靖永高速公路土樓互通B 匝道滑坡成因分析及工程治理措施

■程千勛

（龍巖靖永高速公路有限責任公司，龍巖 364000）

靖永高速公路土樓互通B 匝道滑坡位于主線與B 匝道連接段， 高速公路在坡腳刷方形成40 m的高邊坡，山坡坡頂為反坡地貌，植被發(fā)育，地層巖性為閃長巖，風化嚴重，邊坡為類土質(zhì)邊坡。2020 年11 月邊坡加固完成后，在邊坡小里程端產(chǎn)生邊坡變形病害， 在第四級邊坡平臺開裂下錯， 裂縫寬度30 cm，下錯20 cm，二級邊坡中部骨架護坡亦產(chǎn)生鼓脹，坡腳擋墻沉降縫發(fā)生錯動，且出現(xiàn)擋墻破壞裂縫，本段邊坡?lián)鯄π顾孜匆姵鏊沁吰轮卸蜬7+150 位置坡腳出現(xiàn)泉點，泉點滲水沿坡腳路基向小里程方向排泄， 造成邊坡小里程BK0+200～BK0+300 段擋墻坡腳路基泡軟， 最終沿擋墻外側約3 m 位置的結構面發(fā)生剪切裂縫， 鼓脹約20 cm，隨著泉點滲水的繼續(xù)下滲， 變形加劇。 該滑坡體積約6.6×104m3，從滑坡體積分類為小型滑坡，對坡腳路基及互通區(qū)涵洞結構安全形成重大威脅。

1 滑坡區(qū)工程地質(zhì)概況

1.1 地形地貌

位于單斜山坡上，山坡坡度約30°，坡頂為反坡地貌，坡體植被發(fā)育，植被茂盛。

1.2 地層巖性

據(jù)邊坡工程地質(zhì)勘察揭示的巖土體物質(zhì)特征，該段山體斜坡場區(qū)覆蓋層為坡積粉質(zhì)粘土（Qdl），最大厚度14 m；殘積粉質(zhì)粘土（Qdl），最大厚度15 m；全風化閃長巖（γδ），厚度約25 m，位于構造帶附近，厚度19 m，下伏砂土狀強風化閃長巖（γδ）。

區(qū)內(nèi)巖體風化現(xiàn)象嚴重， 區(qū)內(nèi)穿插小型構造，容易形成過水通道，其中全風化及砂土狀強風化閃長巖中透水性較差的粘土礦物夾層，容易形成隔水層，在長期浸泡下，抗剪參數(shù)下降，形成軟弱夾層，容易誘發(fā)邊坡蠕動擠壓變形，為邊坡最終發(fā)生滑坡的內(nèi)在因素。

1.3 地質(zhì)構造

據(jù)高速線路公路路基區(qū)域地質(zhì)及現(xiàn)場邊坡開挖后地質(zhì)調(diào)查， 邊坡中部存在一條小型構造帶，該構造帶有滲水。

1.4 水文地質(zhì)特征

地下水類型為第四系的孔隙潛水， 強風化地層的裂隙水， 地下水賦主要賦存于基巖裂隙中及構造帶空隙裂隙中， 從高邊坡臨空面排泄； 主線K7+155 處第一級邊坡?lián)鯄翘幰娙c， 流量較小，約0.1 L/S。大氣降水為地下水的主要補給來源，調(diào)查期間邊坡中部K7+150 附近坡腳亦見泉點。

2 滑坡的變形特征

滑坡后緣張拉裂縫處于第四級平臺內(nèi)側，裂縫寬度20～30 cm，下錯10 cm，滑坡左右側周界均完全貫通，滑坡周界通過第三級、第二級平臺時，滑坡內(nèi)側均存在下錯現(xiàn)象，滑坡體在第二級邊坡中部有鼓脹剪出， 坡腳擋墻沉降縫均有不同程度的變形，呈上寬下窄形態(tài)，尤其在滑坡左右側周界附近沉降縫變形最大， 滑坡中軸附近擋墻出現(xiàn)斜向裂縫，從擋墻頂延伸至擋墻腳； 擋墻腳部路基有剪出鼓脹，鼓脹高度約20 cm，剪出口巖土體擦痕及鏡面明顯。圖1 為滑坡工程地質(zhì)平面圖。

圖1 滑坡工程地質(zhì)平面圖

3 滑坡成因分析

3.1 氣候條件

持續(xù)強降雨是誘發(fā)滑坡發(fā)生的外因，福建龍巖地區(qū)降雨量充沛，降雨時間持續(xù)長，補給地下水，在坡面地下水排泄泉點滲水對坡腳擋墻基礎長期浸泡，造成邊坡腳部巖土體強度參數(shù)降低較大，致使邊坡坡腳在高應力作用下失穩(wěn)，發(fā)生滑坡。

3.2 地質(zhì)因素

邊坡地層主要為坡殘積土、 全風化～砂土狀強風化閃長巖風化層。 場區(qū)坡殘積粉質(zhì)粘土厚度較大，滑體深部地層多為全風化閃長巖及砂土狀強風化閃長巖， 閃長巖風化層中存在粘土礦物風化后，形成相對隔水層，邊坡中部的構造帶在坡腳形成下降泉眼，泉眼滲水泡軟擋墻基礎，造成坡腳抗剪參數(shù)降低較多，坡腳擋墻支擋作用降低較多。

3.3 人為因素

路基高邊坡切坡坡向與山體坡向一致，形成了40 m 高的臨空面，降低了坡腳的支撐力，擾動了坡體應力狀態(tài)并改變了地下水的滲流場方向，致使原有山坡的自然穩(wěn)定狀況遭受破壞，是誘發(fā)滑坡的人為原因。 且邊坡施工后，未及時施工仰斜排水孔，對坡體地下水未能及時疏排[1]。

4 滑坡穩(wěn)定性分析

B 匝道BK0+200～BK0+300 段右側滑坡處于整體不穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定系數(shù)0.97～1.0[2-5]。

本研究采用當前邊坡工程巖土專業(yè)軟件Geo-Slope 之Slope/W 軟件包進行滑坡穩(wěn)定性計算，對于滑坡滑動帶的參數(shù)主要采取反算結合類似工程經(jīng)驗，Geo-Slope 巖土軟件具體選用較為嚴格的剛體極限平衡方法——Morgensten&Price 法， 對滑動帶的巖土強度指標、滑坡推力及穩(wěn)定系數(shù)見表1。

表1 滑坡巖土體、滑帶強度指標與滑坡推力計算結果

根據(jù)滑坡的變形狀態(tài)，即后緣張拉裂縫、滑坡兩側周界、滑坡前緣鼓脹裂縫，綜合判定該滑坡現(xiàn)狀穩(wěn)定系數(shù)為0.98，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。 圖2 為滑坡穩(wěn)定性計算結果及滑帶巖土參數(shù)反算，在評估滑坡穩(wěn)定度為0.97～1.00 的基礎上， 按滑坡穩(wěn)定系數(shù)0.978 反算滑坡主滑段的巖土體參數(shù)， 考慮到后緣裂縫深度較大，對牽引段巖土體參數(shù)不考慮粘聚力、考慮外部摩擦力為32°。圖3 為滑坡推力計算結果，在滑坡穩(wěn)定系數(shù)達到1.2 時，需要提供的反推力即為滑坡推力， 滑坡治理設計時可參考該滑坡推力。 圖4 為滑坡加固后穩(wěn)定性計算結果，根據(jù)滑坡所處的高速公路重要性及匝道過渡段等綜合情況，提高滑坡穩(wěn)定安全儲備系數(shù)至1.342。

圖2 滑坡穩(wěn)定性計算結果及滑帶巖土參數(shù)反算

圖3 滑坡推力計算結果

圖4 滑坡加固后穩(wěn)定性計算結果

5 滑坡工程治理對策

針對該滑坡的破壞特點，本次治理工程方案主要采用刷坡卸載、坡腳擋墻錨索支擋、結合必要的地表及地下排水工程等[1,6-7]。 圖5 為邊坡典型斷面設計圖。

圖5 BK0+250 斷面設計

5.1 刷方卸載

從邊坡第二級平臺開始內(nèi)推， 形成寬度16 m的寬大平臺，徹底卸載滑坡上部滑體，第三級邊坡坡率1∶1.5，采用人字型骨架防護，第三級平臺寬度3 m；第四級邊坡坡率1∶1.5，采用人字型骨架防護，第四級平臺寬度3 m，第五級邊坡坡率1∶1.5，采用客土噴播植草防護，一坡到頂。

5.2 支擋工程

由于刷方卸載形成的第二級寬大平臺分割高邊坡，形成上下兩個邊坡，通過穩(wěn)定性計算，在坡腳擋墻上采用錨索地梁進行加固，錨索地梁間距3 m，每根地梁布置三排錨索，上排錨索長度26 m，下排錨索24 m，錨固段長度15 m，錨索下傾角25°，錨索設計荷載400 kN。

5.3 排水工程

5.3.1 地表排水

各級平臺硬化并設置必要的平臺水溝。

5.3.2 地下排水

在第1 級邊坡坡腳設置水平間距為3 m 的仰斜排水孔，排水孔深度15 m，上仰角8°。 排水孔應根據(jù)出水效果適當調(diào)整間距，對排水效果好的區(qū)域加密，其他區(qū)域可適當減少。

5.4 變形監(jiān)測

對該滑坡區(qū)刷方卸載后，進行高邊坡專項深孔監(jiān)測,深孔監(jiān)測曲線表明滑坡治理后，趨于穩(wěn)定。圖6 為二級平臺ZK2-2 監(jiān)測孔監(jiān)測曲線。

圖6 二級平臺ZK2-2 孔監(jiān)測曲線

6 結語

本研究結合土樓互通滑坡的工程地質(zhì)條件，詳細闡述了滑坡發(fā)生的原因， 根據(jù)滑坡的變形特征，定性的評估了滑坡的穩(wěn)定狀態(tài)，并在此基礎上進行了定量的穩(wěn)定性評價，最后根據(jù)實際的工程特點提出了工程治理對策。 后期的深孔位移監(jiān)測結果表明邊坡變形趨于收斂， 滑坡治理后處于穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡治理達到預期的目的，期待對此類滑坡的治理具有一定的借鑒意義。