某高速公路軟質(zhì)巖緩傾順層滑坡處治方案設(shè)計(jì)

曹集士，尹燕萍

（1.貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081；2.貴陽建筑勘察設(shè)計(jì)有限公司，貴州 貴陽 550081）

高速公路作為一種線性工程，穿越的地形和地質(zhì)條件都較為復(fù)雜，在選線時(shí)會盡量繞避大型不良地質(zhì)體，但不可避免地會經(jīng)過一些軟質(zhì)巖順層邊坡地段[1-3]?；卵芯恳话阒饕槍碌男纬蓹C(jī)理和滑動(dòng)特征進(jìn)行研究[4-5]，本文通過一發(fā)生于高速公路上的滑坡案例，研究軟質(zhì)巖順層滑坡特征及防護(hù)措施，為以后類似工程提供工程經(jīng)驗(yàn)。

1 概況

2020年7月，經(jīng)過十個(gè)多小時(shí)降雨，貴州省某高速公路K22+740—K22+820段（Ⅰ區(qū)）左側(cè)邊坡第二、第三級邊坡出現(xiàn)滑坡，滑坡滑動(dòng)距離約15 m，滑坡滑體堆積于第二級邊坡和一級平臺上，威脅下方高速公路行車安全，同時(shí)K22+820—K23+000段（Ⅱ區(qū)）左側(cè)三級邊坡出現(xiàn)裂縫，存在繼續(xù)滑動(dòng)的可能。平面位置如圖1所示。

圖1 滑坡平面位置圖

1.1 地形地貌

滑坡區(qū)地處梯狀云貴高原東斜坡的中段，滑坡區(qū)高程介于1 340.0～1 401.0 m，相對高差約61 m。地貌類型屬溶蝕型低中山地貌?；聟^(qū)植被較發(fā)育，多為低矮灌木，基巖出露。

1.2 地層、巖性

滑坡區(qū)上覆第四系殘破積層（Qel+dl）粉質(zhì)黏土、下伏基巖為二疊系上統(tǒng)吳家坪組（P2w）薄層狀泥質(zhì)粉砂巖夾泥巖。

1.3 水文地質(zhì)

滑坡區(qū)地下水類型為基巖裂隙水及第四系土層孔隙、裂隙水，地下水主要靠大氣降雨沿巖層層面及裂隙滲透補(bǔ)給。大氣降雨向下補(bǔ)給第四系土層后，少部分蓄存于土層裂隙、孔隙內(nèi)或向下伏基巖節(jié)理、風(fēng)化裂隙運(yùn)移；大部分以坡面流形式向場區(qū)地勢低洼處匯集排泄。場區(qū)地下水補(bǔ)給范圍較大，受季節(jié)影響大，雨季基巖裂隙水較豐富，水量較大；枯水期較小。鉆探未揭露穩(wěn)定地下水位，故滑坡區(qū)地下水埋藏較深。

1.4 地質(zhì)構(gòu)造與地震

據(jù)《貴州省區(qū)域地質(zhì)志》，場區(qū)處于川黔經(jīng)向構(gòu)造帶體系南部西緣及黔西山字型構(gòu)造的東翼，構(gòu)造形跡主要為南北向。經(jīng)地質(zhì)調(diào)繪，場區(qū)未發(fā)現(xiàn)斷層通過，巖層呈單斜狀產(chǎn)出，綜合地層產(chǎn)狀為335°∠10°。巖體節(jié)理很發(fā)育，巖體破碎，主要有節(jié)理310°∠85°，195°∠82°兩組，節(jié)理間距20～200 mm。

由《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306—2015）查得場區(qū)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35 s，地震動(dòng)峰值加速度值為0.05g，場區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度。

1.5 推薦巖土體物理力學(xué)指標(biāo)

根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)繪、結(jié)合工程類比及《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D30—2015）進(jìn)行確定，推薦巖土物理力學(xué)指標(biāo)如表1所示。

表1 巖土體物理力學(xué)參數(shù)

1.6 原邊坡防護(hù)情況

原邊坡坡腳設(shè)置6 m擋墻支擋，邊坡坡比為1∶1.75，邊坡坡面采用拱形骨架進(jìn)行防護(hù)，坡頂設(shè)置截水溝，由于坡頂截水溝距離三級平臺長度較長，中部無有效截排水措施，導(dǎo)致暴雨后雨水下滲，軟化巖層面，形成滑坡。

2 滑坡特征

2.1 滑坡規(guī)模

該滑坡位于該段邊坡第二級和第三級邊坡，滑坡前緣巖土體隆起，后緣及兩側(cè)開裂，坡體近南北向展布?，F(xiàn)滑坡區(qū)Ⅰ區(qū)變形強(qiáng)烈，滑移特征明顯，滑動(dòng)距離遠(yuǎn)；Ⅱ區(qū)后緣開裂，暫未形成滑坡。

Ⅰ區(qū)滑坡長約80 m，滑坡面積約3 700 m2，滑坡平均深度約5.5 m，滑坡體積約2萬m3。據(jù)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTG C20—2011）滑坡分類標(biāo)準(zhǔn)，該滑坡屬小型滑坡。Ⅱ區(qū)滑坡長260 m，滑坡面積10 500 m2，滑坡平均深度約5.5 m，滑坡體積約6萬m3，據(jù)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTG C20—2011）滑坡分類標(biāo)準(zhǔn)，該滑坡屬中型滑坡。

2.2 滑坡物質(zhì)組成

滑坡體巖土類型3層：即粉質(zhì)黏土、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖夾泥巖及中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖夾泥巖。

2.3 滑坡變形特征

2.3.1 裂縫分布特征

現(xiàn)滑坡坡面上裂縫較多，但張開下錯(cuò)明顯的裂縫主要為后緣裂縫，Ⅰ區(qū)后緣裂縫縫寬20～32 cm，可見深度約7 m，前緣發(fā)生鼓脹，Ⅱ區(qū)后緣裂縫縫寬1～5 m，可見深度1.5～2.0 m。

2.3.2 變形過程

2020年7月，經(jīng)過十個(gè)多小時(shí)降雨，Ⅰ區(qū)滑坡滑動(dòng)，后緣開裂，滑動(dòng)距離15 m左右，Ⅱ區(qū)滑坡后緣開裂。

2.3.3 主滑方向

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)繪及鉆孔揭示，結(jié)合各鉆孔具體位置及地表裂縫展布方向，綜合確定滑坡主滑方向?yàn)?35°。

2.4 滑坡成因機(jī)制

滑坡區(qū)綜合地層產(chǎn)狀為335°∠10°，滑坡主滑方向?yàn)?35°，為順向巖質(zhì)邊坡；下伏基巖為泥質(zhì)粉砂質(zhì)夾泥巖，強(qiáng)風(fēng)化層厚度大，巖體節(jié)理裂隙很發(fā)育，巖體呈碎裂結(jié)構(gòu)；滑體有泥巖夾層，厚約1.0～10 cm，泥巖層面抗剪強(qiáng)度低，加之邊坡連續(xù)強(qiáng)降雨作用下，滑體含水量高，泥巖層面強(qiáng)度大大降低，邊坡整體穩(wěn)定性降低。

在以上4個(gè)主要因素的共同作用下，最終導(dǎo)致了滑坡的形成，該滑坡屬牽引式順向巖質(zhì)滑坡。

3 滑坡剩余下滑力與支擋防護(hù)方案設(shè)計(jì)

3.1 滑坡剩余下滑力計(jì)算

選取典型剖面K22+800和K22+860工程地質(zhì)橫斷面進(jìn)行計(jì)算。

采用折線法對滑坡斷面進(jìn)行計(jì)算，安全系數(shù)取1.3，K22+800最大剩余下滑力為325 kN/m，K22+860最大剩余下滑力為654 kN/m。

3.2 滑坡防護(hù)方案設(shè)計(jì)

圖2 Ⅰ區(qū)滑坡清方斷面圖

由于Ⅰ區(qū)滑坡已經(jīng)發(fā)生滑動(dòng)，滑體松散破碎，采用清方減載進(jìn)行處理，清方底部按巖層面坡比1∶5.66進(jìn)行清方，上部按1∶2.5清方，中間設(shè)置2 m高擋墻支擋。

Ⅱ區(qū)選用兩個(gè)方案進(jìn)行比選：

a）方案一 清方減載+分級支擋。按照Ⅰ區(qū)滑坡的清方坡比進(jìn)行清方，底部按巖層面坡比1∶5.66進(jìn)行清方，上部按1∶2.5清方，中間設(shè)置2 m高擋墻支擋。

圖3 Ⅱ區(qū)方案一治理斷面圖

b）方案二 抗滑樁支擋。在滑坡體中部設(shè)置抗滑樁支擋。

根據(jù)綜合比選，方案一施工快速，造價(jià)低，同時(shí)清方方量可用于附近互通填方區(qū)填筑，故推薦方案一。

圖4 Ⅱ區(qū)方案二治理斷面圖

4 結(jié)語

軟質(zhì)巖緩傾順層邊坡在防護(hù)不足的時(shí)候，在雨水作用下易形成沿軟弱層面滑動(dòng)的滑坡，威脅高速公路的行車安全。

從地層巖性、產(chǎn)狀分析了邊坡的穩(wěn)定性。通過力學(xué)計(jì)算得到了該滑坡的剩余下滑力，針對滑坡提出來合理的治理措施。

針對軟質(zhì)巖緩傾順層邊坡設(shè)計(jì)過程應(yīng)高度重視該類邊坡，重點(diǎn)分析和查明邊坡的軟質(zhì)結(jié)構(gòu)面特征，設(shè)計(jì)應(yīng)采用強(qiáng)支擋或順層清方的方式對邊坡進(jìn)行處治，施工過程中應(yīng)做好邊坡防排水措施，同時(shí)做好邊坡監(jiān)測，做到開挖一級防護(hù)一級。