湖南衡邵高速公路K100處滑坡治理技術(shù)

丁選星 程曉偉 王 楨

衡邵高速K100+150～K100+280區(qū)段本為一老滑坡，2007年開(kāi)工后，衡邵高速公路以深挖路塹形式從滑坡前緣通過(guò)，導(dǎo)致坡腳失去支撐，加之雨季大量雨水的作用，誘發(fā)了滑坡。近三年來(lái)，由于受地質(zhì)條件和多雨氣候的影響，加之挖方的持續(xù)推進(jìn)，施工未能貫徹“治早、治小”的滑坡防治理念，甚至前緣出現(xiàn)了邊滑移邊清運(yùn)的施工誤區(qū)，變形逐步向后緣、兩端發(fā)展，在K100+020～K100+430深挖路塹范圍內(nèi)，出現(xiàn)多處路塹邊坡失穩(wěn)，滑坡、流塌現(xiàn)象，逐步形成一滑坡群。惡劣的地質(zhì)及氣候條件，加之不當(dāng)?shù)氖┕すば蚴够聻?zāi)害出現(xiàn)了新滑動(dòng)、新變形、新發(fā)展，嚴(yán)重影響著工程施工進(jìn)度及全線通車(chē)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。2010年6月，我單位受業(yè)主委托對(duì)該里程段地質(zhì)病害進(jìn)行治理，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)半年的重點(diǎn)綜合治理，最終保證了2010年12月30日通車(chē)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。本文以該滑坡治理為工程實(shí)例，詳細(xì)分析了滑坡的形成原因及綜合治理工程措施。

1 滑坡概況

湖南衡陽(yáng)至邵陽(yáng)高速公路K100處滑坡地處邵東縣魏家橋鎮(zhèn)侯家村，項(xiàng)目區(qū)段地形起伏較大，切割較深，丘陵地貌，主要為山丘及田間洼地，沖溝，低洼地段多為農(nóng)田，溝渠、水塘較多。該滑坡為一工程滑坡，由于衡邵高速公路路基的開(kāi)挖，滑坡前緣形成臨空面，改變了原有地質(zhì)環(huán)境的平衡狀態(tài)，且未能及時(shí)治理，加之雨季連續(xù)多日暴雨作用誘發(fā)了該滑坡的發(fā)生和發(fā)展，成為一發(fā)生在褐紅色紅粘土及強(qiáng)風(fēng)化碳質(zhì)頁(yè)巖中的大型復(fù)雜滑坡群。衡邵高速公路K100+020～K100+430段內(nèi)有大小滑坡4處，最大處滑坡為發(fā)生在K100+150～K100+280里程段左側(cè)的滑坡，該滑坡總體呈“圈椅狀”地貌，邊界特征明顯，滑坡體面積約1.5×104m2，滑體厚度平均約為15 m，滑坡體積約22.5×104m3，屬大型中層牽引式基巖滑坡。滑坡體主要物質(zhì)為第四系殘積層，物質(zhì)成分主要為褐紅色亞粘土和強(qiáng)風(fēng)化碳質(zhì)頁(yè)巖，硬塑狀，含少量的植物根系和角礫，下伏主要為強(qiáng)風(fēng)化碳質(zhì)頁(yè)巖，灰黑色，裂隙發(fā)育，巖芯手感滑膩。根據(jù)勘察，本滑坡體具有多層多級(jí)的滑動(dòng)特性，紅粘土層與碳質(zhì)頁(yè)巖接觸面及強(qiáng)風(fēng)化碳質(zhì)頁(yè)巖內(nèi)均有滑動(dòng)面產(chǎn)生。

2 滑坡產(chǎn)生的原因及性質(zhì)

1)該處地形地質(zhì)條件復(fù)雜，土質(zhì)特殊，松軟，排水不暢，抗剪性差，是滑坡、坍滑、溜塌發(fā)生發(fā)展的根本原因。該滑坡滑體物質(zhì)表層為亞粘土，當(dāng)坡體平衡受到破壞時(shí)，滑體物質(zhì)變的非常松散，使得地表水迅速下滲，從而加重了滑坡體自重，減弱滑帶的抗剪強(qiáng)度?；矠閺?qiáng)風(fēng)化碳質(zhì)頁(yè)巖，灰黑色，原巖破碎，裂隙發(fā)育，巖芯手感滑膩，抗剪強(qiáng)度差，屬軟質(zhì)巖，有利于滑坡的形成。2)衡邵高速以深挖路塹的形式從滑坡體前緣通過(guò)，是滑坡產(chǎn)生發(fā)展的決定因素。由于滑坡前緣土方的開(kāi)挖，直接改變了原有地質(zhì)環(huán)境的平衡狀態(tài)，坡體失去有效支撐，從而誘發(fā)了該處滑坡的發(fā)生、發(fā)展。3)當(dāng)?shù)囟嘤甑臍夂驐l件是影響滑坡的主要因素，尤其是連續(xù)降雨，雨水滲入土體，不但使滑體土體重度增大，而且使滑帶土飽和軟化，降低其抗剪強(qiáng)度，引起斜坡土體沿軟弱面滑移變形破壞。4)由于滑體上原分布有兩處魚(yú)塘，使得部分蓄水沿原基巖裂隙面逐漸下滲，降低滑帶的抗剪強(qiáng)度，從而有利于滑坡的發(fā)展。

3 綜合治理措施

基于以上對(duì)該處地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生發(fā)展的原因分析，本工程后期治理采取了支擋錨固和截排水相結(jié)合的綜合治理方案，施工嚴(yán)格按塹坡從上而下分級(jí)開(kāi)挖、開(kāi)挖一級(jí)防護(hù)一級(jí)、再開(kāi)挖下一級(jí)的施工順序。開(kāi)挖好的坡面要立即支擋防護(hù)封閉，防止風(fēng)化和側(cè)向卸載造成坡體坍塌。各里程段的具體治理措施如下。

3.1 K100+150～K100+280里程段左側(cè)滑坡治理

K100+150～K100+280里程段左側(cè)即為前面所述的大滑坡，也是本工程的重點(diǎn)治理對(duì)象，通過(guò)對(duì)本滑坡發(fā)生發(fā)展的原因分析，后期采用了錨索抗滑樁、樁間板墻、漿砌片石擋墻、集水井及仰斜排水孔等措施相結(jié)合的綜合治理方案。

3.1.1 錨索抗滑樁

在K100+150～K100+280里程段左側(cè)大滑坡體前緣布置一排錨索抗滑樁，共13根，樁間距6.0m，樁身截面2.0m ×3.0m，樁長(zhǎng)16 m，嵌入路面以下6 m，為降低樁的嵌入長(zhǎng)度，在每根樁半腰處(即樁頭以下5 m)布置2孔預(yù)應(yīng)力錨索。樁間采用漿砌片石擋墻，上部為板墻與樁連接。

3.1.2 疏排水措施

由于該滑坡體為膨脹性紅粘土，土質(zhì)松軟、排水不暢，加之當(dāng)?shù)囟嘤甑臍夂驐l件，滑坡體前部、中部土體大部分飽水，因此在滑坡體上布置橫向和縱向柔性填石滲溝，疏干滑坡體表層飽水土體;同時(shí)為疏排深部地下水，樁間布置仰斜排水孔，滑坡體上布置3眼集水井，井深8 m，井內(nèi)布置放射狀仰斜排水孔將地下水匯入集水井，同時(shí)一孔將井內(nèi)匯水引出坡體;另外，在滑坡體周邊布置一環(huán)狀截水溝，及時(shí)將坡體上的匯水排出。

3.1.3 綠化工程

對(duì)滑坡坡面的張拉裂縫用灰土夯填，分層填筑，分層夯實(shí)，對(duì)滑坡坡面進(jìn)行坡面整理，使坡面平順，無(wú)反坡匯水等現(xiàn)象;為防止坡面在雨水沖刷，在修整好的坡面上采用灌木、植草防護(hù)。

3.2 其他部位治理工程

K100+020～K100+430里程段內(nèi)其他部位左右側(cè)路塹邊坡由于前期施工工序不當(dāng)，加之多雨的氣候條件，導(dǎo)致該段塹坡病害多發(fā)，多處產(chǎn)生流塌變形。

邊坡開(kāi)挖方面，本工程首先嚴(yán)格按照開(kāi)挖一級(jí)防護(hù)一級(jí)、再開(kāi)挖下一級(jí)的施工順序;且橫向開(kāi)挖時(shí)，嚴(yán)格控制開(kāi)挖長(zhǎng)度(根據(jù)本工程地質(zhì)條件，其土拱效應(yīng)在5 m左右，個(gè)別地方僅為2 m～3 m)。

在支擋錨固方面，首先采用預(yù)應(yīng)力錨索地梁控制住邊坡的整體變形;其次由于本處滑坡的物質(zhì)組成為上層黃褐～褐～紅褐色亞粘土和下層強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)頁(yè)巖，局部夾煤層，大氣降水多且強(qiáng)度大，坡體特別容易松散滑動(dòng)，故采用漿砌片石護(hù)坡防護(hù)住所有一級(jí)坡及部分二級(jí)坡，防止雨水侵入、風(fēng)化。

在疏排水方面，各級(jí)平臺(tái)處采用C20混凝土封閉，并設(shè)置截排水溝及急流槽;一級(jí)坡設(shè)置仰斜排水孔，保持坡體穩(wěn)定。

4 治理過(guò)程及效果評(píng)價(jià)

本滑坡于2008年1月出現(xiàn)滑坡變形跡象，在近兩年的時(shí)間內(nèi)，屢次治理均無(wú)法達(dá)到預(yù)期的效果，在本次治理工程開(kāi)工時(shí)，整條路線其他地段均接近完工，而此處連作為施工便道的要求都很難達(dá)到。經(jīng)過(guò)5個(gè)月的治理，于2010年12月底竣工，保證了衡邵高速的順利通車(chē)，得到了業(yè)主及監(jiān)理的高度評(píng)價(jià)。衡邵高速正式運(yùn)營(yíng)期間經(jīng)歷了數(shù)次大強(qiáng)度降雨，該滑坡順利接受了考驗(yàn)，說(shuō)明該滑坡的治理措施是有效、成功的。

5 結(jié)語(yǔ)

1)滑坡危害嚴(yán)重，治理費(fèi)用昂貴，因此在鐵路、公路選線，廠礦與城鎮(zhèn)選址時(shí)應(yīng)充分勘察地質(zhì)，配合選線(即所謂“地質(zhì)選線”)，盡量避開(kāi)大型滑坡和多個(gè)滑坡連續(xù)分布的地段，以及開(kāi)挖后可能發(fā)生滑坡的地段，尤其是如本滑坡這種下層強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)頁(yè)巖，局部夾煤層，上層黃褐～褐～紅褐色亞粘土且坡體表面存在多處魚(yú)塘，降雨強(qiáng)度特別大的地區(qū)。

2)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、信息化施工，適合處理特殊地質(zhì)災(zāi)害?；轮卫硎且豁?xiàng)特殊的地質(zhì)災(zāi)害工程，由于地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜多變性、隱蔽性和不可確定性，在有限的時(shí)間內(nèi)，不可能將地下的情況了解得十分透徹。鑒于此，地質(zhì)人員、設(shè)計(jì)人員和施工人員，三者密切配合，從始至終參與治理全過(guò)程。如在本次的治理過(guò)程中，地質(zhì)人員及設(shè)計(jì)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況，確定邊坡橫向、縱向的開(kāi)挖方式方法;由于施工擾動(dòng)接連發(fā)現(xiàn)隱形滑坡存在;由于施工坡體地形改變導(dǎo)致地表徑流位置改變，及時(shí)變更柔性截排水溝的位置;根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)錨索鉆孔信息，適當(dāng)減少或增加錨索長(zhǎng)度與數(shù)量等等，在現(xiàn)場(chǎng)本著動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、信息化施工的原則及時(shí)增加的變更，為本次工程的成功治理發(fā)揮了不可估量的作用。

［1］杜單戈.白臘坎至茅臺(tái)高速公路滑坡的綜合治理分析［J］.山西建筑，2010，36(21):300-301.