路塹高邊坡滑塌成因與綜合治理措施分析

■盧金華

（龍巖靖永高速公路有限責任公司，龍巖 364000）

龍巖靖永高速公路K3+435～K3+645 段路塹高邊坡位于永定區高頭鄉北側約600 m 處山坡，地下水發育，水位較淺，上部溝谷常年流水。 該邊坡自開始施工后受連續強降雨影響， 出現2 處嚴重滑塌區，并處于蠕動狀態（圖1），隨時可能造成更大規模甚至擴展到整段邊坡或者泥石流的危害，致使該滑坡的治理支護工作迫在眉睫。

1 工程概況

1.1 工程地質情況

根據工程地質調繪及鉆孔揭露，該邊坡自上而下地層主要為：漂石、殘積粉質粘土、黏性土、全風化花崗閃長巖。 場區內發育的地下水主要為第四系孔隙水與基巖裂隙水，水位較淺，年度水位變化??；且雨水充沛，暴雨集中，地表徑流強；遇雨季或暴雨期，排水量成倍增加、山洪沖刷較嚴重。

邊坡坡面植被發育，自然坡度為20°～25°，坡腳（邊坡南側）為正在建設的靖永高速；西北側為一水泥道路；西側為山間溝谷，溝內有滾、漂石，并伴有地表水流出；東西側各發育一條沖溝，未見有變形、開裂跡象，坡面為種植果樹梯田。

1.2 邊坡支護設計情況

該邊坡原設計方案為四級放坡開挖，每級坡高約8 m，中間臺階寬度為2 m，一、二級坡率1∶1，三、四級邊坡坡率1∶1.25；坡頂設置環形截水溝，坡腳設置排水溝；坡面防護自下而上（第一級至第四級）分別為：第一級護面墻、第二級錨索框架梁、第三級拱型骨架+植草、第四級種植草防護[1]。

2 滑坡變形破壞特征

2.1 滑塌區一

滑塌區一位于邊坡西部垂直線路方向，坡體下錯約2.5 m，平面形態下寬上窄喇叭狀，滑動面呈圓弧狀， 為淺層牽引式+推移式（截水溝斷裂匯流灌入）小型土質滑坡。 滑坡后緣自然山坡有3～5 條拉裂縫，裂縫寬度0.5～15 cm，長度2～10 m 不等，坡面有多處裂縫與小臺階（圖2），坡體中部出現下沉現象， 坡頂截水溝及原分級平臺上的排水溝已變形、開裂、錯斷。

圖2 滑坡現場情況

滑帶土為坡積粉質黏土（坡頂上部）、殘積砂質黏性土（坡體中下部），多呈飽和狀態、軟塑狀，局部夾有砂礫石。 該處滑坡前緣已經滑停，后緣局部仍不穩定，處于時滑時停階段，表現為遇雨即滑，如不及時整治，其變形破壞將不斷發展和擴大。

2.2 滑塌區二

滑塌區二位于邊坡東部垂直線路方向，平面形態呈狹長條帶狀，上窄下寬，滑動面呈折線狀，屬淺層牽引式小型土質滑坡。 滑坡后緣下錯0.5～1.0 m，兩側受牽引下錯1.0～1.5 m， 兩側分布有縱向裂縫數條，寬度0.5～10 cm，長度3～6 m 不等。 坡面多級邊坡受牽引滑塌，原分級平臺上的水溝錯斷，變形區域形成一條大沖溝（圖3），坡體中部出現下沉現象。

圖3 滑塌區二大沖溝現場情況

滑帶土為坡積粉質黏土（坡頂上部）、殘積砂質黏性土（坡體中下部），多呈飽和狀態，軟塑狀，局部夾有砂礫石。 該滑坡處于劇滑—滑停階段，具有無雨時穩定，遇雨即滑的特點，如不及時整治，其變形破壞將不斷發展和擴大。

3 邊坡變形成因分析

根據滑塌區一、二的邊坡破壞特征，結合現場地質水文條件和地勘鉆孔資料數據分析總結，導致本高邊坡滑塌形成的主要因素有[2]：（1）地形條件：邊坡所處地貌為丘陵區， 布有一條常年流水的沖溝，溝谷兩側土質松散，易被潛蝕破壞。 （2）巖土體特征：邊坡地質主要為殘坡積黏性土和全風化閃長巖，巖體風化強烈，巖體強度隨含水量的增加而降低特征明顯， 浸水后易軟化崩解造成坡體變形、滑塌。 （3）氣候、水文因素：邊坡場區受高差影響，氣候變化明顯，雨水豐富，多年平均降水量較高。 （4）地下水作用： 場區地下水較發育且穩定水位埋深為0.50～6.30 m，易造成邊坡失穩。 （5）人為因素：山坡自然坡度較緩，經削坡后坡角變大、坡度變陡，多級邊坡可能存在長時間裸露，施工人員并未及時進行防護加固；坡體內的排水系統及坡頂環形截水溝開裂、變形后未施工人員未及時進行修復加固。

4 滑坡體的穩定性分析

4.1 巖土參數的分析與選用

該處邊坡滑坡，危害程度較為嚴重，滑坡防治工程安全等級為一級， 設計穩定安全系數大于1.30。本次針對滑塌區一、二的滑坡體進行穩定性計算， 巖土參數采取反演于取樣分析結果互相參照、分析取用的方法， 綜合考慮巖土參數和滑帶土參數，選取計算的巖土參數如表1 所示[3]。

表1 巖土體物理力學參數

4.2 穩定性分析與評價

根據邊坡變形特征及地形、地貌特征，選取出K3+550 的3 個剖面作為最不利穩定性斷面計算滑坡整體穩定性。 考慮到滑坡可能遭遇最不利情況，分別考慮本次滑動面（采用傳遞系數法）正常工況、雨季工況的邊坡穩定性估算，以及潛在滑動面1、2（采用圓弧滑動條分法）雨季工況的邊坡穩定性估算。

傳遞系數法計算公式[3]：

式（1）、（2）中，Fs為邊坡穩定性系數；Wi為土條重力；Ti為第i 塊段沿滑面的下滑力 （kN/m）；Ri為第i 塊段沿滑面的抗滑力（kN/m）；Ci為第i 塊段滑面巖土粘聚力（kN/m2）；αi、βi為第i 塊段滑面與水平面夾角；φi為第i 塊段沿滑面土的內摩擦角；ψi為第i-1 塊段的剩余下滑力傳遞至第i 塊的傳遞系數；Li土條滑面長度。

經計算與分析，該邊坡現狀處于欠穩定和不穩定性狀態中（表2），暴雨工況下邊坡產生滑坡的可能性極大，危險性大。 潛在滑動面巖土主要為殘坡積土或全風化閃長巖，厚度大于15 m，屬中層土質滑坡。 為確保邊坡穩定安全，必須及時采取安全有效的治理措施。

表2 邊坡穩定性估算值

5 滑坡治理方案

為了保證邊坡的安全穩定和高速公路的正常運營，根據邊坡各部分的穩定性、推力大小、微地形等特點，綜合考慮并結合現場施工條件情況，總結具體處理方案如下：

5.1 應急治理措施

滑坡發生后，應立即對邊坡進行應急處治，具體實施步驟為：（1）設置臨時排水系統[4]。 滑塌區1坡頂截水溝斷裂處上部設置截洪溝，將坡頂匯水與地表排水攔截后往另一側沖溝內排出。 夯填后緣裂縫， 將坡體出現的裂縫用防水板鋪底后用粘土夯填；在已滑塌區兩側邊坡開挖臨時截排水溝，防止降雨時地表水大量滲入坡體內，進一步加劇坡體的變形。 滑塌區2 第二級邊坡出水處設置臨時排水溝或外接排水管，及時將水流排出邊坡外圍。 （2）卸載反壓。 臨時排水系統設置完后在坡腳前緣進行反壓，限制滑體前移。 雨水停止后，清除滑體上的松軟土體，并對后緣臨空面進行卸載。 （3）坡面保護。 對裸露邊坡坡面設防沖刷彩布或防滲塑料膜。

5.2 綜合治理措施

針對本滑坡的巖土特征及形成原因， 采取重新設置攔、排、截水和上清下擋的綜合治理方案[5]。具體治理方案（圖4）歸納如下：（1）邊坡第一階采用6 m 高抗滑擋墻，第二級及以上坡率為1∶1.5，一級平臺寬度6.5 m，二級平臺寬度14 m，第三、四級平臺寬度3 m。 （2）第三階采用孔徑Ф130，4 束的鋼絞線錨索框架梁防護；第四階K3+470-502、K3+522-562 段采用孔徑Ф130，4 束的鋼絞線錨索。 第二、四級邊坡其他部分及第五、六級邊坡均采用拱形骨架防護。 （3）地表排水：在邊坡坡頂外側5 m位置設置1 道截水溝， 截水溝兩側必須接入兩側溝谷； 截水溝與塹頂之間部分采用30 cm 的M7.5漿砌片石封閉。（4）地下排水：分兩期實施。第一期工程為邊坡平孔排水和支撐滲溝，第二期工程為排水滲井。 一期工程及邊坡防護完工后，對邊坡進行監測， 邊坡存在滑動跡象或者仰斜式排水平孔出水率小于80%時，應立即施工二期滲井工程。 排水平孔在第一、二、五級邊坡坡面設置2 道，在第三、四級邊坡設置3 道，長度穿過潛在滑動面；第一、二級排水平孔豎向間距2.5 m，橫向間距5.0 m，第三、四、五級排水平孔豎向間距2.5 m，橫向間距3.0 m，梅花形布置，第一排排水管高于平臺高程約1 m；支撐滲溝設置于邊坡出水點附近，橫向間距5 m。

圖4 滑坡工程治理方案示意圖

5.3 施工期間變形監測

主要采取地表位移和深孔位移監測，監測頻率為：地表位移監測1 次/天，變形劇烈時每天數次；地下位移監測1～2 次/周，變形劇烈時1 次/天。該邊坡布置2 個檢測斷面，6 個監測孔，治理期間的監測數據如表3 所示。

表3 滑坡施工期間監測情況

根據邊坡動態變形監測結果并結合地表宏觀變形巡查情況，該邊坡在整治期間未發現明顯滑動變形反應，整體處于基本穩定狀態。

6 治理效果

該滑坡綜合治理于2021 年9 月底施工完成，而后靖永高速公路于2022 年春節前順利通車試運營，截至2022 年5 月期間多次遇暴雨天氣，坡體均未發生滑移跡象，邊坡已基本穩定，坡面美觀協調，基本達到了預期的整治效果，后期監測數據成果如圖5 所示。

圖5 監測位移曲線圖

7 結語

高邊坡滑塌治理是一項綜合性較強的工程，需根據現場實際情況，綜合考慮排水、支擋、防護及錨固等各項技術的應用。 滑塌發生后選定治理措施前，應再次進行現場實地詳盡勘察，認真分析原因，綜合考慮各項因素，最終選擇因地制宜、合理有效的綜合治理方案。