汕湛高速路塹邊坡滑坡分析與治理方案比選

李本鵬，劉英姿，朱 琦，李 帥

（1.山東省交通規(guī)劃設計院集團有限公司，山東 濟南 250031；2.濟南歷下控股集團有限公司，山東 濟南 250101）

引言

我國高速公路在施工建設過程中，會遇到各種地質災害，尤其是溫熱多雨的南方地區(qū)，在水的長期作用下，各種地質災害頻發(fā)，由于施工過程中人為機械的擾動，可能使得本來達到穩(wěn)定平衡的地質結構遭到破壞而形成地質災害?；戮褪菢O為典型的邊坡地質災害，是指斜坡上的土體或者巖體，受河流沖刷、地下水活動、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影響，在重力作用下，沿著一定的軟弱面或者軟弱帶，整體或者分散地順坡向下滑動的自然現象[1]。

1 概況

1.1 工程概況

汕（頭）湛（江）高速公路云浮至湛江段及支線工程是廣東省高速公路網規(guī)劃“十縱五橫兩環(huán)”中“第二橫”的重要組成部分，對改善區(qū)域交通出行條件，加強相鄰地市交通聯系具有重要作用。

1.2 地質、水文概況

主線K103+602—K103+793 段邊坡區(qū)域地形起伏較大，地形地貌屬于構造剝蝕丘陵地貌單元，山坡陡緩起伏，坡頂以殘積為主，坡形較陡，地形從山頂往下山腰處出現變化，逐漸變緩，形成坡積裙，坡體植被茂密[3]。

2 滑坡現狀

K103+602—K103+793 段邊坡坡頂截水溝外側14 m處出現開裂，裂縫呈弧形，縫長60 m，縫寬3 cm；二級坡頂至截水溝出現裂縫長10 ～20 m，縫寬10 ～15 cm 不等的羽狀裂縫，局部裂縫發(fā)生垂直位移，高差40 cm；一級平臺處開裂，裂縫長59 m，縫寬5 cm；截水溝、邊溝、護腳、錨索框架梁等多處出現裂縫；坡腳長期有水滲出。

3 滑坡治理措施比選

3.1 滑坡處治方案

3.1.1 方案一 ：原位加固處治方案

在一級平臺處設置三排Ф89 mm 豎向鋼花管注漿冠梁。在二級坡面原有三排錨桿框架梁上兩排增加兩排錨索十字梁與原框架梁植筋連成整體。

3.1.2 方案二 ：微型樁+刷坡卸載

將一級平臺卸載至6 m 寬，在一級平臺設置一組微群樁（三排Ф89 mm 鋼花管，長度20 m，間距1×0.75 m），并在微型樁頂增加一道冠梁。將二級坡原有錨桿框架梁防護挖除，坡率調整為1 ∶1.25，坡面采用三排錨索框架梁防護（錨索長度28 m，錨固端長10 m）。

3.2 方案比選

3.2.1 滑坡計算斷面

目前，滑坡后緣裂縫和前緣剪出口已完全形成，滑面尚未貫通，邊坡整體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。K103+676 計算斷面的滑動面可以分為現有淺層滑動面I、淺層滑動面II、深層滑動動面，其中前緣剪出口位于一級邊坡坡腳水溝溝底，由此可以組成3 個可能的分析計算滑動面。

3.2.2 計算內容和方法

K103+602—K103+793 段右側滑坡穩(wěn)定性計算是以反算參數為主，結合相關試驗與經驗綜合確定滑帶巖土力學指標[4]。因此，計算采用當前國內外廣泛應用的邊坡工程專業(yè)軟件Geo-Slope 之Slope/W 軟件包進行滑坡穩(wěn)定性計算，分析選用較為嚴格的剛體極限平衡方法—Morgensten-Price 法[6]。

3.2.3 反算主滑帶指標

K103+602—K103+793 右側滑穩(wěn)定程度分析計算成果見表1。

表1 右側滑坡穩(wěn)定程度分析計算成果

3.2.4 主滑面K103+602—K103+793 滑帶土力學指標反算

反算主滑帶指標是該滑坡治理工程實施前各可能滑面的變形活動特點及相應穩(wěn)定程度的基礎上，結合相關試驗與經驗參數，反算各滑動面的主滑帶力學指標[2]。反算滑帶指標計算成果見表2。

表2 滑帶土穩(wěn)定性分析物理力學計算參數

3.2.5 K103+602—K103+793 滑坡剩余下滑力計算

采用Geo-Studio 軟件中SLOPE/W 模塊進行計算，分析方法為Morgenstern-Price 法，巖土體采用Mohr-Coulomb 材料模型[5]，并采用理正巖土設計軟件6.5進行復核計算，結果見表3。

表3 穩(wěn)定性計算結果

按照推薦方案原位加固方案，安全系數Fs=1.2時剩余下滑力為485 kN；按照比選方案微型樁+刷方卸載，安全系數Fs=1.2 時剩余下滑力為440 kN。

采用原位加固處治方案、與微型樁+刷坡卸載方案做方案對比，兩個比選方案設計邊坡坡形、坡率結合現場情況均采用錨索及鋼花管注漿加固。

3.2.6 經濟性比選

根據標段的中標投標清單價格進行經濟性比選，變更造價分析：方案一變更后總造價約445.53 萬元；方案二變更后造價約467.70 萬元。

4 方案對比

主滑區(qū)域兩個方案均能有效地處治該滑坡。（1）方案一在施工時效性上優(yōu)勢大，避免重新征地等不可控因素干擾，在工期上有保證，滿足通車路段的對時間緊迫性的要求，且工程造價上較為經濟，施工工藝簡單。（2）方案二造價較高，需大型設備進場施工，并且需重新征地，施工周期較長，對通車路段工期影響較大，而且土方施工對現已施工完路面結構層存在污染風險。

5 結語

通過兩個方案對比，建議采取設計方案一，即原位加固處治方案。該項目在2017 年12 月份已通車運行，至今已運行3 a，期間經歷了多次臺風及強降雨等天氣狀況，目前汕湛高速公路此邊坡滑坡處理路段運營狀況良好，驗證了該施工處治方案的可行性和良好的處理效果。