施工中突發(fā)滑坡防治研究

劉勇，彭坤

（中國路橋工程有限責(zé)任公司，北京100011）

1 引言

喀喇昆侖公路二期（赫韋利揚(yáng)—塔科特）項(xiàng)目位于巴基斯坦北部開伯爾—普赫圖赫瓦省，是中巴經(jīng)濟(jì)走廊的旗艦項(xiàng)目，是高等級、高規(guī)格、政治意義重大的綜合大型項(xiàng)目。項(xiàng)目沿線地形地質(zhì)條件十分復(fù)雜，前期已探明滑坡5處，項(xiàng)目實(shí)施過程中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)新滑坡十余處?；率鞘澜绶秶鷥?nèi)最嚴(yán)重的災(zāi)害之一，它威脅著人類的財(cái)產(chǎn)和生命安全[1]，因此，應(yīng)根據(jù)不同滑坡的特點(diǎn)，科學(xué)、及時地制訂合適的治理方案，實(shí)現(xiàn)全壽命周期的效益最大化，是應(yīng)對突發(fā)滑坡急需解決的現(xiàn)實(shí)問題。通過介紹、分析本項(xiàng)目在施工過程中幾處典型突發(fā)滑坡處治經(jīng)驗(yàn)，為類似工程提供參考與借鑒。

2 工程背景

KKH二期項(xiàng)目全長118.124km，跨越不同的地貌單元。路線區(qū)位于印度版塊與喜馬拉雅版塊結(jié)合帶南側(cè)邊緣，構(gòu)造擠壓強(qiáng)烈，小型褶皺發(fā)育，巖體較為破碎，沿線不良地質(zhì)及高邊坡眾多。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，受多種因素綜合影響，十余處邊坡在開挖后，坡口、甚至較遠(yuǎn)處的坡面出現(xiàn)裂縫，并呈不斷發(fā)展之勢，形成新的滑坡。本項(xiàng)目典型突發(fā)滑坡情況如表1所示。

表1 典型突發(fā)滑坡情況

3 滑坡應(yīng)急管理

面對滑坡險情，及時高效地制定臨時穩(wěn)定措施是控制滑坡進(jìn)一步發(fā)展、為后續(xù)施加永久處治措施贏得寶貴時間的關(guān)鍵。本項(xiàng)目根據(jù)各滑坡具體情況及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，制定了一系列臨時穩(wěn)定措施，包括：

1）設(shè)立警戒帶，疏散危險區(qū)域居民；

2）封堵裂縫，防止雨水滲入滑坡體內(nèi)部，同時開挖溝槽，疏導(dǎo)坡面流水；

3）對坡腳進(jìn)行回填反壓，有效增加坡腳抗滑力，提高山體穩(wěn)定性；

4）安排專人定期對滑坡裂縫進(jìn)行巡查，加強(qiáng)對滑坡體地表變形監(jiān)測，及時通報(bào)觀測成果、發(fā)布安全預(yù)警等。

4 滑坡成因分析

滑坡成因分析是滑坡治理的核心，直接關(guān)系到滑坡治理措施的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)合理性?；鲁梢蛞话惴譃閮?nèi)因與外因2大因素，其中，內(nèi)因包括巖體的巖性與節(jié)理特征；外因包括降雨與地下水活動、地震及工程活動等[2]。項(xiàng)目通過組織開展現(xiàn)場調(diào)查地質(zhì)、補(bǔ)充勘探、組織設(shè)計(jì)回訪、邀請國內(nèi)專家組現(xiàn)場勘查、計(jì)算分析等方式，確定滑坡成因及最有效防護(hù)方案。

4.1 滑坡成因定性分析

通過調(diào)查滑坡體巖性以及巖層產(chǎn)狀與邊坡坡面的相互關(guān)系繪制赤平投影圖，定性分析滑坡的穩(wěn)定性（見表2）。

此外，該3處滑坡發(fā)生前均遭受連續(xù)強(qiáng)降雨影響，大量的降雨不僅增大了滑體容重，而且由于坡面松散、基巖風(fēng)化破碎、裂隙發(fā)育、降水滲入補(bǔ)給地下水，在地下水的作用下，巖土體含水量增加、軟弱泥化夾層軟化，抗剪強(qiáng)度大大降低，降低坡體的穩(wěn)定性，是導(dǎo)致滑坡形成主要外部誘因。同時，由于邊坡開挖形成凌空面也在一定程度上降低了坡體的穩(wěn)定性。

表2 典型突發(fā)滑坡定性分析

4.2 滑坡成因定量評價

根據(jù)現(xiàn)場勘查裂縫開展情況及坡腳剪出口情況，結(jié)合地勘探測巖層分布及巖性參數(shù)，通過室內(nèi)試驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)類比等方法，參照類似滑坡治理工程經(jīng)驗(yàn)，確定各處巖土物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)。同時根據(jù)勘察成果及滑面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)值，運(yùn)用極限平衡法（傳遞系數(shù)法）對滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。

通過對3種工況進(jìn)行驗(yàn)算：

1）正常工況：天然狀態(tài)，取天然容重；

2）非正常工況Ⅰ：暴雨或持續(xù)降雨?duì)顟B(tài)，取飽和容重；

3）非正常工況Ⅱ：地震工況，取飽和容重。

根據(jù)文獻(xiàn)[3]得到該滑坡的穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果及評價結(jié)論如表3所示，同時根據(jù)傳遞系數(shù)法，滑坡推力計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表3 滑坡穩(wěn)定性分析選取參數(shù)表

表4 滑坡推力計(jì)算結(jié)果kN/m

4.3 滑坡成因綜合評價

結(jié)合以上3處滑坡體內(nèi)因、外因分析結(jié)果可知：

滑坡1（K141+280）坡體巖質(zhì)松軟、破碎，自穩(wěn)性較差，同時雨水滲入坡體導(dǎo)致坡體抗滑力急劇降低，是本段滑塌形成的主要原因。

滑坡2（K147+854）基巖為高云母片麻巖、巖層順傾、巖體分化程度高，降水深入巖體節(jié)理裂隙，軟弱泥化夾層軟化，邊坡順傾且?guī)r層節(jié)理發(fā)育，傾角小于邊坡坡角，同時受連續(xù)降雨軟化作用，是造成本段滑坡的主要原因。

滑坡3（K148+469）軟弱的巖體結(jié)構(gòu)、巖體節(jié)理與邊坡近似順傾的構(gòu)造以及軟弱泥化夾層的存在是滑坡形成的主要內(nèi)因，開挖導(dǎo)致滑坡底部抗力減小以及持續(xù)強(qiáng)降雨滲透是滑坡形成的主要外部誘因。

5 滑坡治理方案

滑坡方案的制定需根據(jù)滑坡自身的特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況確定。

由于滑坡1（K141+280）靠近山坡坡頂，削方方案一方面能根治滑坡，造價較低；另一方面將二級坡削平有利于當(dāng)?shù)卮迕竦耐恋卦倮谩＞C合考慮，此處滑坡治理采取削坡的防治措施。

滑坡2（K147+854）靠近隧道口，穩(wěn)定性要求高，且為順傾滑坡，滑動面較淺，因此，將設(shè)計(jì)邊坡坡面貼近滑動面，清除邊坡不穩(wěn)定巖體，并將碎落臺加寬至4m，形成第一、第二級錨索框架防護(hù)+第三級～第五級拱形骨架+坡率放緩的滑坡處治方案。

滑坡3（K148+469）滑動面較深，范圍大，且征地拆遷十分困難，滑坡穩(wěn)定性差，滑坡治理緊迫性強(qiáng)，該滑坡剩余下滑力達(dá)1750.5kN，需采用以抗滑樁為主的防治措施，形成錨索抗滑樁+錨桿擋墻+錨桿框架+拱形骨架+排水等（強(qiáng)支護(hù)）處治措施。

6 結(jié)論

通過本文的分析，得出以下結(jié)論：

1）滑坡大多由于特殊的巖體巖性與節(jié)理構(gòu)造內(nèi)因，以及降雨、地震、工程活動等外部因素誘發(fā)而形成，因此，滑坡治理的關(guān)鍵在于深化工程地質(zhì)勘察質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)工程沿線潛在的地質(zhì)災(zāi)害，查明滑坡類型、規(guī)模及滑動帶等關(guān)鍵指標(biāo)，從前期設(shè)計(jì)階段加以預(yù)防，從而有效提高工程綜合效益，保障工程安全。

2）施工過程中發(fā)現(xiàn)滑坡跡象需及時啟動應(yīng)急響應(yīng)，及時查明滑坡形成機(jī)理，根據(jù)具體情況，果斷采取暫停開挖、封閉裂縫、截流引排、反壓回填等臨時穩(wěn)定措施，防止滑坡進(jìn)一步發(fā)展、惡化。

3）滑坡變形監(jiān)測是保障工程施工及運(yùn)營安全的有效措施。對于復(fù)雜滑坡，還需對監(jiān)測方案進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，深入掌握滑坡體發(fā)展動態(tài)；如綜合采用地表形變監(jiān)測、地表裂縫監(jiān)測、深孔測斜以及巡視檢查等科學(xué)監(jiān)測方法，深入掌握滑坡體的發(fā)展動態(tài)，分析判斷滑坡治理方案的治理效果，對滑坡體發(fā)展動態(tài)進(jìn)行全過程監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時發(fā)布安全預(yù)警，及時啟動應(yīng)急響應(yīng)，及時進(jìn)行方案優(yōu)化，使監(jiān)測為施工安全服務(wù)，為評價工程治理效果服務(wù)。

4）加強(qiáng)施工安全管理，滑坡治理最大的隱患在施工安全。對于較為復(fù)雜的滑坡治理，可成立專業(yè)滑坡治理團(tuán)隊(duì)（包括專業(yè)施工隊(duì)伍及專業(yè)管理團(tuán)隊(duì)），對滑坡治理工程進(jìn)行專業(yè)化管理，確保施工安全。

5）貫徹動態(tài)設(shè)計(jì)理念，根據(jù)實(shí)施過程中實(shí)際地層狀況及性質(zhì)，及時對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行必要的驗(yàn)算與調(diào)整，以確保防護(hù)效果。

6）滑坡治理與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，既有效防護(hù)坡體，防止水土流失；又通過植草綠化，形成生態(tài)邊坡，美化環(huán)境。

7）雖然滑坡類型多種多樣，但通過一定的方式查明滑坡的形成機(jī)理及規(guī)模，針對性的采取經(jīng)濟(jì)、合理、科學(xué)的治理措施[4]，可達(dá)到良好的滑坡治理效果。