高速公路邊坡滑坡成因分析及治理措施

黃金青

（廣東梅河高速公路有限公司，廣東興寧 514500）

1 工程概況

梅河高速公路現(xiàn)為長深高速的一部分，線路全長118.41 km，建設(shè)標準為雙向4 車道，行車速度80 km/h，該高速公路建成投入運營的時間為2005 年。在2019 年6 月14～15 日，由于受到夏季連續(xù)暴雨、強降雨的影響，該高速公路往梅州方向K3390+730～K3390+970 段（設(shè)計樁號K73+260～K73+500 段左側(cè)）路塹高邊坡出現(xiàn)滑坡問題。詳情如下：（1）邊坡高度為64 m；（2）滑塌高度為40～50 m；（3）滑塌范圍在50 m 左右。

2 原設(shè)計情況

為避免邊坡病害影響高速公路的正常運行，在全面開展現(xiàn)場勘查和充分討論后，確定了該坡病害臨時處治方案：（1）邊坡滑塌段選擇用土袋反壓的方式處治，反壓長度約50 m，體高約8 m，頂寬7 m，反壓體坡率1∶0.75；（2）改善排水系統(tǒng)，從而疏導(dǎo)邊坡平臺及塹頂截水溝的雜質(zhì)，并用彩條布覆蓋滑塌錯臺位置。

經(jīng)處治后，滑坡體處于暫時穩(wěn)定狀態(tài)，暫未見明顯的滑動。

梅河高速K73+260～K73+500 段左側(cè)路塹邊坡，邊坡總長度為240 m。其中，往河源方向為大里程，走向約為245°；往梅州方向為小里程，走向約為65°，邊坡坡向為335°。該標段邊坡原計劃設(shè)計成“M”形，大、小里程分別設(shè)計為五級坡和六級坡，邊坡最高為63 m。該標段的邊坡設(shè)計在建設(shè)期間由于病害問題需要變更，因此，最終確定為分段實施變更。 其中，K73+260～K73+380 段邊坡分五級設(shè)坡，分級坡高為10 m，并且選擇用放坡卸載協(xié)同錨桿加固的方案，K73+380～K73+460段邊坡選擇用錨桿錨索加固的方案。

經(jīng)工作人員進行現(xiàn)場勘查，得到K73+260～K73+500 標段滑坡問題的具體情況是：（1）K73+360～K73+410 標段出現(xiàn)滑坡病害，范圍達50 m，該標段第四級平臺向后滑坡，滑塌最大高度差達4 m；（2）第五級邊坡塹頂及截水溝位置出現(xiàn)明顯裂縫，且數(shù)量較多，且其裂縫向該高速公路小里程自然坡面發(fā)展，發(fā)展延伸到K73+360 標段位置；（3）該標段坡面中的第一、二級坡面出現(xiàn)整體滑塌現(xiàn)象，并導(dǎo)致第一級坡面錨桿框格梁外露聳立，同時，部分位置甚至出現(xiàn)翹起；（4）該標段護坡道與碎落臺及邊溝因受到了推擠和傾斜作用，所以，造成其部位位置的蓋板出現(xiàn)了翹起問題。

3 病害原因分析

經(jīng)分析，出現(xiàn)上述病害的原因有以下4 方面。

1）地層巖性：由于地層巖性直接影響邊坡巖性的穩(wěn)定性，因此，K73+260～K73+500 標段邊坡的地層多為強風(fēng)化變質(zhì)砂巖；這一性質(zhì)的巖石遇水容易軟化，并在風(fēng)化作用和背斜作用的雙重影響下巖層風(fēng)化強烈，從而呈現(xiàn)出片理發(fā)育的狀態(tài)。

2）順傾不利結(jié)構(gòu)面：結(jié)合滑坡現(xiàn)場反饋回來的勘察報告來看，該標段的邊坡存在斜交順向不利結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀，易導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。

3）連續(xù)強降雨天氣的影響：該標段邊坡形狀為“M”形，且未在“M”形凹陷位置設(shè)計急流槽，進而導(dǎo)致山頂和山坡坡面位置上的水流不能及時排除；此外，由于只能順著坡面緩慢下流，因此，該標段的邊坡長期處于浸泡狀態(tài)，且含水量超過邊坡負荷。

4）錨索失效：該標段坡面中的第一、二級坡面出現(xiàn)整體滑塌現(xiàn)象，并導(dǎo)致第一級坡面錨桿框格梁外露聳立，且部分位置甚至出現(xiàn)翹起，從而造成錨索失效。

4 坡面加固防護措施設(shè)計

針對以上問題和原因，設(shè)計了以下坡面加固防護措施。

1） 第一級邊坡K73+348～K73+419 段實施錨索框梁加固方案，三排錨索固端長度為10 m，并分排進行錨索布置。需確定第一排錨索長度控制在18 m，第二排的錨索長度控制在20 m，第三排的錨索長度控制在22 m，K73+419～K73+431 段實施兩排錨索十字梁加固方案，兩排錨固端均為長度10 m，分排布置錨索，其中，第一排錨索長度20 m、第二排錨索長度22 m。坡面綠化設(shè)計選擇用6 cm 客土，采用噴播防護的方式進行綠化。

2） 第二級邊坡K73+348～K73+419 段實施錨桿格梁加固方案，錨桿長度全部為11.5m。K73+419～K73+434 段實施兩排錨索十字梁加固方案，錨固端長度為10 m，分排進行錨索布置，其中第一排錨索長度控制在30 m、第二排32 m。坡面綠化設(shè)計選擇用6 cm 客土，采用噴播防護的方式進行綠化。

3） 第三級邊坡K73+348～K73+416 段實施錨索框梁加固方案，分排進行錨索布置，其中，第一排錨索長度24 m、第二排26 m、第三排28 m。K73+417～K73+435 段實施三排豐字型錨索縱梁加固方案，錨固端長度為10 m，分排進行錨索布置，三排錨索長度均為32 m。此外，坡面綠化設(shè)計選擇用6 cm 客土，采用噴播防護的方式進行綠化。

4）第四級邊坡K73+348～K73+416 段實施錨索框梁加固，錨固端長度為10 m，分排進行錨索布置，第一排錨索長度控制在28 m、 第二排控制在30 m、 第三排控制在32 m。K73+417～K73+435 段實施三排豐字型錨索縱梁加固方案，錨固端長度10 m，分排進行錨索布置，且三排錨索長度均為32 m。坡面綠化設(shè)計選擇用6 cm 客土，采用噴播防護的方式進行綠化。

5） 第五級邊坡K73+373～K73+431 段實施錨桿格梁加固方案，錨桿長度均為11.5 m。在第五邊坡的格梁選擇回填6 cm客土，采用噴播防護的方式進行綠化，剩下的坡面綠化設(shè)計選擇用人字形骨架配合三維網(wǎng)植草的方式。

6）第六級邊坡坡面綠化設(shè)計選擇用人字形骨架配合三維網(wǎng)植草的方式。

7） 選擇用φ32 mm 的HRB400 鋼筋作為錨桿制作材料，錨桿長11.5 m，鉆孔直徑為130 mm，實施一次注漿設(shè)計，且注漿壓力≥0.5 MPa。

8）錨索制作選擇用普通預(yù)應(yīng)力鋼絞線編制完成，具體需要4 束φ15.2 mm 的鋼絞線，按照設(shè)計要求預(yù)應(yīng)力錨索錨固端長度應(yīng)達到10 m，鉆孔直徑應(yīng)達到φ150 mm，選擇強度和性能均恰當?shù)腗30 水泥砂漿，實施一次注漿。

9）按照設(shè)計要求和圖紙來完成錨桿格梁的制作，錨桿格梁（澆筑材料為C25 混凝土）、錨索框梁和錨索縱梁（澆筑材料為C30）的截面尺寸分別達到為0.3 m×0.3 m、0.4 m×0.4 m，埋深0.5 m，外露0.1 m。圖1 為加固施工現(xiàn)場效果圖。

圖1 加固施工現(xiàn)場效果圖

5 排水設(shè)計

對于排水設(shè)計來說，要根據(jù)大樣圖紙進行各級邊坡排水設(shè)計，并使用C20 混凝土完成平臺截水溝和平臺封閉，以落實平臺截水溝的澆筑和平臺封閉作業(yè)，從而保證平臺封閉硬化的厚度可達到10 cm。值得注意的是，設(shè)計平臺截水溝連接路塹頂截水溝，可高效控制坡面匯水和下滲問題，因為這能夠讓平臺截水溝保持連通。

此外，要做好第一級邊坡K73+284～K73+500 標段位置的排水處理，且鉆孔徑為φ130 mm、孔深為20 m 的斜排水孔段，各個排水溝間距為6 m，同時用透水土工布將孔徑φ110 mm的透水管內(nèi)端包住，并將其填充插入排水孔中。

6 施工注意事項及要求

在施工過程中，為了保證治理效果，需要注意以下注意事項。

1）嚴格遵循動態(tài)設(shè)計的設(shè)計原則，完善信息反饋渠道和制度，從而使施工過程能夠及時反饋地質(zhì)和邊坡情況，以便業(yè)主單位和設(shè)計單位可以在第一時間查看異常來進行設(shè)計變更。

2）以JTG/T 3610—2019《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》作為施工組織設(shè)計編制和施工管理的指導(dǎo)標準，同時引進先進施工技術(shù)，從而更好地規(guī)范施工流程和施工工序。

3）加強土石方開挖與支擋加固工程的配合和協(xié)調(diào)，并嚴格禁止一挖到底和超前開挖。

4）加強與當?shù)貧庀笈_的聯(lián)系，提升施工方案的科學(xué)性，以避免在雨季時期無序進行開挖作業(yè)；此外，可采用鋪設(shè)防水塑料薄膜等臨時防排水措施，從而有效控制坡面匯水和下滲問題[1]。

5）在落實骨架護坡過程中，需做好準備工作，先清理坡面浮土，再平整坡面。

6）處于施工需要，植被恢復(fù)邊坡塹坡兩端和截水溝位置破壞了原來的自然植被。對此，需在截水溝邊沿種植適宜當?shù)貧夂?、存活率高的植草草種和灌木種子，以在恢復(fù)植被的同時，保持水土。

7）布設(shè)地表觀測網(wǎng)和深部位位移監(jiān)測孔，以加強對施工現(xiàn)場的檢測，從而更好地掌握真實的邊坡位移和變形情況[2]。

8）為了實現(xiàn)邊坡的自然過渡，本高速公路同級邊坡設(shè)計了漸變過渡段10 m。

9）為了預(yù)防地表水下滲和沖刷影響邊坡，甚至引發(fā)其他病害現(xiàn)象的出現(xiàn)，設(shè)計人員應(yīng)重視塹頂截水溝上側(cè)溝梆與自然山坡過渡銜接問題。

10）在拆除錨索時，應(yīng)根據(jù)實際需要將錨索格梁或者縱梁底部的土體進行翻松，先卸載負荷。

11）編制科學(xué)合理的施工計劃，以提升施工的安全性；與此同時，要設(shè)計可行且可靠的應(yīng)急處理預(yù)案。

7 結(jié)語

我國的高速公路建設(shè)規(guī)模較大，但由于受到地形和地質(zhì)情況復(fù)雜、夏季降水集中等因素的影響，滑坡事故時有發(fā)生。本文以梅河高速公路為例，就影響邊坡穩(wěn)定性的因素進行了分析，并針對產(chǎn)生滑坡問題的原因提出了相應(yīng)的注意事項，希望能為類似工程提供借鑒。