淺談運(yùn)營高速滑坡災(zāi)害應(yīng)急搶險處治

趙琳

（四川達(dá)陜高速公路有限責(zé)任公司，四川 達(dá)州 635000）

1 概述

近年來，西部地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害日趨嚴(yán)重，特別是邊坡滑坡已成為影響高速公路運(yùn)營安全最主要的災(zāi)害之一，我國每年因滑坡災(zāi)害造成的損失數(shù)以億計[1]。道路滑坡災(zāi)害不僅造成巨額經(jīng)濟(jì)損失，還直接影響了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此高效的治理路段地質(zhì)災(zāi)害，及時排除險情、恢復(fù)公路交通正常運(yùn)行，對保障社會經(jīng)濟(jì)正常運(yùn)行有重大意義。本文以四川達(dá)陜高速某路塹段滑坡治理工程為例，就前期如何高效應(yīng)急搶險、以盡早恢復(fù)交通，后期永久治理滑坡體、保持邊坡穩(wěn)定，進(jìn)行了分析和研究。

2 工程概況

達(dá)陜高速某段右側(cè)邊坡為挖方邊坡，邊坡高度約30～40m，其小樁號側(cè)與大橋相接，坡腳有一地方道路經(jīng)過，建設(shè)期該段邊坡分四級開挖，每級邊坡坡高10m，其中一、二級設(shè)計坡率為1:0.75，三級邊坡為1:1，四級邊坡為1:2，一、二級邊坡采用錨桿框架梁支護(hù)，框架梁間距均為3×3m，錨桿長度為8m[3]。

3 災(zāi)害情況

2021 年7 月，受強(qiáng)降雨影響，達(dá)陜高速某段右側(cè)邊坡坡體出現(xiàn)變形跡象，起初局部出現(xiàn)裂縫，坡腳地方道路局部發(fā)生隆起。隨著降雨的繼續(xù)，坡體滑移變形加劇，發(fā)生了垮塌，滑坡后緣高度約35～38m，厚度約7～8m，沿路線方向?qū)挾?10m，滑體規(guī)模約60000m3，為小型滑坡。該滑坡導(dǎo)致高速公路右側(cè)坡腳處地方道路約70m 的水泥路面被剪斷損毀，并向上拱起約2～3m，高速公路此段應(yīng)急車道路面也出現(xiàn)了不同程度的鼓脹、反翹、隆起現(xiàn)象。坡頂滑坡后緣處出現(xiàn)長約70m 的拉陷槽，最寬處約2m，深度約3～4.5m，位于坡頂滑坡后緣的信號塔和電線桿受滑坡影響已倒塌損壞，滑坡后壁基巖上可見擦痕,滑坡表面發(fā)育多條張拉及剪切裂縫，最寬約1.0～1.5m。此段框架梁完全損毀，已完全喪失邊坡防護(hù)作用，見圖1。

圖1 滑坡災(zāi)害鳥瞰圖

4 災(zāi)害原因分析

根據(jù)現(xiàn)場查勘，本段邊坡地質(zhì)主要為三疊系上統(tǒng)須家河組砂泥巖互層，邊坡的坡向為135°，邊坡巖層產(chǎn)狀為193°∠43°，表層巖體嚴(yán)重風(fēng)化，兩組節(jié)理裂隙較發(fā)育，分別為J1:69°∠63°，呈微張狀，延伸長度5～7m;J2:330°∠67°，呈微張狀，延伸長度6～8m，結(jié)構(gòu)面泥化現(xiàn)象明顯，節(jié)理裂隙內(nèi)鐵錳質(zhì)浸潤填充。該段邊坡巖體為斜交順層結(jié)構(gòu)，且表層風(fēng)化嚴(yán)重，巖體破碎，受2021 年7月川東北連續(xù)強(qiáng)降雨的影響，地表水下滲弱化巖體層面及軟弱結(jié)構(gòu)面，導(dǎo)致該段邊坡發(fā)生順層巖質(zhì)滑坡災(zāi)害，見圖2。

圖2 邊坡結(jié)構(gòu)面泥化嚴(yán)重

5 處治工程措施

為及時排除滑坡災(zāi)害，減輕本次滑坡引起的嚴(yán)重社會影響，及早恢復(fù)本段高速公路的正常通行，盡早恢復(fù)社會經(jīng)濟(jì)秩序，本次處治工作按照兩個階段進(jìn)行，即應(yīng)急搶險處治階段和永久處治階段[4]。

5.1 應(yīng)急搶險處治措施

根據(jù)該段滑坡災(zāi)害特征，擬采取如下五項應(yīng)急搶險處治措施，見圖3。

圖3 應(yīng)急搶險處治流程圖

5.1.1 交通管制

立即封閉高速公路右幅道路，做好該段高速公路交通管控渠化措施。

5.1.2 變形監(jiān)測

分別對邊坡進(jìn)行裂縫發(fā)展觀測和坡體地表位移監(jiān)測，監(jiān)測均按1 次/天進(jìn)行，雨天加密監(jiān)測，監(jiān)測周期不少于4 個月。一旦發(fā)現(xiàn)變形明顯加速跡象應(yīng)立即采取安全應(yīng)急措施，撤離現(xiàn)場施工人員、封閉該段高速公路左右幅雙向道路。

5.1.3 回填反壓

立即采用噸袋裝砂對滑坡段邊坡坡腳進(jìn)行回填反壓，回填反壓體頂寬9.5m，高度為8m，占用應(yīng)急車道1.5m，回填反壓坡比1:0.75，緊靠邊坡進(jìn)行回填反壓，兩側(cè)采用錐坡的型式收邊，反壓應(yīng)從變形體中心樁號往兩側(cè)進(jìn)行。

5.1.4 清理路面

及時清除占用高速路面范圍內(nèi)的滑坡堆積體，見圖4。

圖4 應(yīng)急處治后現(xiàn)場

5.2 永久處治措施

擬采用以“抗滑樁+壓力注漿錨桿+掛網(wǎng)噴砼”為主的方式[3]，對達(dá)陜高速本次滑坡段邊坡滑移變形災(zāi)害進(jìn)行永久處治設(shè)計。

5.2.1 抗滑樁截面選擇

抗滑樁對滑坡體的工作機(jī)理是利用抗滑樁插入滑動面以下的穩(wěn)定地層對樁的抗力(錨固力)平衡滑動體的推力，當(dāng)滑動體下滑時受到抗滑樁的阻止，以此讓滑動體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理方式中，抗滑樁是常用的施工方法之一，抗滑樁一般采用鋼筋混凝土樁，斷面形式有圓形和矩形，施工方法有人工挖孔、旋挖成孔、沉井成孔等方法。

因本次發(fā)生災(zāi)害部位較為特殊，是在運(yùn)營中的國家級干道，對社會經(jīng)濟(jì)影響較大，為盡早排除險情、恢復(fù)正常通車，在考慮抗滑樁實施方案比較中，將對比實施方案的操作性、工期、安全、質(zhì)量保證、造價進(jìn)行對比分析，得出了圓截面抗滑樁較為可行的結(jié)論。按照常規(guī)施工，圓形截面樁基一般采用鉆機(jī)施工，機(jī)械化程度相對較高，方形截面一般采用人工挖孔。

（1）工期和造價。結(jié)合滑坡體現(xiàn)場情況，圓形截面采用鉆孔樁可采用旋挖鉆機(jī)干成孔方式，方形截面采用人工挖孔方式，其工作內(nèi)容、時間對比如表1 所示，其中成孔速度相差10 余倍。

表1 不同截面施工方式工作內(nèi)容及造價對比表

（2）施工安全性分析。根據(jù)沉孔方式不同，對矩形截面的人工挖孔形式以及圓形截面的旋挖鉆孔形式進(jìn)行了危險源分析，綜合危險源類型及發(fā)生概率，圓形截面要優(yōu)于矩形截面的成孔方式，見表2。

表2 不同截面施工方式危險源分析表

（3）施工組織。場地要求：施工組織方面，旋挖鉆孔要求機(jī)械作業(yè)平臺，旋挖鉆孔遇地下水等地質(zhì)較差情況，需泥漿護(hù)壁，要設(shè)置泥漿池，對場地要求較高，不適用地形較狹窄的工點(diǎn)；人工挖孔樁工藝不需要大型的設(shè)備和機(jī)械，對施工場地要求也較小。

成孔效率：人工挖孔樁遇到堅硬孤石或基巖強(qiáng)度較高時，需輔以水磨取芯法或小型爆破（因擾動較大、影響滑動體穩(wěn)定性及運(yùn)營安全，不推薦在運(yùn)營高速邊坡使用），施工效率較低。旋挖鉆孔可根據(jù)地質(zhì)情況配置適合該巖性的鉆頭，一般在砂卵石地層采用短鉆筒，在粘土層采用長鉆筒，以提高鉆進(jìn)速度；若軟土地層中存在個別孤石、漂石或局部較硬巖石地層的時候，可先采用長、短螺旋鉆進(jìn)行局部處理，待處理完成后再換上適合本層地質(zhì)的鉆筒繼續(xù)鉆進(jìn)。與其他鉆孔工藝相比，旋挖鉆機(jī)具備較大的回轉(zhuǎn)扭矩，并可根據(jù)地質(zhì)軟硬程度自動調(diào)整扭矩。因旋挖鉆的出渣是采用從孔內(nèi)直接提取巖土的方式，故其鉆進(jìn)效率較高。一般旋挖鉆工效在粘土層可達(dá)4～6m/h，在土層、砂層的鉆進(jìn)速度可達(dá)10m/h，是普通回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的3～5 倍，甚至更高[6]。

鋼筋加工：圓截面樁基的鋼筋為圓形鋼筋籠，一般集中在鋼筋場加工，效率高、質(zhì)量易于控制；而矩形截面樁基鋼筋一般在現(xiàn)場制作安裝，效率低，質(zhì)量控制較弱。

經(jīng)分析比較人工挖孔及機(jī)械旋挖成孔兩種方式的建設(shè)工期、工程造價、施工組織等方面，綜合認(rèn)為旋挖機(jī)械成孔方案優(yōu)于人工挖孔方案。

5.2.2 具體處治措施，見圖5。

圖5 永久處治措施流程圖

根據(jù)設(shè)計單位對滑坡的穩(wěn)定性計算結(jié)果，在本滑坡段右側(cè)坡腳地方道路外側(cè)設(shè)置一排圓形旋挖抗滑樁進(jìn)行支擋，具體設(shè)置如圖6 所示。

圖6 滑坡永久處治方案

（1）圓形抗滑樁，采用機(jī)械旋挖成孔，樁徑2m，樁長為18m，錨固段為9.5m，樁間距4 米，共27 根。施工抗滑樁時，應(yīng)從兩側(cè)逐漸拆除反壓體后及時施作，抗滑樁樁后與邊坡之間的空隙應(yīng)立模一起澆注。使之成為整體，促使坡體變形快速收斂，也可避免樁后直接回填，回填體壓實度無法保證，對加固坡體變形效果不佳的不利影響。

（2）樁間外掛擋土板:抗滑樁開挖后在樁間外掛現(xiàn)澆擋土板，采用C30 砼澆筑;擋土板下設(shè)0.5m×0.5m 的基座，采用C30 砼。

（3）樁后回填反壓:擋土板背后回填碎石土至樁頂高程，頂部采用C20 砼封閉，厚10cm。

（4）坡面清方:總體施工順序按從上往下，從兩側(cè)向中間的方向進(jìn)行。首先應(yīng)拆除坡面損壞的框架梁，然后按設(shè)計坡比清方。每級平臺采用10cm 厚C20 小石子砼進(jìn)行封閉。整個清方應(yīng)逐層向下開挖，每層開挖厚度不應(yīng)超過0.5m，清方至抗滑樁樁頂高程。

（5）壓力注漿錨桿+掛網(wǎng)噴砼: 采用的錨桿長度為14～20m, 傾角20°，錨桿間距為3.0×3.0m，錨桿直徑Ф32。坡面采用掛鋼筋網(wǎng)片+噴射混凝土防護(hù)，在坡面的噴砼層上設(shè)置φ8cm 泄水孔。

（6）在滑坡后緣拉陷槽中回填粘土。

（7）恢復(fù)路面及排水溝等設(shè)施。

（8）加強(qiáng)后期監(jiān)（觀）測。

滑坡處治完成如圖7 所示。

圖7 滑坡處治完成后鳥瞰圖

6 結(jié)論

經(jīng)過三個余月的應(yīng)急搶險，本段運(yùn)營高速按原計劃順利恢復(fù)正常通行。截止目前，經(jīng)過約六個月的邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測結(jié)果顯示，該邊坡一直處于穩(wěn)定狀態(tài)。故可得出利用圓形截面的抗滑樁進(jìn)行邊坡滑坡處治是可行的。而且圓形截面的抗滑樁施工具有質(zhì)量易控制、施工周期短、安全風(fēng)險小等特點(diǎn)，在滑坡、塌方等邊坡應(yīng)急搶險工程處治中具有較為明顯的優(yōu)勢，可供類似應(yīng)急搶險工程借鑒。