福宁高速公路八尺门滑坡病害分析与整治对策

张 亮，廖小平，2

(1.中国铁道科学研究院，北京 100081;2.中铁西北科学研究院有限公司，兰州 730000)

1 工程环境和地质条件

1.1 地形地貌与气候气象

滑坡区所在的福建福鼎八尺门地处滨海丘陵地貌，为丘陵坡积裙地貌单元，地形高差相对较大，高差约60 m。微地貌可辨释出多处后部圈椅状、前部地形凸出和坡体呈缓坡台阶状的古老滑坡地形地貌特征。当地气候属中亚热带海洋性季风气候，年平均气温13.4℃ ～20.2℃，年平均降雨量1 250～2 350 mm，无霜期 235 ～ 300 d[1]。

1.2 工程地质与水文地质

八尺门滑坡区位于福鼎白垩系火山喷发盆地东南缘，地处福鼎—霞浦断裂带东侧。地层主要分布为:上覆坡积碎石土及残积亚黏土，下伏石帽山群下段下组英安质晶屑凝灰岩，局部为凝灰岩。

该滑坡区内水文地质复杂，地表水系不发育，地下水丰富。地下含水层主要有两层:第一层为亚黏土含水层，其孔隙较大、连通性较好，钻孔提桶抽水试验结果为1.3～24.0 t/d;地下水类型为第四系孔隙潜水，接受大气降水补给。第二层为残积土层及以下风化土含水层，为弱承压型潜水，其补给来源于大气降雨的垂直渗透。径流方向受地形控制，排泄方式以泉点的形式为主，滑坡区内泉点流量0.01～2.20 L/s。

2 滑坡病害性质及产生原因

2.1 滑坡变形历史与发展

2000年5 月，由于连续降雨作用和沙吕线改线工程影响，造成沙吕线边坡产生明显的滑移变形和破坏，产生了1号滑坡体。2000年9月至2001年10月，随着八尺门互通主线路堑边坡开挖工程的施工，逐步诱发了2号、3号和4号滑坡体的变形复活［2-3］。如图1所示。

2.2 滑坡产生原因

1)古老滑坡堆积体脆弱的地质环境背景，是其产生严重的滑坡病害的地质基础。

2)路堑开挖破坏了坡体原有的力学平衡，是其产生滑坡变形和破坏的主要触发条件之一。

3)地下水的作用是其主要影响因素之一。

4)持续暴雨的作用，随着地表水体的大量入渗，加剧了各种动静水的作用和影响。

3 滑坡病害特征及稳定性分析

1号滑坡中前部基本沿古老滑动面滑动，后部牵引坡体拉裂，滑坡后缘裂缝拉开宽度达1.6 m，滑坡后壁下错1.0～1.5 m。2号滑坡前期变形破坏体现为浅层滑动，古老滑动面位于设计主线路基高程附近，随着主线路基向下开挖，如不进行工程治理，必将持续发展和扩大，直至古老滑坡整体复活。3号滑坡a区滑带发育于坡残积层及砂土状强风化凝灰岩内部，由于受滑动方向制约，其整体稳定系数介定为1.05左右。对于b、d、e区滑坡，其滑带发育集中于强风化岩层的顶底界面软层，稳定系数为1.05左右。对于 c区滑坡，其坡体结构条件与两侧古老滑坡体具有明显的差异，就当前变形而言，亦可分为深浅两层，浅层滑坡稳定系数为1.02左右，深层滑坡稳定系数为1.05左右。4号滑坡可分为前后两级，前级滑坡变形破坏严重，稳定系数判断为1.0;经坡体深部位移监测揭示，其后级滑坡存在蠕动变形迹象，但暂无地表变形反映，其稳定系数判断小于1.1。典型断面如图2所示。

图1 八尺门滑坡分区平面示意

图2 3号滑坡主轴断面

4 滑坡治理工程

4.1 1号和2号滑坡体的主要治理工程措施

1)在该滑坡体上部局部刷方减重，清理坡面变形破坏体，减少下滑推力;

2)在BCK0+405～+460段右侧坡脚设计抗滑挡墙工程，加强坡脚支挡;

3)夯填主要滑坡裂缝，结合沙吕线改线工程完善该滑坡区的地表排水系统，并结合抗滑挡墙在BCK0+405～+460段设计支撑渗沟，引排坡体地下水。

4)在K23+840～AK0+100段右侧第一阶路堑边坡平台设计预应力锚索抗滑桩一排共43根，强力支挡开挖路堑边坡坡脚;

5)在K23+900～AK0+100段右侧第二阶路堑边坡坡面设计预应力锚索地梁加固;

6)在K23+840～AK0+100段右侧第一、二阶路堑边坡坡脚设计仰斜平式钻孔排水工程，并对主要泉水湿地设计地下水引排工程处理。

4.2 3号和4号滑坡体的主要治理工程措施

根据3号、4号滑坡的病害性质、变形现状、产生原因、稳定程度和发展趋势，结合互通区路堑开挖工程设计的实际情况，在有关各滑坡条块的稳定度评估、滑带指标反算和滑坡推力计算等分析计算成果资料的基础上，设计采用预应力锚索抗滑桩、预应力锚索框架、仰斜平孔排水和抗滑挡墙等综合治理工程措施对其进行工程整治［4-6］。详见图3所示。

5 滑坡监测与治理工程效果评价

为了分析研究八尺门滑坡病害性质、体积规模、滑面位置、稳定程度和发展趋势，对八尺门滑坡开展了包括地表变形监测、地下变形监测、重点结构物变形监测、锚索应力监测、桩侧应力监测、地下水监测、以及锚索抗拔破坏试验等较为全面和系统的滑坡监测与试验工作。以便掌握滑坡坡体变形动态特征与规律，了解支挡加固工程结构的受力状态，并作为该滑坡区治理工程动态设计和信息化施工的基础和评价治理工程效果的依据。八尺门滑坡区共设地表位移监测点104个，滑体深部位移测斜监测45孔，同时进行地下水位监测;抗滑桩桩顶及桩身位移监测共8根，设深部位移测斜管18孔;抗滑桩桩侧应力监测共8根，设土压力计45个;锚固工程的锚索测力计监测设21孔，并完成锚索抗拔力破坏试验共9孔。

图3 八尺门3号、4号滑坡主要治理工程平面布置图

监测成果显示:八尺门滑坡区的地表位移和坡体深部位移及抗滑桩桩身变形已趋于稳定;预应力锚索的应力变化在正常的范围以内;抗滑桩桩侧应力均小于设计值。并且没有发现新的宏观变形破坏迹象。因此，综合分析监测成果，可以认为八尺门滑坡当前处于基本稳定状态，其治理工程效果明显，达到和满足设计目的和工程要求。

6 结语

1)工程场地稳定性评价的重要性。在八尺门互通区建设初期，由于忽视了古老滑坡的存在，其互通主线和匝道基本设计在古老滑坡体的中前部，并以开挖路堑的形式通过。这就直接切断了滑坡坡体的力学联系，破坏了原有坡体的力学平衡，触发了大范围和多区域的路堑边坡失稳及古老滑坡体的复活，造成了较为严重的工程病害和损失。

2)滑坡灾害认识与判断的重要性。在八尺门滑坡病害发生的前期，主要体现为1号、2号滑坡区内路堑边坡的局部变形和破坏;由于受认识水平、工作深度及工程投资等多种因素影响和制约，对该滑坡的危害性认识不足，存在一定程度的判断失误的问题，以致在互通主线和匝道路堑全面开挖的情况下，诱发了大面积滑坡复活变形和破坏。相反地，在该滑坡治理工程后期，加强了该滑坡的研究分析和方案论证，对该滑坡的认识和判断正确，及时地采取了有效的治理工程措施，并强化预加固的设计理念，成功地治理了八尺门滑坡病害。

3)互通区滑坡病害发育的规律性。对于山区高速公路建设，由于其地形条件困难、地质条件复杂，其互通区一般需要设计在相对较为宽缓的场地，而古老滑坡发育区往往具有这种地形条件或地貌特征;不少高速公路的互通区就可能不适当地选址于古老滑坡堆积体上，且山区地形的互通立交难免设计深挖路堑工程，从而较易引起古老滑坡体的复活变形和破坏。因此，高速公路的互通区选址应尽可能避开古老滑坡堆积体，如受线位控制，应在准确详实查明滑坡工程地质条件及互通区工程作用和影响的基础上，优化线位布置，避免或减少对古老滑坡体的扰动，并且设计采用有效的预加固工程措施，确保坡体稳定和工程安全。

[1] 福建省闽东工程勘察院.福宁高速公路八尺门互通区滑坡工程地质勘察报告［R］.福州:福建省闽东工程勘察院，2001.

[2] 李敏.福宁高速公路八尺门滑坡变形演化规律预测研究［J］.掘进工程，2005(8):35-37.

[3] 向彤.八尺门滑坡稳定性评价及治理［J］.公路交通技术，2004(3):15-18.

[4] 中铁西北科学研究院.福宁高速公路八尺门互通区3#、4#滑坡治理工程设计文件［R］.兰州:中铁西北科学研究院，2001.

[5] 王浩，范大军，张跃明.330国道 K17滑坡病害的分析与治理［J］.铁道建筑，2008(2):86-88.

[6] 刘胜群，陈春雷，海均.桂柳高速公路滑坡治理与监测［J］.铁道建筑，2009(8):93-94.