大體積路基滑坡應(yīng)急處理分析

王志鵬 覃錕

摘要：文章結(jié)合某高速公路大體積路基滑坡的應(yīng)急處治工程實(shí)例，分析大體積路基滑坡的成因，并提出相應(yīng)的解決措施，以期為類似工程實(shí)踐提供借鑒。

關(guān)鍵詞：大體積路基;滑坡;應(yīng)急處治

中圖分類號：U416.1A070234

0 引言

隨著高速公路的延伸，越來越多的地區(qū)都在興建高速公路，面臨的地質(zhì)條件各式各樣復(fù)雜多變。大體積路基應(yīng)用于不同地質(zhì)的地區(qū)，或多或少會發(fā)生一些滑坡，給群眾的生命財產(chǎn)造成危害。本文以某高速搶險復(fù)工工程為施工背景，對大體積路基滑坡的相關(guān)成因及出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象表征后的應(yīng)急處治等施工控制的關(guān)鍵做出一些探討及分析。

1 大體積路基滑坡成因及監(jiān)測分析

1.1 引起大體積滑坡的因素

本段路堤為高填路堤，所在路段主要為填方形式，兩端為半填半挖形式，填筑高度多為2級～3級，原地面地形為上陡下緩。原地面久已存在滑坡，由于山體開挖引起新的滑坡活動，為典型的工程復(fù)活古滑坡。歷史施工過程中路堤基本按原設(shè)計(jì)填筑，路基填筑寬度較大，該路基段填筑完后作為橋梁預(yù)制場地及拌合站場區(qū)使用，場地內(nèi)堆放大量已預(yù)制未安裝的梁片、砂石料和拌和站設(shè)備。經(jīng)過4年時間的堆載，路基受荷載偏壓作用產(chǎn)生變形下沉。經(jīng)計(jì)算后推測，路基靠外側(cè)填筑體首先出現(xiàn)變形滑動破壞，滑動模式為折線形，滑動面通過填筑體與下伏基巖間軟弱覆蓋層。后方填筑體隨之出現(xiàn)應(yīng)力松弛形成牽引式滑動破壞，最后發(fā)展成路堤整體的折線形滑動破壞，路基填筑體表面出現(xiàn)多條環(huán)形裂縫，路基下邊坡?lián)鯄ν鈧?cè)自然邊坡受外力作用產(chǎn)生滑移，使得填筑路基加劇變形，最終致使路基中部產(chǎn)生嚴(yán)重錯臺變形。究其原因，可以分為以下幾點(diǎn)：

1.1.1 地形條件

該高填路堤所處地貌為剝蝕低山地貌，相對高差在200 m以上，且路堤所在坡體為環(huán)繞式地形，上陡下緩，坡腳有一條沖溝發(fā)育，常年水流不息，較大降雨時匯水量較大。坡面殘坡積物覆蓋層較厚，結(jié)合現(xiàn)場勘查情況和查詢原詳勘報告，厚度約7 m左右，自然邊坡表面植被茂密，根系發(fā)達(dá)。

1.1.2 原填料不合格、施工質(zhì)量差

復(fù)工后，對梁場進(jìn)行清表處理，并挖除第一級填筑體，根據(jù)現(xiàn)階段揭示填料，填料來源主要為旁邊已建隧道棄渣，填筑成分為黏土和碎石混合填料，成分不均一，高液限黏土含量較大，原地面處未按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行挖臺階處理。

1.1.3 堆載作用

原高速在全面停工之前，該段高填陡坡路堤作為橋梁預(yù)制場，在場地內(nèi)存放有大量的砂石料、拌和站設(shè)備、運(yùn)輸車輛、龍門吊設(shè)備以及已預(yù)制完成未吊裝的梁片，根據(jù)對預(yù)制場梁片的調(diào)查并結(jié)合原設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算，單個梁片重約90 t，路堤表面同一段面內(nèi)最多同時存放有6片，合計(jì)540 t靜載，經(jīng)過4年的靜置，荷載對路基產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，加之路堤本身的自重作用，最終加劇了路堤表面的沉降變形。

1.1.4 排水措施不完善

通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，高填陡坡路堤所處地形為環(huán)繞式，路堤上部自然邊坡較高，匯水面積大，且在上邊坡處地形內(nèi)凹，在降雨量大時地表水大量匯集于此，原施工場地未發(fā)現(xiàn)施作有系統(tǒng)的排水設(shè)施，地表水停滯于路堤表面，通過入滲路堤的方式排泄，造成路堤內(nèi)部不合格填料和填方交界面巖土體的軟化，加大了自重，降低了巖土物理力學(xué)參數(shù)，加速風(fēng)化，從而給路堤滑動創(chuàng)造了有利條件。

1.2 滑坡檢測數(shù)據(jù)

本項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)路基出現(xiàn)滑坡表征時，立即啟動應(yīng)急預(yù)案。首先對該路段周邊的施工人員和群眾進(jìn)行疏散安置，再對該路段進(jìn)行交通封閉組織，然后請第三方監(jiān)測單位對該路基進(jìn)行24 h監(jiān)控。監(jiān)控數(shù)據(jù)如表1、圖1所示。

1.3 分析滑動面及滑坡嚴(yán)重性

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，坡體深層變形逐漸加大，存在兩個滑動面，上部滑面較快。上部：15～17 m;下部：36～37.5 m。最大變形速率27.18 mm/d為CX2-2監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測結(jié)果，監(jiān)測時間為2019-05-09，監(jiān)測峰值15 m位置，滑坡整體變形速率在逐步增大。路堤監(jiān)控點(diǎn)的日變形值均有超預(yù)警限值，路面裂縫、路基整體累積位移值均已宏觀顯示，路堤變形速率未穩(wěn)定。加之春夏交際，雨水較多，對穩(wěn)定安全造成不利影響，項(xiàng)目立即啟動應(yīng)急反應(yīng)機(jī)制，反壓方案立即執(zhí)行，現(xiàn)場應(yīng)立即組織施工，對路堤進(jìn)行有效的處治。

另外，路堤變形逐日變化，設(shè)計(jì)方案也應(yīng)隨路堤的變化形勢進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，對于目前方案的工后安全應(yīng)與后期的監(jiān)控量測數(shù)據(jù)相結(jié)合，綜合判斷處治方案的安全可靠性。

最后，四方均應(yīng)密切積極配合應(yīng)急處治方案的執(zhí)行，爭取項(xiàng)目按期安全通車。

2 路基滑坡處治方案

針對路基出現(xiàn)的問題，項(xiàng)目指揮部召開專家會議進(jìn)行處治方案討論，最終確定施工處治方案。首先對路基進(jìn)行卸載減壓，其次完善路基整體及上下邊坡的防排水措施，再次對路基進(jìn)行分部反壓，最后用加強(qiáng)型鋼管樁對路基進(jìn)行防護(hù)。

2.1 滑坡段路基卸載

處治開始后，先按照方案將滑坡段路基左側(cè)邊溝外側(cè)凹陷區(qū)域填平區(qū)土方清除。這樣做既減輕了滑坡段上方的荷載，也使得地表水不再匯集在此處，避免滲透至路基。再及時將施工單位遺留的活動板房等拆除，然后將活動板房區(qū)域近三萬方土的原有邊坡清除，大大減輕了上邊坡對原路基的壓力，減小滑坡荷載。

2.2 完善路基上下排水措施

對滑坡段路基卸載完成后，要求施工單位完善路基上下邊坡的排水措施，防止地表水再對路基造成侵害。排水措施為以下幾點(diǎn)：

（1）對路基滑坡段左側(cè)上邊坡坡腳排水溝優(yōu)先加速施工，接順排水溝并將坡體上部匯集地表水排導(dǎo)至路基范圍外，避免上邊坡水再次浸泡路基。

（2）封閉上邊坡及路基范圍內(nèi)的地表裂縫，防止自然水滲入路基。

（3）盡快完善上邊坡坡頂?shù)慕厮疁?，并將水排至路基范圍外?/p>

（4）對上邊坡噴射防水混凝土并布置仰斜式排水孔，排出邊坡土體中的水。

（5）完善中央分隔帶排水系統(tǒng)。

（6）將下邊坡漿砌片石擋墻部位安裝仰斜式排水孔并用片石碼砌坡面進(jìn)行掛網(wǎng)噴混凝土封閉。

2.3 對原路基進(jìn)行分步反壓

為了防止路基持續(xù)滑坡，本工程采用反壓方案來處治滑坡。方案如下：

（1）首先將原地面表土植被清除。

（2）根據(jù)不同的情況對高速路面以下17～20 m以及36～37 m的兩個滑動面進(jìn)行反壓處治（詳見下頁圖2）。

（3）利用拋石擠淤施工工藝對底部沖溝進(jìn)行處理。

（4）土石方進(jìn)行分層填筑碾壓，分層厚度為50 cm，土方壓實(shí)度≥90%。

（5）反壓完成后應(yīng)立即完善坡面防護(hù)和排水措施，防止地表水浸入反壓層，造成軟化失穩(wěn)。

（6）進(jìn)行反壓工作時應(yīng)做好安全交底和原路基的實(shí)時監(jiān)控，如有失穩(wěn)現(xiàn)象應(yīng)及時疏散施工人員。

2.4 原擋墻加固

原擋墻對于穩(wěn)定面以下17～20 m的滑動面有一定的作用，但原擋墻為漿砌片石結(jié)構(gòu)，而且已經(jīng)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，需要對其進(jìn)行加固，保證其穩(wěn)定下邊坡的作用。加固方案如下：

（1）平行于擋墻布設(shè)3排加強(qiáng)型鋼管樁，鋼管采用無縫鋼管，規(guī)格為外徑219 mm，壁厚8 mm。鋼管樁出露長度呈階梯型，單根鋼管樁長24 m。第一排樁體內(nèi)邊緣（靠擋墻側(cè)）距擋墻坡腳80 cm，第二、三排樁中心距為1 m，單樁縱向間距1 m，要求采用旋挖鉆孔干鉆工藝施工成孔，禁止沖孔作業(yè)，嚴(yán)禁在擋墻下方震動作業(yè)對擋墻穩(wěn)定性產(chǎn)生擾動。施工時必須保證成型的設(shè)計(jì)凈斷面尺寸，鋼管采用內(nèi)絲扣接樁，成樁后管內(nèi)插入50 kg/m的型鋼軌，鋼軌采用接頭夾板固定連接，接頭夾板與鋼軌間接縫進(jìn)行滿焊，插入鋼軌后在管內(nèi)注入水泥砂漿，水泥砂漿規(guī)格為M30，要求填滿固結(jié)。

（2）鉆孔偏差≤±1°，鉆孔過程中必須進(jìn)行孔向測量，發(fā)現(xiàn)偏差超過要求時，應(yīng)及時糾正。

（3）鋼管樁采用H16型鋼進(jìn)行聯(lián)接，型鋼布置方向須確保鋼管樁變形時能發(fā)揮出最大抵抗慣性矩。在第一排鋼管樁支撐與擋墻支撐點(diǎn)處設(shè)鋼板墊片，以防止擋墻變形時型鋼刺入造成擋墻破壞，鋼板墊片規(guī)格為75 cm×30 cm，鋼板四角鉆孔。用短錨桿固定在擋墻上，短錨桿長度60 cm，鋼管樁支撐與鋼板墊片滿焊固定。第一排鋼管樁支撐體系施工完成后以同樣工藝施工第二、三排鋼管樁及型鋼骨架。

（4）加強(qiáng)型鋼管樁骨架體系完成后，在擋墻外側(cè)立模澆筑護(hù)面擋墻，防止擋墻錯動開裂，擋墻采用C25混凝土澆筑。澆筑前在擋墻范圍內(nèi)的型鋼腰部加焊肋板，以增加型鋼與擋墻的整體性，擋墻立模時預(yù)留PVC泄水孔，墻體澆筑完成后補(bǔ)鉆透漿砌片石擋墻疏通泄水孔。擋墻應(yīng)分幅施工，分幅長度為6～8 m。

（5）主要施工順序?yàn)椋旱谝慌配摴軜丁摪鍓|片及第一排型鋼支撐→第二排鋼管樁及型鋼支撐→第三排鋼管樁及型鋼支撐→護(hù)面擋墻→補(bǔ)鉆深層泄水孔→防銹處理。

3 路基滑坡處治結(jié)果

本階段反壓作業(yè)區(qū)繼續(xù)往橋頭區(qū)逐漸拓展，2019-06-06至2019-06-10，深層測斜兩級滑動面變形速率預(yù)警次數(shù)進(jìn)一步減少，只有兩日發(fā)生深層測斜變形速率超過橙色警戒值的情況，大部分測點(diǎn)的變形速率均有所減小。見后頁圖3。

2019-06-11至2019-07-10，連續(xù)30日未出現(xiàn)超橙色預(yù)警值的情況，各測點(diǎn)的深層測斜變形速率均有減小的趨勢，2019-07-11預(yù)警等級從橙色警戒降為黃色警示Ⅱ級。

經(jīng)過大規(guī)模反壓施工，滑坡總體逐步趨于穩(wěn)定，總體處治已經(jīng)完成，達(dá)到了預(yù)定效果。

4 結(jié)語

大體積路基滑坡一直是危害高速公路交通安全的大問題。本文通過介紹某高速公路路基滑坡的成因和處治方法，突出了處治的時效性，用科學(xué)技術(shù)手段分析出大體積路基的滑坡面，抓住滑坡處治的重點(diǎn)，并通過監(jiān)測變形數(shù)據(jù)，分析出本次處治的可行性、安全性、有效性。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉明友，呂言鵬.高速公路路基滑坡的治理措施[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2010（11）：142.

[2]成永剛，吳六政，趙曉彥.高速公路路堤滑坡成因及治理方案研究[J].鐵道工程學(xué)報，2015，32（9）：25-29.

[3]郎彥濤.高速公路路基滑坡監(jiān)測技術(shù)分析[J].交通世界（建養(yǎng)），2015（3）：84-85.

[4]肖西衛(wèi)，滿高峰，沈宇鵬.S316省道K63+280～+540二次滑坡成因分析及綜合治理措施[J].路基工程，2014（6）：112-117.

收稿日期：2020-05-10