強(qiáng)風(fēng)化破碎路塹高邊坡滑坡治理技術(shù)

張喜紅

摘要：本文深入分析了強(qiáng)風(fēng)化破碎路塹邊坡滑坡原因，結(jié)合滑坡機(jī)理提出了整治邊坡滑坡要堅(jiān)持“削坡減載、一次根治、早治快防、外封內(nèi)排”的原則，對(duì)滑坡治理技術(shù)進(jìn)行了研究，對(duì)類似工程具有極強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

Abstract： This paper analyzes the landslide reason of strong weathered and broken cutting slope， and combined with landslide mechanism， puts forward the renovation of landslide should adhere to the principle of "cutting slope and reducing load， a radical cure， early treatment and fast prevention， close outside and emission inside"， and studies landslide control technology， which have a strong guiding significance for similar engineering.

關(guān)鍵詞：強(qiáng)風(fēng)化破碎路塹；高邊坡滑塌；處理措施

Key words： strong weathered and broken cutting；high slope collapse；treatment measures

中圖分類號(hào)：U216.41+9.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）19-0145-02

0 引言

工程建設(shè)施工過程中經(jīng)常會(huì)大量挖方、填方，導(dǎo)致大面積裸露邊坡，不僅破壞原有生態(tài)平衡，邊坡暴露也會(huì)帶來諸多邊坡病害，嚴(yán)重地會(huì)危及行車安全。尤其是邊坡滑塌，乃至更嚴(yán)重的破壞-滑坡。工程滑坡多為人工取棄土和地下水因素造成，分新滑坡和老滑坡。新滑坡由于人為開挖山體或建筑物改變地表荷載分布導(dǎo)致的滑坡；老滑坡是久已存在的滑坡，由于“斬腰切腳”引起復(fù)活的滑坡。下面就以高沁高速公路一處滑坡為例簡(jiǎn)單分析一下滑坡產(chǎn)生的部分原因和整改措施。

1 工程概況

K27+020～K27+270段是山西省高平至沁水高速公路沁水縣境內(nèi)的一段深路塹路基，原施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，K27+020-K27+270右側(cè)路塹邊坡最大挖深55.5m，自下而上第1級(jí)邊坡設(shè)置M15水泥砂漿砌片路塹擋墻支擋，墻頂以上2～4級(jí)邊坡坡率均為1：1，第5～7級(jí)邊坡坡率為1：1.25，第2～6級(jí)邊坡采用預(yù)應(yīng)力錨索+C30鋼筋混凝土格梁+M7.5 水泥砂漿砌片石MU30護(hù)坡防護(hù)，第7級(jí)邊坡采用M7.5 水泥砂漿砌MU30片石護(hù)坡防護(hù)。

滑坡前，K27+020～K27+270段第4級(jí)及以上邊坡大部分已開挖完成，路段已開挖至第3級(jí)，第7級(jí)漿砌片石護(hù)坡防護(hù)已完成，第5級(jí)和6級(jí)邊坡框架梁及錨索已施工完成。

2014年6月底因連續(xù)下雨，該邊坡的位移和沉降較大，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看和檢測(cè)，情況如下：

①邊坡治理段處于向斜構(gòu)造區(qū)，夾有多層軟弱夾層，其中有一層為20cm左右灰色極軟巖，該層滑動(dòng)剪出25～30cm。②5、6級(jí)邊坡平臺(tái)沉降2～3cm，局部錨索框架梁懸空，平臺(tái)多處出現(xiàn)寬1-3cm裂縫。③路塹頂線外5～15m出現(xiàn)2～12cm寬裂縫，裂縫深度約3～4m。④經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看，邊坡體開裂失穩(wěn)，極易引發(fā)工程次生滑坡，目前滑坡體小里程方向側(cè)緣逐步發(fā)育形成，大里程側(cè)緣發(fā)育不明顯。

該邊坡因開挖形成工程次生滑坡的可能性非常大，且坡底即為樊莊村，民宅密度大，居民眾多，村民人身和建筑物及財(cái)產(chǎn)安全受到威脅。邊坡開裂后，現(xiàn)場(chǎng)立即停止邊坡開挖施工，采用回填方式反壓第三級(jí)邊坡，及時(shí)封閉邊坡及坡頂裂縫，隨后采用應(yīng)急方案，立即對(duì)塹頂?shù)牡?級(jí)邊坡進(jìn)行卸載，以控制坡體繼續(xù)變形，避免安全隱患。7月12日，七級(jí)邊坡開始卸載。

經(jīng)觀測(cè)，自6月29日發(fā)現(xiàn)邊坡開裂以來，6.30日開裂達(dá)到頂峰，每天變形增加3cm，至7月4日后邊坡基本穩(wěn)定，每日邊坡變形量穩(wěn)定在1～2mm，邊坡開始卸載后，7月12日至今邊坡基本停止變形。該處過程與滑坡體發(fā)展的三個(gè)過程完全吻合。

邊坡的滑動(dòng)體一般要經(jīng)歷三個(gè)階段，即初期變形的蠕動(dòng)擠壓階段，這個(gè)時(shí)期山體或邊坡會(huì)出現(xiàn)裂縫但不明顯，不會(huì)錯(cuò)臺(tái)；第二階段是滑動(dòng)或急劇滑階段，裂縫會(huì)迅速擴(kuò)展、開張，出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)，若遇地下水或降水影響，滑坡體位移非常明顯；第三階段是壓密固結(jié)也就是穩(wěn)定階段，此階段的滑體處于新的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。

2 原因分析

2.1 工程地質(zhì)條件

該深路塹地貌屬黃土覆蓋中低山區(qū)，侵蝕沖溝發(fā)育。地表植被稍發(fā)育。根據(jù)勘察資料及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)繪，該段路塹上部局部覆蓋殘坡積層，主要出露為二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s）砂質(zhì)泥巖為主，夾有泥質(zhì)砂巖、砂巖或互層，強(qiáng)～中風(fēng)化，局部夾有軟弱夾層。

2.2 水文地質(zhì)條件

該深路塹施工期間，右側(cè)邊坡在開挖過程有地下水滲出，主要在三級(jí)邊坡以下，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，該地下水類型為基巖裂隙水，含水層主要為二疊系上石盒子組砂巖，可直接接受大氣降水的補(bǔ)給，在溝谷低洼地段以下降泉的形式排泄，流量較小。埋藏較深的含水巖層，由于各個(gè)含水層間有泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥化夾層等塑性巖類相隔，使各個(gè)含水層獨(dú)立呈層狀，相互間水力聯(lián)系較弱，富水性差別較大。當(dāng)裂隙水排泄不暢，浸潤(rùn)巖層面及軟化夾層時(shí)，會(huì)較大降低其抗剪強(qiáng)度。

2.3 原因分析

K27+020～K27+270段邊坡為巖質(zhì)邊坡，節(jié)理裂隙發(fā)育，局部分布坡積層。受降雨影響泥巖等軟弱巖層遇水軟化，其強(qiáng)度迅速降低，其支撐能力喪失，加之各結(jié)構(gòu)面的不利影響、巖體受到擾動(dòng)以后增加邊坡不穩(wěn)定性。

2014年五月至六月中旬，本項(xiàng)目遭到了當(dāng)?shù)卮迕褡韫ひ粋€(gè)月左右，致使坡面加固和防護(hù)無法及時(shí)完成，坡面長(zhǎng)期暴露于空氣中并經(jīng)常受雨水沖刷浸泡。五月中旬后，施工區(qū)域降雨明顯增多，尤其是六月下旬連日降雨，對(duì)已開挖邊坡巖體起到了明顯的軟化作用，使坡體更為破碎和軟化。同時(shí)，邊坡外側(cè)村民開墾荒地，致使坡頂植被遭到破壞，雨水下滲更快，對(duì)坡體的軟化也起到了加速作用。

受以上諸多因素綜合影響，導(dǎo)致邊坡頂部產(chǎn)生開裂，滑動(dòng)體沿軟弱面滑動(dòng)剪出。邊坡失穩(wěn)往往與水活動(dòng)有密切關(guān)系。大氣降水及路面上的積水，大部分會(huì)滲入邊坡土體或沿邊坡向低洼處流動(dòng)滲透，使土體含水量增加。另外，地下水的毛細(xì)作用也可使土體含水量增加，尤其是季節(jié)性冰凍區(qū)域，地下水在凍結(jié)區(qū)內(nèi)形成冰夾層，對(duì)路基邊坡遺留不可估量的危害。因此治坡須先治水，合理有效地排水措施是邊坡滑塌治理的關(guān)鍵問題。

3 整治措施

工程滑坡治理要堅(jiān)持“削坡減載，一次根治；早治（理）快防（護(hù)）、外封（閉）內(nèi)排（水）”的原則。

蠕動(dòng)擠壓階段的滑坡易發(fā)展。治理滑坡最好將滑坡阻止在此階段。通過荷載調(diào)整，使得滑坡體的應(yīng)力分布重新調(diào)整分布，而達(dá)到新的平衡進(jìn)而改善其穩(wěn)定性。這可達(dá)到事半功倍的效果，以減少危害和節(jié)省投資。若滑坡范圍一旦擴(kuò)展，對(duì)已有的工程設(shè)施會(huì)產(chǎn)生極大的危害，同時(shí)也將加大工程投資及治理施工難度。治理滑坡要首先仔細(xì)分析誘發(fā)滑坡產(chǎn)生的根本原因、摸清其發(fā)展過程、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)，本著“一次根治，不留后患”的指導(dǎo)思想，采取有針對(duì)性的措施進(jìn)行根治，既保證施工安全又保證永久安全。

對(duì)于滑坡的工程對(duì)策：主要從阻隔地表排水滲入、合理疏導(dǎo)地面排水，徹底對(duì)地下水清排、采取清方減載、反壓、支擋等方式重新分布荷載，（主要有抗滑樁以及樁板墻、錨索抗滑樁、錨索、錨桿、夯填裂縫、整平地表、環(huán)保與綠化等）。

設(shè)計(jì)處理方案最開始考慮了兩種：方案一，采用刷坡清方卸載方案；方案二，采用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁支擋+錨索格梁方案。

經(jīng)比選，采用方案一，該方案優(yōu)點(diǎn)是：施工方便，工程質(zhì)量易控制，工程造價(jià)低，徹底治理病害；缺點(diǎn)為需要破除已施工的第5～6級(jí)邊坡上錨索格梁，需要增加征地。

方案二，對(duì)環(huán)境破壞較小，并保留已施工第2～5級(jí)邊坡防護(hù)措施，減少?gòu)U棄工程，但預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工難度較大，工期長(zhǎng)，雨季不利于施工，且工程造價(jià)較高。

方案一，刷坡清方卸載方案第1～3級(jí)邊坡坡率為1：2.25，第4～7級(jí)邊坡坡率采用1：2.5。卸載坡率參照最不利滑面設(shè)計(jì)，保證一次根治。

以上邊坡坡面均采用漿砌片石護(hù)坡防護(hù)，對(duì)坡面進(jìn)行全部封閉，防止邊坡的風(fēng)化。

坡體第1～3級(jí)坡面設(shè)置仰斜式深層排水孔，迅速排出土體中降雨和夾層冰融化所產(chǎn)生的土體水分，最大程度地減小水分對(duì)土體抗剪強(qiáng)度的影響，提高邊坡的穩(wěn)定性。

4 總結(jié)

在山區(qū)高速公路修建時(shí)從規(guī)劃設(shè)計(jì)選線時(shí)盡可能地避開斷裂帶，盡量避免深填、高挖，減少對(duì)山坡的擾動(dòng)，避免產(chǎn)生高邊坡。對(duì)無法規(guī)避的高邊坡須做詳盡的水文地質(zhì)勘察，同時(shí)加大邊坡防護(hù)力度；選擇合理的施工方案，以減少滑坡產(chǎn)生。同時(shí)充分考慮水的作用，對(duì)于地表水做到防排結(jié)合，把地表水引到邊坡范圍以外，避免對(duì)邊坡造成影響。邊坡發(fā)生滑動(dòng)要盡早整治，同時(shí)要做好地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，確保整治措施一次到位。一般在施工設(shè)計(jì)階段均會(huì)避開滑坡位置，但在實(shí)際施工中均會(huì)由于道路建設(shè)影響，形成新的滑坡體。

由于地質(zhì)勘探的局限性，這就要求我們?cè)谑┕ぶ幸欢ㄗ裱丛O(shè)計(jì)施工，邊挖邊護(hù)，做好相關(guān)沉降觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)沉降數(shù)據(jù)發(fā)生較大變化要及時(shí)上報(bào)處理。風(fēng)化破碎巖層、泥巖、松散堆積體段的擋墻的基坑必須跳槽開挖并及時(shí)砌筑，嚴(yán)禁大范圍開挖且長(zhǎng)時(shí)間暴露，以防止邊坡坍塌。

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