及強風化泥質砂巖節理裂隙是雨水下滲的主要通道。爆破施工造成巖土應力松弛，與坡面垂直的一組節理裂隙進一步加寬，雨水下滲量更加充足，致使不透水的薄層泥頁巖進一步軟化，抗剪強度指標下降，使下滑力超越向上的抗滑力，從而引發巖土體滑動，這是造成滑坡的主要原因。

區內地形地貌條件、地層巖性條件、層面與坡面的不利組合、灰綠色軟弱夾層的存在、地下水的下滲和在夾層處的集中賦存，以及對巖土體的增重和軟化作用，是滑坡產生的主導因素。

氣候氣象條件、降雨和水文條件、排水不暢等是滑坡產生、發展的重要條件。修筑公路，開挖邊坡等人類工程活動是滑坡產生的誘發因素。

2 總體思路[1]

滑坡的本質是抗力對推力的失衡，是巖土體高勢能的釋放過程。滑坡整治的實質就是重新建立力的平衡系統，使抗滑力大于下滑力，抗滑力矩大于下滑力矩。滑坡整治的關鍵是空間與時間。一是盡量繞避，在空間上遠離滑體；二是對滑體及時進行瘦身卸載，減小下滑力；三是在有限的空間內在不同區段和深度有針對性地選擇防護支擋措施，以增加抗滑力。時間概念上則表現為滑坡治理的時效性，處治時間的緊迫性和處治效果的長期性。

針對該滑坡，由于其目前處于極不穩定狀態(水平位移速率2.5 cm/d～3.0 cm/d)，有加速滑移的風險，直接威脅賢腰村居民生命財產安全，所以采取有效的應急處治措施是首要任務，盡力促使滑動速率減小，延后災害降臨的時間或終結滑動的可能，為長期治理在時間軸上創造條件。同時滑坡區域的圍擋、警示警戒、巡查、監測工作需同步開展，及時分析巡查監測數據，掌控滑坡動態。

當應急處治措施起效后，在監測的條件下進行工程地質調繪和地質災害勘察，搜清滑坡形態、滑面、滑帶物質的性質，進行穩定性分析評價。最終根據調查、分析、判定結果，結合專家評審意見，進行永久性滑坡整治設計、更多地是進行滑坡的綜合整治設計以及綜合整治施工等工作。最后通過長期觀測和檢驗檢測，驗證綜合整治的總體效果，指導后續管理工作，保證公路通暢，滑坡體長期穩定。

對應著改線和維持原公路線位和縱坡標高，形成不改線只調縱坡+滑坡治理和改線調整縱坡+滑坡治理的兩種思路，進行方案比選，擇優確定并進行具體的方案設計和實施。

3 綜合整治設計[2,3]

3.1 應急處治措施

依據及時的現場調查與觀測數據進行分析，滑體處于快速滑移前的蠕滑狀態，變形速率逐漸增大(2.5 cm/d～3 cm/d)。對此，在警戒和觀測的情況下采取了最直接有效的應急卸載反壓措施，通過后緣快速卸載對滑體快速瘦身，以減小下滑力(3 d卸荷7萬m3)；卸載土方在前緣路基處進行反壓，以增加滑體的抗滑力。對滑坡體裂縫采用2∶8灰土回填，施工臨時攔水土垅和截排水溝，防止地表徑流進入滑體，避免滑帶處抗剪強度進一步降低。應急處治完成后，通過監測數據分析，地表移動速率明顯下降(0.3 cm/d～0.5 cm/d)，滑體狀態得以改變。

應急措施為后期的永久性整治提供了充足的時間，也為后期治理提供了一個相對安全的環境，在空間上遏制了滑體下滑，終結了滑體由蠕變階段向快速滑移階段發展的可能性。

3.2 綜合整治設計

3.2.1方案一(調整主線縱坡+滑坡治理)

1)路線調整。只對滑坡段公路路線縱坡進行調整，抬高路基。調整后最大縱坡為4.3%，最小豎曲線半徑為4 500 m，最短坡長為200 m，標高最大抬高6.1 m。符合相關規范要求，同時路基抬高部分作為反壓巖土體，在滑坡前緣起到了較好的支擋作用。

2)后緣卸載。對滑坡體后緣采取卸載以降低滑體下滑力，即在原二級平臺基礎上增加12 m寬平臺，由下向上，坡率1∶1.5，每8 m一級，平臺寬度依次為45 m，30 m，30 m；最后一級平臺之上以1∶2.5放坡，穿越滑面后，以1∶1放坡，一坡到頂。在滑坡腰部及后緣共卸載25萬m3。

3)支擋設計。通過運用試驗法、反算法、經驗法對滑面巖土體C,φ值進行比選確定。正常工況和地震工況下C=7 kPa,φ=13°；飽水工況下C=4 kPa,φ=11.5°。土體γ值取17.0 kN/m3，飽水時取22 kN/m3，巖石的γ值取22.0 kN/m3，飽水時取25.5 kN/m3。采用不平衡推力傳遞法計算，各勘探斷面的剩余下滑力計算結果見表1。

表1 剩余下滑力計算結果(一) kN/m

在一級邊坡坡腳處設置抗滑樁，斷面2～斷面3布設6根1.5 m×2.5 m方樁，斷面3～斷面5布設10根2.5 m×3.0 m方樁，斷面5～斷面6布設5根1.5 m×2.5 m方樁，樁長20.0 m，樁端嵌入滑面下穩定巖體10 m，樁心距為6.0 m。抗滑樁主筋采用φ32鋼筋通長配置，箍筋及加強箍采用φ16鋼筋，樁間采用鋼筋混凝土板墻連接(主筋采用φ25鋼筋，鉤筋采用φ16鋼筋)。

斷面1～斷面2、斷面6～斷面7在二級邊坡坡頂布設兩排微型樁，樁徑200 mm，樁長21.6 m，樁間距1.5 m。孔內插入φ146鋼管，鋼管壁厚6 mm，管內插入3根φ25的鋼筋組成的鋼筋籠，灌漿，頂面采用厚20 cm的C25水泥混凝土現澆頂梁連接。方案一的滑坡整治斷面如圖2所示。

4)坡面加固。二級坡設置框架錨桿防護，框架尺寸為3.0 m×3.0 m，采用C30混凝土。錨桿采用長度18 m，錨固段長13 m，自由段長5.0 m。錨桿采用3根φ32鋼筋組成，將巖土體錨拉于滑動面之下的穩定地層中。框架內采用漿砌片石防護，厚度50 cm。

5)防排水設計。為保證剩余滑體不受水影響并保持長期穩定，采用截水溝+急流槽+排水溝等排水設施，與滑坡體外天然溝渠、既有涵洞等構成完整的排水系統。防排水溝槽統一采用C20混凝土澆筑，置于0.5 m厚2∶8灰土墊層之上，保證槽基穩定、排水通暢。對滑坡體表面的裂縫用2∶8灰土人工回填夯實，進行封閉。

6)生態防護。針對卸載后形成的寬平臺以及二級以上的人工邊坡，采用噴播和人工栽培的方式進行綠化防護，盡快恢復滑坡區域的生態植被。

7)變形監測。按照一級監測等級進行監測，沿滑坡主滑方向布設7條監測斷面。后緣穩定區地段、坡頂、坡腳、支擋物等均設置了監測點。監測周期為施工期24 h一次，防治效果監測階段為每月一次，運營期長期監測為每季度一次。及時分析數據，及時共享，及時采取措施，保證滑坡區域的安全穩定。

3.2.2方案二(調整主線平縱+滑坡治理)

1)路線調整和反壓。對滑坡區段公路路線進行改線，調整路線線位，抬高路基標高。路線最大偏離邊坡坡腳17 m，最大抬高6.3 m。路線和邊坡之間的區域為反壓土堆積空間，二路基在移線后的抬高既降低了邊坡高度，又進一步提供了反壓力。

2)支擋設計。巖土參數選取與方案一一致，各斷面剩余下滑力計算結果見表2。

表2 剩余下滑力計算結果(二) kN/m

在反壓土外側設置抗滑樁，斷面2～斷面3中部至斷面4～斷面5中部布設15根1.5 m×2.5 m方樁，樁長20 m，樁心距6.0 m，樁端嵌入滑面下穩定巖體10 m，樁間設置鋼筋混凝土板墻，樁板配筋同方案一。樁后土方回填壓實，壓實度不小于95%。

其余區段在二級邊坡坡頂布設微型樁，微型樁設計參數同方案一。方案二的滑坡整治斷面如圖3所示。

3)其他措施。主線平縱調整+滑坡整治方案中的后緣卸載、坡面加固、防排水、生態防護以及變形監測等措施與方案一基本一致。

3.2.3方案比選

方案一只調整路線縱坡，在主滑斷面右側50 m處，抬高達到最高值。在其他區段抬高有限，特別是在主滑斷面處，抬高只有2 m～3 m，反壓作用有限。同時在一級邊坡坡腳處設置抗滑樁，樁體所受的推力很大，樁的直徑和配筋量較大，風險系數較高，治理方式和思路較為傳統。

方案二是采用調整路線平面位置和縱坡的方式，通過路線的偏離(最大17 m)，提供了永久反壓空間，為反壓這一有效處治方法提供了條件。通過抬高路線縱坡，又進一步進行了反壓，同時降低了邊坡高度。從表1與表2的對比分析可見，隨著路線偏移量增加，剩余下滑力明顯減小，需要的抗滑樁截面尺寸變小，抗滑樁施工費用降低。路線最大程度地偏移，遵循了“避讓”原則，降低了公路運營期間的風險系數。因此方案二(調整主線平縱+滑坡治理)是更為合理的綜合整治方案。

4 整治效果驗證

目前，按照方案二已完成滑坡整治施工。根據現場監測結果，所有觀測點每天水平位移均維持在0.00 mm左右，整治后的邊坡處于穩定狀態。證明移線+卸載+反壓+抗滑樁+微型樁+防排水+監測的滑坡綜合整治設計方案是合理可行、安全可靠的，為高速公路連接線的安全運行提供了科學有利的保障。

5 結論

1)滑坡已成為影響公路工程施工和運營安全的重要地質災害。在保證公路安全的前提下，總體規劃，迅速推進，先開展應急處治，并建立必須的監測系統，為永久性綜合治理提供時間和空間條件是非常必要的。2)公路滑坡整治設計需總體把控總體設計，除采用傳統的后緣卸載、前緣反壓、支擋、防排水、坡面防護、裂縫封閉等措施外，合理的移線調坡對滑坡綜合整治會起到顯著的效果。3)滑坡整治應具有預見性。在條件許可的情況下應急處治中未應對反壓土方進行回填壓實，以便為永久性綜合整治打好基礎。4)滑坡監測是指導滑坡應急處治、綜合整治、安全施工和運營的重要手段。監測周期、監測頻率、預警值以及數據的準確性直接影響對滑坡穩定性的判斷。