淺談某水電站場(chǎng)內(nèi)道路邊坡?tīng)恳交戮C合治理

王海 李義

【摘 要】該文根據(jù)工程實(shí)例介紹了高邊坡?tīng)恳交碌木C合治理問(wèn)題。對(duì)于牽引式滑坡，其滑坡體呈弧形裂縫狀態(tài)，并且有繼續(xù)向高高程發(fā)展、延伸的趨勢(shì)，并且坡腳無(wú)法清理施工，從而形成有效的擋護(hù)措施，以保障其邊坡安全穩(wěn)定。對(duì)于這種問(wèn)題，可以通過(guò)分區(qū)綜合治理來(lái)解決。首先保障裂縫上部區(qū)域穩(wěn)定，使其滑坡體不往上部繼續(xù)發(fā)展；再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)已經(jīng)失穩(wěn)的滑坡體進(jìn)行處理，使邊坡安全穩(wěn)定。

【關(guān)鍵詞】牽引式滑坡；弧形裂縫；分區(qū)綜合治理；錨桿鎖口；格構(gòu)護(hù)面

On the Comprehensive Treatment of Pull-type Landslide of Road Slope in a Hydropower Station

Wang Hai，Li Yi

（PowerChina Zhongnan Engineering Corporation Limited，Changsha 410014，Hunan，China）

Abstract：This paper introduces the comprehensive treatment of the high slope pull-type landslide based on the engineering example.For pull-type landslides，its landslide body is arc crack state，and there is a trend to continue to develop and extend to high altitude，and the foot of the slope cannot be cleaned up so as to form the effective retaining measures to ensure the safety and stability of the slope.For such a problem，we can solve it through zoning comprehensive treatment.First，we can guarantee the stability of the upper part of the crack，so that the landslide body can not continue to develop in the upper direction，then the landslide body that has already been unstable can be dealt with according to the situation of the site，to make the slope safe and stable.

Key Words：pull-type landslide；arc crack；zoning comprehensive treatment；bolt lock；lattice armor

1 概況

1.1 工程概況

某水電站工程③道路是場(chǎng)內(nèi)主要上壩道路，在工程停工前的施工期間正常運(yùn)行，工程停工后，當(dāng)?shù)鼐用裨谠摰缆穬?nèi)側(cè)邊坡上開(kāi)荒種植了經(jīng)濟(jì)作物。工程復(fù)工后，大壩處于填筑高峰期，③道路作為交通的主動(dòng)脈，上壩車(chē)輛頻繁通過(guò)該道路。

2017年5月工程區(qū)連續(xù)降雨，且強(qiáng)度較大，造成③道路K0+460～K0+520路段內(nèi)側(cè)邊坡塌方，并在后續(xù)幾次陣雨天氣中多次垮塌，垮塌型式成弧形裂縫狀態(tài)，已擴(kuò)展形成牽引式滑坡，并有繼續(xù)向高高程發(fā)展的趨勢(shì)。

為保障大壩填筑施工進(jìn)度和道路臨時(shí)通行安全需要，實(shí)行了交通管制，開(kāi)通外側(cè)半幅車(chē)道供上壩車(chē)輛通過(guò)，內(nèi)側(cè)半幅車(chē)道采用鋼筋石籠臨時(shí)擋護(hù)，坡面設(shè)置彩條布封閉，并在裂縫上部修筑截水溝，避免邊坡繼續(xù)遭雨水沖刷破壞，以保障道路臨時(shí)通行安全，見(jiàn)圖3。

1.2 地層巖性與地質(zhì)構(gòu)造

③道路滑坡處自然邊坡坡度33°～43°，道路開(kāi)挖邊坡坡度53°～67°，道路已運(yùn)行約12年?；麦w處覆蓋層為殘坡積（Qedl）塊石、碎石土，土質(zhì)疏松。滑坡體處基巖為寒武系下統(tǒng)龍王廟組下段第二層（ ）灰綠色薄層鈣質(zhì)粉砂巖、板巖，巖層產(chǎn)狀為N10°E、NW∠15°，與邊坡構(gòu)成近正交坡。邊坡巖體風(fēng)化以面狀風(fēng)化為主，強(qiáng)風(fēng)化巖體較破碎，巖體質(zhì)量類(lèi)別為Ⅳ類(lèi)，厚度20m～30m；天然狀態(tài)下裂隙水、地下水水位在地表20m以下，基本位于弱風(fēng)化巖體中，見(jiàn)圖4。

邊坡現(xiàn)垮塌范圍高差約45m，滑坡處覆蓋層厚5m～7m，覆蓋層一直向上延伸至基巖陡坎附近（道路路面高程415m，基巖陡坎坎底高程690m，高差近280m），且上部覆蓋層厚度較深，成分復(fù)雜，分布有架空狀的崩塌堆積物（Qcol）、坡積和鈣華堆積（Qdl+ch）等，若治理不及時(shí)，滑坡體很有可能進(jìn)一步向上延伸、擴(kuò)展，直接導(dǎo)致③道路交通阻斷，影響大壩填筑、引水洞進(jìn)水口施工等。

2 邊坡垮塌原因分析

（1）、地質(zhì)因素：受節(jié)理結(jié)構(gòu)面影響，該段道路內(nèi)側(cè)邊坡存在沿NE向中傾角結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)或沿NE向結(jié)構(gòu)面與NW向陡傾角結(jié)構(gòu)面組合交線滑動(dòng)的小塌方或失穩(wěn)楔形體，見(jiàn)圖5。

（2）、水文、環(huán)境因素：在工程停工后、復(fù)工前，該段道路內(nèi)側(cè)邊坡表面植被被開(kāi)墾，保水能力差。2017年5月中旬以后一段時(shí)間接連降雨，雨水大量下滲，導(dǎo)致斜坡土體飽和，斜坡下部的覆蓋層與基巖界面積水，一方面增加了土體的重量，另一方面致使土體和土/石界面抗剪強(qiáng)度降低，最終致使邊坡失穩(wěn)。

（3）、施工影響：邊坡失穩(wěn)后，上壩車(chē)輛從外側(cè)半幅車(chē)道通過(guò)，受車(chē)輛振動(dòng)影響，加快加大了邊坡垮塌速度及范圍。

（4）、邊坡失穩(wěn)形態(tài)：邊坡垮塌后，坡面裂縫成弧形狀態(tài)逐漸向高高程發(fā)展[1]，變形越來(lái)越明顯，變形量逐漸增大，裂縫后緣變形最大[2]，之后陸續(xù)發(fā)生數(shù)次小型牽引式滑坡，致使邊坡垮塌范圍逐漸擴(kuò)大。

3 邊坡治理方案

根據(jù)上述描述情況，③道路內(nèi)側(cè)邊坡臨空面仍在垮塌，且沒(méi)有擋墻施工平臺(tái)，為保障施工安全及技術(shù)可行，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，提出分區(qū)治理方案。治理分上、中、下3段實(shí)施[3]，原則是在保障弧形裂縫上部穩(wěn)定的情況下對(duì)塌方區(qū)進(jìn)行施工處理。因此，把邊坡治理分為4個(gè)區(qū)，從上到下依次為搶險(xiǎn)加固區(qū)、開(kāi)挖預(yù)留安全區(qū)、削坡防護(hù)區(qū)及浮渣清理區(qū)。分區(qū)治理示意圖見(jiàn)圖6。

4 邊坡穩(wěn)定計(jì)算分析

根據(jù)邊坡垮塌原因分析及治理方案，采用相應(yīng)的計(jì)算方法進(jìn)行穩(wěn)定分析。先計(jì)算原始邊坡穩(wěn)定情況，再對(duì)邊坡進(jìn)行分區(qū)計(jì)算分析，從而確定支護(hù)措施，論證治理方案的可行性。

4.1 計(jì)算原理

目前最實(shí)用的土體剪切破壞的分析方法是極限平衡分析法，該方法包括兩個(gè)步驟：首先，對(duì)給定的滑動(dòng)面使用簡(jiǎn)布法、摩根斯頓-普萊斯法（簡(jiǎn)稱(chēng)MP法）[4]、瑞典條分法、簡(jiǎn)化畢肖普法等計(jì)算安全系數(shù)；然后，在眾多可行的滑動(dòng)面中找出安全系數(shù)最小的滑動(dòng)面作為最終解[4，5，6，7]。

由滑動(dòng)土體條塊i靜力平衡、極限平衡及彎矩平衡，得到簡(jiǎn)化畢肖普法計(jì)算公式（3.6）[5]，條塊作用力分析示意圖見(jiàn)圖7。

（3.6）[5]

由滑動(dòng)土體條塊i靜力平衡、力距平衡，得到MP法計(jì)算公式（2.84、2.85）[4，6]

本文選取簡(jiǎn)化畢肖普法與MP法進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，以驗(yàn)證前述工程措施的合理性。

根據(jù)王浩等[8]（2007）的研究成果，邊坡變形的各個(gè)階段應(yīng)具有不同的穩(wěn)定狀態(tài)和安全系數(shù)。參照其研究成果，將路塹高邊坡變形分為4個(gè)階段，對(duì)應(yīng)穩(wěn)定的安全系數(shù)Fs的評(píng)估區(qū)間范圍和變形破壞特征如下，即蠕動(dòng)階段（1.05

4.2 邊坡等級(jí)、狀況及物理力學(xué)參數(shù)

根據(jù)《水電水利工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL/T 5353-2006）規(guī)定[9]，③道路邊坡穩(wěn)定按照A類(lèi)樞紐工程Ⅱ級(jí)邊坡設(shè)計(jì)。

4.3 計(jì)算分析

邊坡分析選取兩個(gè)典型剖面（1-1、2-2）

4.3.1 原始邊坡

由表2計(jì)算結(jié)果可知，原始邊坡在短暫狀況安全穩(wěn)定系數(shù)在0.98～1.02區(qū)間，處于滑動(dòng)階段（0.98

4.3.2 邊坡分區(qū)穩(wěn)定分析

分區(qū)治理常用的措施有削坡減載、坡面錨固及兩者結(jié)合等方式。

4.3.2.1 搶險(xiǎn)加固區(qū)

搶險(xiǎn)加固區(qū)采用深錨桿鎖口，保障裂縫上部區(qū)域穩(wěn)定。其錨固抗拔長(zhǎng)度應(yīng)符合《地下廠房巖壁吊車(chē)梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（NB/T 35079-2016）中5.3.6條規(guī)定[10]，擬定錨桿直徑 36mm，錨桿長(zhǎng)15.0m，俯角10°，入巖深度不小于4.50m，孔徑為91mm，抗拔力約250KN。

經(jīng)計(jì)算需設(shè)置3排 36@2000×2000錨桿，才能滿足穩(wěn)定要求。

4.3.2.2 削坡防護(hù)區(qū)

削坡防護(hù)區(qū)擬采用削坡減載和削坡減載+錨桿等處理措施。先進(jìn)行削坡減載計(jì)算分析，當(dāng)削坡減載不能滿足邊坡穩(wěn)定時(shí)，再在坡面設(shè)置錨桿支護(hù)，然后再進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。

1）、削坡減載

沿裂縫位置設(shè)置開(kāi)口線進(jìn)行削坡開(kāi)挖，削坡坡度1：1.25，當(dāng)開(kāi)挖至覆蓋層剩余厚度約2.0m時(shí)設(shè)置擋墻擋護(hù)

由表4計(jì)算結(jié)果可知，削坡減載后短暫狀況下，2-2剖面計(jì)算結(jié)果不能滿足穩(wěn)定要求。

2）、削坡減載+錨桿

經(jīng)計(jì)算分析，在削坡坡面設(shè)置系統(tǒng)錨桿支護(hù)，擬定錨桿直徑 28mm，錨桿長(zhǎng)6.0m，入巖深度不小于3.2m，孔徑為76mm，抗拔力約150KN。

4.3.3 分析匯總

綜上所述，將計(jì)算所得安全參數(shù)繪制成條形圖

通過(guò)上、中、下分區(qū)計(jì)算分析后，在持久狀況和偶然狀況下，搶險(xiǎn)加固區(qū)和削坡防護(hù)區(qū)采取措施后均能保障邊坡穩(wěn)定；在短暫狀況下，搶險(xiǎn)區(qū)+錨桿支護(hù)措施后滿足邊坡穩(wěn)定要求，削坡區(qū)在削坡減載+錨桿支護(hù)后也滿足邊坡穩(wěn)定要求，即該垮塌邊坡經(jīng)分區(qū)治理后邊坡整體穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。

5 方案實(shí)施及效果

5.1 方案實(shí)施

邊坡分區(qū)治理采用的工程措施如下，邊坡分區(qū)治理示意圖見(jiàn)圖16。

（1）、在搶險(xiǎn)加固區(qū)設(shè)置長(zhǎng)錨桿鎖口，深排水孔排水（排水孔伸入至基巖面），再在坡面設(shè)置格構(gòu)護(hù)面，錨桿外露部分設(shè)置成彎鉤，彎鉤部分與格構(gòu)鋼筋綁扎連接。利用錨桿錨固抗拔力和格構(gòu)護(hù)面形成整體受力，保障搶險(xiǎn)加固區(qū)上部邊坡穩(wěn)定。

（2）、削坡防護(hù)區(qū)采取沿裂縫位置設(shè)置開(kāi)口線進(jìn)行削坡開(kāi)挖，削坡坡度1：1.25，當(dāng)開(kāi)挖至覆蓋層剩余厚度約2.0m時(shí)設(shè)置擋墻擋護(hù)，削坡后坡面設(shè)置錨桿錨固，深排水孔排水，格構(gòu)護(hù)面。挖槽前應(yīng)先進(jìn)行坡面錨桿及格構(gòu)施工。

（3）、開(kāi)挖預(yù)留安全區(qū)是搶險(xiǎn)加固區(qū)與削坡防護(hù)區(qū)之間的過(guò)渡區(qū)域，是保障搶險(xiǎn)加固區(qū)施工所預(yù)留的余地，待削坡防護(hù)區(qū)削坡后，一同進(jìn)行坡面錨桿錨固，排水孔排水，格構(gòu)護(hù)面。

（4）、浮渣清理區(qū)是邊坡基本失穩(wěn)及上部邊坡垮塌浮渣堆積區(qū)。采取的措施是直接清理到基巖面，再對(duì)基巖面進(jìn)行封閉錨固，同時(shí)設(shè)置系統(tǒng)排水孔。在擋土墻完工后再進(jìn)行浮渣清理區(qū)施工。

5.2 實(shí)施效果

經(jīng)上述工程措施處理后，邊坡垮塌情況得到了極大的改善，有效地保障了壩體填筑的施工進(jìn)度。

6 結(jié)論

1、對(duì)于高邊坡?tīng)恳交聠?wèn)題（其滑坡體成弧形裂縫向上部延伸、擴(kuò)展，且坡腳無(wú)法清理?yè)踝o(hù)施工），通過(guò)分區(qū)綜合治理，先保障裂縫上部區(qū)域穩(wěn)定，使其滑坡體不向上部方向發(fā)展，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)已經(jīng)失穩(wěn)的滑坡體進(jìn)行處理。

2、對(duì)于坡度較陡，且覆蓋層較厚的自然邊坡，在無(wú)擾動(dòng)時(shí)其處于穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)邊坡被切腳擾動(dòng)或坡面植被被破壞時(shí)，容易發(fā)生滑坡。根據(jù)本文計(jì)算分析，可采用深錨桿錨固鎖口、格構(gòu)護(hù)面防護(hù)，形成整體受力，保障邊坡穩(wěn)定。

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作者簡(jiǎn)介：

王 海（1992.6-），男，湖南邵陽(yáng)人，助理工程師，本科，主要從事施工導(dǎo)流工作。

（作者單位：中國(guó)電建集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司）