西南山區(qū)巖質(zhì)順層滑坡處治

張毓?jié)?王少清

（1.中國(guó)公路工程咨詢集團(tuán)有限公司 北京 100089 2.中咨華科交通建設(shè)技術(shù)有限公司 北京 100195）

1 工程概況

滇東北地區(qū)某高速工程中一處整體式路基斷面，路基全寬24.5m，左側(cè)最大邊坡高度31.77m，原設(shè)計(jì)方案挖方邊坡按照臺(tái)階形放坡，一級(jí)邊坡坡率1：0.75，坡高8.0m，坡面錨桿框格梁防護(hù)，錨桿長(zhǎng)度11m；二級(jí)邊坡坡比1：0.75，坡高8.0m，坡面錨桿框格梁防護(hù)，錨桿長(zhǎng)度11m；三級(jí)邊坡坡比1：1.0，坡高8.0m，坡面錨桿框格梁防護(hù)，錨桿長(zhǎng)度11m；四級(jí)邊坡坡比1：1.0，一坡到底，坡面采用復(fù)合網(wǎng)植被防護(hù)。各級(jí)邊坡之間設(shè)置2.0m外傾4%平臺(tái)及設(shè)平臺(tái)截水溝。

2 滑坡發(fā)展分析

2.1 時(shí)間過程

2018年12月30日，共150m長(zhǎng)的路基左側(cè)邊坡，開挖至高程1610.785m時(shí)出現(xiàn)開裂并產(chǎn)生滑移，開裂涉及縱向長(zhǎng)度約150m，裂縫最遠(yuǎn)處離路線中線約120m，開裂較大裂縫共右7條，長(zhǎng)20.5～150m，寬0.3～11.62m，深1.47～6.5m，根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)繪該滑坡已發(fā)生劇烈滑動(dòng)，滑體重心降低，滑體中部分地下水排出，滑移速率漸減，逐步進(jìn)入漸趨穩(wěn)定階段。

2019年10月29日由于連續(xù)降雨再次出現(xiàn)大范圍滑動(dòng)，深7～8m的順層滑動(dòng)現(xiàn)象。

2020年1月8日，左側(cè)80m路基范圍邊坡再次出現(xiàn)大范圍滑動(dòng)。

2.2 滑坡空間分布

2018年12月30日第一次滑動(dòng)所形成滑坡，開裂涉及縱向長(zhǎng)度約150m，裂縫最遠(yuǎn)處離路線中線約120m，開裂較大裂縫共右7條，長(zhǎng)20.5～150m，寬0.3～11.62m，深1.47～6.5m，根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)繪該滑坡發(fā)生了劇烈滑動(dòng)，滑體重心降低，滑體中部分地下水排出，滑移速率漸減，逐步進(jìn)入漸趨穩(wěn)定階段。由于邊坡為順層坡，結(jié)構(gòu)面結(jié)合差抗剪強(qiáng)度較低，繼續(xù)下挖剪出口將沿薄弱結(jié)構(gòu)下移，如果未處理繼續(xù)開挖將出現(xiàn)更深大范圍的滑動(dòng)破壞。

2019年10月29日，該段路基左側(cè)距離路線中線約120m至距離中線約160m段山體斜坡出現(xiàn)開裂并產(chǎn)生急劇滑移，滑體滑動(dòng)后掩蓋了原有坡面，滑坡后壁陡峭，深約6～10m，寬5～15m，兩側(cè)剪切裂縫深5～10m，坡體巖體裂縫交錯(cuò)斷裂，滑坡后緣后方巖體松動(dòng)，結(jié)構(gòu)面發(fā)育。

2020年1月8日，左側(cè)邊坡再次出現(xiàn)大范圍滑動(dòng)，滑動(dòng)范圍繼續(xù)向后方延伸大約至山頂，距離路基中線約200m，滑體滑動(dòng)后掩蓋了原有坡面，滑坡后壁陡峭，深約 6～10m，寬 10～20m，兩側(cè)剪切裂縫深 5～10m，坡體巖體裂縫交錯(cuò)斷裂，由于滑坡已基本滑至山頂，繼續(xù)向后延滑動(dòng)的條件較小，但該部分山體斜坡已經(jīng)發(fā)生了劇滑，滑體重心降低，滑體中部分地下水排出，滑移速率漸減，已經(jīng)滑動(dòng)的滑體上部結(jié)構(gòu)松散，經(jīng)過滑動(dòng)后巖土體疏松，滑動(dòng)堆積體成分以全～強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖夾頁(yè)巖為主，滑體根據(jù)地形起伏在自身重力和地下水的作用下不斷局部滑動(dòng)調(diào)整地形地貌直至滑動(dòng)至能逐步漸趨穩(wěn)定地形地貌，所以滑體堆積物局部將不斷滑動(dòng)。

2.3 滑動(dòng)機(jī)理

第一次滑動(dòng)為臨近坡腳開挖處的巖層滑動(dòng)，滑動(dòng)范圍靠近路基。由于巖層傾向同開挖坡面傾向呈約4°小角度相交，為順層邊坡，上部巖層巖體破碎，巖層結(jié)構(gòu)面主要為泥質(zhì)結(jié)構(gòu)面，結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度低，破壞了巖體的完整性，在邊坡開挖形成臨空面后，在雨季時(shí)自重增加結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度降低，巖層沿上部極破碎巖層薄弱點(diǎn)向臨空面滑動(dòng)。后緣及滑坡周界為張性節(jié)理（J1和J2裂隙兩組裂隙切割形成）連通形成，特別是后緣有折線狀特征。

第二次滑動(dòng)發(fā)生在第一次滑動(dòng)后緣以外50m范圍內(nèi)?；瑒?dòng)面與第一次滑面處于同一層理結(jié)構(gòu)面，因此兩次滑坡可看為巖體在不同時(shí)間的多級(jí)滑動(dòng)：第一次滑動(dòng)的滑坡體為前塊，滑動(dòng)后改變后塊應(yīng)力狀態(tài)，伴隨數(shù)月的風(fēng)化后，層理面剪切強(qiáng)度低于極限平衡狀態(tài)時(shí)形成第二次滑動(dòng)。二次滑動(dòng)后緣仍由張節(jié)理控制，呈明顯折線狀，但部分滑動(dòng)邊界已發(fā)展至山體背側(cè)，滑面貫穿于山體。第二次滑動(dòng)后對(duì)部分滑坡體進(jìn)行了清除。

第三次滑動(dòng)發(fā)生范圍在前兩次滑動(dòng)范圍的左半部，滑坡后緣位于山體背側(cè)，前緣位于路基坡腳處，滑動(dòng)深度較前兩次滑坡深5～8m。第三次滑動(dòng)與前兩次滑坡為不同時(shí)間發(fā)生的多層滑動(dòng)。路基施工導(dǎo)致開挖坡腳逐步降低，在接近設(shè)計(jì)高程（1595m）處形成新剪出口，并沿該處層理結(jié)構(gòu)面形成高速滑動(dòng)，滑坡體堆積覆蓋了全部路基寬度。受第三次滑動(dòng)影響，前兩次滑動(dòng)范圍內(nèi)第三次未滑動(dòng)的范圍坡體出現(xiàn)了多處平行路線的張拉裂縫，預(yù)測(cè)該范圍坡體已形成向路基方向滑動(dòng)的趨勢(shì)。

第三次滑動(dòng)中坡體已發(fā)生高速滑動(dòng)，滑坡體滑至路基范圍后中心降低，下滑力減小，滑動(dòng)階段發(fā)展為滑動(dòng)后暫時(shí)穩(wěn)定階段。第二次滑動(dòng)范圍中其余未滑動(dòng)的坡體，受第三次滑坡影響出現(xiàn)垂直于滑動(dòng)方向的張拉裂縫，滑動(dòng)階段發(fā)展為局部失穩(wěn)蠕動(dòng)階段。

2.4 下滑力計(jì)算

根據(jù)最終確定的滑帶分布的空間位置，并依據(jù)現(xiàn)狀滑坡地形、巖土條件及當(dāng)前穩(wěn)定狀態(tài)，采用理正軟件進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性分析和參數(shù)反演計(jì)算。滑體容重按強(qiáng)風(fēng)化頁(yè)巖夾粉砂巖試驗(yàn)結(jié)果控制，天然狀態(tài)容重為23.5kN/m3，飽和狀態(tài)容重為 24.0kN/m3。

第三次滑動(dòng)后兩部分坡面處于不同的滑動(dòng)階段。第三次滑動(dòng)范圍，正常工況采用穩(wěn)定系數(shù)1.02進(jìn)行反演，暴雨工況采用穩(wěn)定系數(shù)0.97進(jìn)行反演。第三次未滑動(dòng)范圍，正常工況采用穩(wěn)定系數(shù)0.97進(jìn)行反演，暴雨工況采用穩(wěn)定系數(shù)0.92進(jìn)行反演。

該滑坡治理后穩(wěn)定安全系數(shù)按照正常工況1.25，非正常工況1.15控制。由于地震烈度為Ⅵ度，根據(jù)《公路工程抗震規(guī)范》（JTG B02—2013）[1]的要求可不進(jìn)行抗震驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果匯總見表1。

表1 剩余下滑力

3 處治方案

計(jì)算揭示滑坡體剩余下滑力較大，采用單純?cè)黾涌够Φ脑O(shè)計(jì)思路無法滿足需求。該處滑坡擬從清方減載及部分減載配合支擋工程的方式研究處治方案。

采用完全清除滑坡體的方案產(chǎn)生了較大量的棄方?？紤]減少棄方和增強(qiáng)邊坡抵抗再次出現(xiàn)順層滑塌能力的設(shè)計(jì)目標(biāo)，擬保留坡腳處部分滑坡體反壓于坡腳。巖質(zhì)順層滑坡暫時(shí)穩(wěn)定后，滑面處不同于土質(zhì)滑坡會(huì)出現(xiàn)排水固結(jié)的變化趨勢(shì)。因此需將用于反壓的滑坡體暫時(shí)清除，并對(duì)滑面進(jìn)行挖臺(tái)階處理，臺(tái)階寬度≥4m。處理后進(jìn)行干砌石垛。高度16m，頂面形成16m寬緩沖平臺(tái)。石垛坡率1：2.0，并在8m處設(shè)2m寬平臺(tái)，回填坡面采用復(fù)合網(wǎng)植被進(jìn)行防護(hù)。反壓體坡腳處設(shè)置4m高抗滑擋墻。

用于反壓的石垛摩擦角≥35°。抗滑擋墻采用雙標(biāo)準(zhǔn)控制，即同時(shí)滿足反壓填料所構(gòu)成庫(kù)倫土壓力的要求，和滿足反壓體下滑穩(wěn)定系數(shù)及滿足相應(yīng)工況標(biāo)準(zhǔn)時(shí)所需要的抗力要求。反壓體下滑力根據(jù)坡面開挖臺(tái)階處巖（土）體抗剪強(qiáng)度控制。

抗滑擋土墻高4m，墻趾高1.5m，墻頂寬3.0m，墻趾寬1.0m，墻面坡率1：0.5，墻背坡率1：0.4，墻身采用C20片石混凝土澆筑，擋墻穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果見表2。

表2 擋土墻穩(wěn)定驗(yàn)算

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，順層滑坡具有以下特點(diǎn)：高速滑動(dòng)特點(diǎn)。深層滑坡滑面平順，滑體剛度相對(duì)大，邊坡坡體失穩(wěn)發(fā)生于應(yīng)力集中較大的時(shí)刻，結(jié)構(gòu)面受突破剪切坡緩極限后殘余強(qiáng)度下落巨大，構(gòu)成高速滑動(dòng)現(xiàn)象；向多級(jí)滑動(dòng)發(fā)展的潛在特點(diǎn)。從研究的案例可知，該工點(diǎn)在不同時(shí)間發(fā)生的第二次滑動(dòng)，為第一次滑動(dòng)的多級(jí)滑動(dòng)。前次的滑動(dòng)形成的新地形地貌不能達(dá)到構(gòu)成穩(wěn)定地貌的幾何要求，導(dǎo)致多級(jí)滑動(dòng)；向多層滑動(dòng)發(fā)展的潛在特點(diǎn)。從研究的案例可知，該工點(diǎn)在不同時(shí)間發(fā)生的第三次滑動(dòng)，為第一次、第二次滑動(dòng)的多級(jí)滑動(dòng)。前次的滑動(dòng)后導(dǎo)致部分下伏地表6～9m的巖體暴露于大氣環(huán)境中，受蒸發(fā)失水以及大氣降水影響風(fēng)化速度迅速提高，結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度加快衰減，從而構(gòu)成多層滑動(dòng)的主要條件。