福寧高速公路八尺門(mén)滑坡病害分析與整治對(duì)策

張 亮，廖小平，2

(1.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院，北京 100081;2.中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，蘭州 730000)

1 工程環(huán)境和地質(zhì)條件

1.1 地形地貌與氣候氣象

滑坡區(qū)所在的福建福鼎八尺門(mén)地處濱海丘陵地貌，為丘陵坡積裙地貌單元，地形高差相對(duì)較大，高差約60 m。微地貌可辨釋出多處后部圈椅狀、前部地形凸出和坡體呈緩坡臺(tái)階狀的古老滑坡地形地貌特征。當(dāng)?shù)貧夂驅(qū)僦衼啛釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候，年平均氣溫13.4℃ ～20.2℃，年平均降雨量1 250～2 350 mm，無(wú)霜期 235 ～ 300 d[1]。

1.2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)

八尺門(mén)滑坡區(qū)位于福鼎白堊系火山噴發(fā)盆地東南緣，地處福鼎—霞浦?jǐn)嗔褞|側(cè)。地層主要分布為:上覆坡積碎石土及殘積亞黏土，下伏石帽山群下段下組英安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，局部為凝灰?guī)r。

該滑坡區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)復(fù)雜，地表水系不發(fā)育，地下水豐富。地下含水層主要有兩層:第一層為亞黏土含水層，其孔隙較大、連通性較好，鉆孔提桶抽水試驗(yàn)結(jié)果為1.3～24.0 t/d;地下水類(lèi)型為第四系孔隙潛水，接受大氣降水補(bǔ)給。第二層為殘積土層及以下風(fēng)化土含水層，為弱承壓型潛水，其補(bǔ)給來(lái)源于大氣降雨的垂直滲透。徑流方向受地形控制，排泄方式以泉點(diǎn)的形式為主，滑坡區(qū)內(nèi)泉點(diǎn)流量0.01～2.20 L/s。

2 滑坡病害性質(zhì)及產(chǎn)生原因

2.1 滑坡變形歷史與發(fā)展

2000年5 月，由于連續(xù)降雨作用和沙呂線(xiàn)改線(xiàn)工程影響，造成沙呂線(xiàn)邊坡產(chǎn)生明顯的滑移變形和破壞，產(chǎn)生了1號(hào)滑坡體。2000年9月至2001年10月，隨著八尺門(mén)互通主線(xiàn)路塹邊坡開(kāi)挖工程的施工，逐步誘發(fā)了2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)滑坡體的變形復(fù)活［2-3］。如圖1所示。

2.2 滑坡產(chǎn)生原因

1)古老滑坡堆積體脆弱的地質(zhì)環(huán)境背景，是其產(chǎn)生嚴(yán)重的滑坡病害的地質(zhì)基礎(chǔ)。

2)路塹開(kāi)挖破壞了坡體原有的力學(xué)平衡，是其產(chǎn)生滑坡變形和破壞的主要觸發(fā)條件之一。

3)地下水的作用是其主要影響因素之一。

4)持續(xù)暴雨的作用，隨著地表水體的大量入滲，加劇了各種動(dòng)靜水的作用和影響。

3 滑坡病害特征及穩(wěn)定性分析

1號(hào)滑坡中前部基本沿古老滑動(dòng)面滑動(dòng)，后部牽引坡體拉裂，滑坡后緣裂縫拉開(kāi)寬度達(dá)1.6 m，滑坡后壁下錯(cuò)1.0～1.5 m。2號(hào)滑坡前期變形破壞體現(xiàn)為淺層滑動(dòng)，古老滑動(dòng)面位于設(shè)計(jì)主線(xiàn)路基高程附近，隨著主線(xiàn)路基向下開(kāi)挖，如不進(jìn)行工程治理，必將持續(xù)發(fā)展和擴(kuò)大，直至古老滑坡整體復(fù)活。3號(hào)滑坡a區(qū)滑帶發(fā)育于坡殘積層及砂土狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r內(nèi)部，由于受滑動(dòng)方向制約，其整體穩(wěn)定系數(shù)介定為1.05左右。對(duì)于b、d、e區(qū)滑坡，其滑帶發(fā)育集中于強(qiáng)風(fēng)化巖層的頂?shù)捉缑孳泴?，穩(wěn)定系數(shù)為1.05左右。對(duì)于 c區(qū)滑坡，其坡體結(jié)構(gòu)條件與兩側(cè)古老滑坡體具有明顯的差異，就當(dāng)前變形而言，亦可分為深淺兩層，淺層滑坡穩(wěn)定系數(shù)為1.02左右，深層滑坡穩(wěn)定系數(shù)為1.05左右。4號(hào)滑坡可分為前后兩級(jí)，前級(jí)滑坡變形破壞嚴(yán)重，穩(wěn)定系數(shù)判斷為1.0;經(jīng)坡體深部位移監(jiān)測(cè)揭示，其后級(jí)滑坡存在蠕動(dòng)變形跡象，但暫無(wú)地表變形反映，其穩(wěn)定系數(shù)判斷小于1.1。典型斷面如圖2所示。

圖1 八尺門(mén)滑坡分區(qū)平面示意

圖2 3號(hào)滑坡主軸斷面

4 滑坡治理工程

4.1 1號(hào)和2號(hào)滑坡體的主要治理工程措施

1)在該滑坡體上部局部刷方減重，清理坡面變形破壞體，減少下滑推力;

2)在BCK0+405～+460段右側(cè)坡腳設(shè)計(jì)抗滑擋墻工程，加強(qiáng)坡腳支擋;

3)夯填主要滑坡裂縫，結(jié)合沙呂線(xiàn)改線(xiàn)工程完善該滑坡區(qū)的地表排水系統(tǒng)，并結(jié)合抗滑擋墻在BCK0+405～+460段設(shè)計(jì)支撐滲溝，引排坡體地下水。

4)在K23+840～AK0+100段右側(cè)第一階路塹邊坡平臺(tái)設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁一排共43根，強(qiáng)力支擋開(kāi)挖路塹邊坡坡腳;

5)在K23+900～AK0+100段右側(cè)第二階路塹邊坡坡面設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力錨索地梁加固;

6)在K23+840～AK0+100段右側(cè)第一、二階路塹邊坡坡腳設(shè)計(jì)仰斜平式鉆孔排水工程，并對(duì)主要泉水濕地設(shè)計(jì)地下水引排工程處理。

4.2 3號(hào)和4號(hào)滑坡體的主要治理工程措施

根據(jù)3號(hào)、4號(hào)滑坡的病害性質(zhì)、變形現(xiàn)狀、產(chǎn)生原因、穩(wěn)定程度和發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合互通區(qū)路塹開(kāi)挖工程設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，在有關(guān)各滑坡條塊的穩(wěn)定度評(píng)估、滑帶指標(biāo)反算和滑坡推力計(jì)算等分析計(jì)算成果資料的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索框架、仰斜平孔排水和抗滑擋墻等綜合治理工程措施對(duì)其進(jìn)行工程整治［4-6］。詳見(jiàn)圖3所示。

5 滑坡監(jiān)測(cè)與治理工程效果評(píng)價(jià)

為了分析研究八尺門(mén)滑坡病害性質(zhì)、體積規(guī)模、滑面位置、穩(wěn)定程度和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)八尺門(mén)滑坡開(kāi)展了包括地表變形監(jiān)測(cè)、地下變形監(jiān)測(cè)、重點(diǎn)結(jié)構(gòu)物變形監(jiān)測(cè)、錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)、樁側(cè)應(yīng)力監(jiān)測(cè)、地下水監(jiān)測(cè)、以及錨索抗拔破壞試驗(yàn)等較為全面和系統(tǒng)的滑坡監(jiān)測(cè)與試驗(yàn)工作。以便掌握滑坡坡體變形動(dòng)態(tài)特征與規(guī)律，了解支擋加固工程結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，并作為該滑坡區(qū)治理工程動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和信息化施工的基礎(chǔ)和評(píng)價(jià)治理工程效果的依據(jù)。八尺門(mén)滑坡區(qū)共設(shè)地表位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)104個(gè)，滑體深部位移測(cè)斜監(jiān)測(cè)45孔，同時(shí)進(jìn)行地下水位監(jiān)測(cè);抗滑樁樁頂及樁身位移監(jiān)測(cè)共8根，設(shè)深部位移測(cè)斜管18孔;抗滑樁樁側(cè)應(yīng)力監(jiān)測(cè)共8根，設(shè)土壓力計(jì)45個(gè);錨固工程的錨索測(cè)力計(jì)監(jiān)測(cè)設(shè)21孔，并完成錨索抗拔力破壞試驗(yàn)共9孔。

圖3 八尺門(mén)3號(hào)、4號(hào)滑坡主要治理工程平面布置圖

監(jiān)測(cè)成果顯示:八尺門(mén)滑坡區(qū)的地表位移和坡體深部位移及抗滑樁樁身變形已趨于穩(wěn)定;預(yù)應(yīng)力錨索的應(yīng)力變化在正常的范圍以?xún)?nèi);抗滑樁樁側(cè)應(yīng)力均小于設(shè)計(jì)值。并且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)新的宏觀(guān)變形破壞跡象。因此，綜合分析監(jiān)測(cè)成果，可以認(rèn)為八尺門(mén)滑坡當(dāng)前處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，其治理工程效果明顯，達(dá)到和滿(mǎn)足設(shè)計(jì)目的和工程要求。

6 結(jié)語(yǔ)

1)工程場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的重要性。在八尺門(mén)互通區(qū)建設(shè)初期，由于忽視了古老滑坡的存在，其互通主線(xiàn)和匝道基本設(shè)計(jì)在古老滑坡體的中前部，并以開(kāi)挖路塹的形式通過(guò)。這就直接切斷了滑坡坡體的力學(xué)聯(lián)系，破壞了原有坡體的力學(xué)平衡，觸發(fā)了大范圍和多區(qū)域的路塹邊坡失穩(wěn)及古老滑坡體的復(fù)活，造成了較為嚴(yán)重的工程病害和損失。

2)滑坡災(zāi)害認(rèn)識(shí)與判斷的重要性。在八尺門(mén)滑坡病害發(fā)生的前期，主要體現(xiàn)為1號(hào)、2號(hào)滑坡區(qū)內(nèi)路塹邊坡的局部變形和破壞;由于受認(rèn)識(shí)水平、工作深度及工程投資等多種因素影響和制約，對(duì)該滑坡的危害性認(rèn)識(shí)不足，存在一定程度的判斷失誤的問(wèn)題，以致在互通主線(xiàn)和匝道路塹全面開(kāi)挖的情況下，誘發(fā)了大面積滑坡復(fù)活變形和破壞。相反地，在該滑坡治理工程后期，加強(qiáng)了該滑坡的研究分析和方案論證，對(duì)該滑坡的認(rèn)識(shí)和判斷正確，及時(shí)地采取了有效的治理工程措施，并強(qiáng)化預(yù)加固的設(shè)計(jì)理念，成功地治理了八尺門(mén)滑坡病害。

3)互通區(qū)滑坡病害發(fā)育的規(guī)律性。對(duì)于山區(qū)高速公路建設(shè)，由于其地形條件困難、地質(zhì)條件復(fù)雜，其互通區(qū)一般需要設(shè)計(jì)在相對(duì)較為寬緩的場(chǎng)地，而古老滑坡發(fā)育區(qū)往往具有這種地形條件或地貌特征;不少高速公路的互通區(qū)就可能不適當(dāng)?shù)剡x址于古老滑坡堆積體上，且山區(qū)地形的互通立交難免設(shè)計(jì)深挖路塹工程，從而較易引起古老滑坡體的復(fù)活變形和破壞。因此，高速公路的互通區(qū)選址應(yīng)盡可能避開(kāi)古老滑坡堆積體，如受線(xiàn)位控制，應(yīng)在準(zhǔn)確詳實(shí)查明滑坡工程地質(zhì)條件及互通區(qū)工程作用和影響的基礎(chǔ)上，優(yōu)化線(xiàn)位布置，避免或減少對(duì)古老滑坡體的擾動(dòng)，并且設(shè)計(jì)采用有效的預(yù)加固工程措施，確保坡體穩(wěn)定和工程安全。

[1] 福建省閩東工程勘察院.福寧高速公路八尺門(mén)互通區(qū)滑坡工程地質(zhì)勘察報(bào)告［R］.福州:福建省閩東工程勘察院，2001.

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