城市快速通道水南互通B匝道路堑边坡滑坡原因分析及治理

2016-07-08黄文霖三明市公路局三明365000

福建交通科技 2016年2期

关键词：滑坡体坡面滑动

■　黄文霖（三明市公路局，三明　365000）

■黄文霖
（三明市公路局，三明365000）

摘要本文以三（明）-沙（县）城市快速通道水南互通B匝道路堑边坡滑坡治理为例，分析其滑坡的原因及处治加固的措施，为类似滑坡治理工程提供借鉴。

关键词路堑高边坡滑坡病害成因分析治理措施

1　工程概况

1.1工程背景

三（明）—沙（县）城市快速通道是连接三明与沙县的城市快速路，采用一级公路兼城市快速路标准，设计速度80km/h，双向六车道，路基宽32m。其水南互通位于沙县虬江街道水南村，采用菱形互通设计，B匝道BK2+500～BK2+720段右侧原设3级路堑边坡，坡高近24m，均以人字形骨架防护进行防护。图1为BK2+ 500～BK2+720段总体设计与横断面设计图。

该段路基从2011年3月开始施工，至2011年12月底已完成BK2+500～BK2+624段边坡开挖，2012年4月现场发现边坡出现坍塌，坡顶出现5条裂缝（最远裂缝距坡顶以外约47.0m，宽度1.8m，深度2.2m）；为控制边坡变形发展，2013年4月～2014年4月对该段边坡采取刷方减载等措施进行应急处理，开挖过程中边坡有出水现象，施工中采用临时排水沟将水排出，后边坡出现进一步滑动，逐渐出现地表隆起、导致完成坡面防护开裂、已完成涵洞被剪切变形、坡面出现拉张裂缝等病害，通过补充地质勘察，确定该滑坡为牵引式滑坡，滑坡体处于缓慢蠕滑状态，最终滑坡治理边坡为7级，坡高近40.0m。图2为局部病害图。

1.2滑坡现状

滑坡体后缘线呈圈椅状，后缘弧形张拉裂缝宽约2.0m，已形成高约2.0m的拉裂陡坎，延伸长度超过80.0m。滑坡前缘线曲折，剪出口地表出露情况不明显，仅局部地段发现少量隆起的小鼓丘。滑坡体中部弧形张拉裂缝发育，总体垂直于主滑向，宽度0.3～0.5m不等。滑床主要位于强风化岩中，前缘部分位于残积性粘性土中，埋深约3.0～7.0m，最大埋深约9.0m，滑坡范围内滑床形态纵向上呈后缘陡倾、中部过度、前缘较为平缓（局部反倾）的圆弧形。图3为边坡裂缝平面分布与滑动面位置示意图。

图1　BK2+500～BK2+720段总体设计与横断面设计图（单位：m）

图2　局部病害图

图3　边坡裂缝平面分布与滑动面位置示意图（单位：m）

2　气候、水文和地质情况

2.1气候与水文

滑坡区属亚热带大陆性潮湿气候，温和湿润，雨量充沛，昼夜温差较大，夏季较炎热，冬季可见霜雪。年平均降雨量1821.47mm左右，3～6月为雨季，降雨量占全年的47％以上，11月至翌年2月为枯季，7、8月份常见暴雨。

滑坡区未见较大水流，在滑坡东北侧挖方区见有少量山间汇水，流量较小，为季节性流水；滑坡体西侧为鱼塘，地势较低，水位较低（约168.00m）。滑坡坡向为西北，滑坡体内地下水顺坡流向低洼地带。

2.2地形地貌

该段边坡处丘陵地貌单元。斜坡自然坡度约25～38°，坡向约320°，近东西向，区域海拔最高点高程约252.10m，最低点高程约178.30m，高差73.80m。斜坡坡面为第四纪坡积土覆盖。斜坡植被较发育，以经济林为主，坡脚为在建城市快速通道。

2.3地质构造及地震

该山体为单斜构造，岩层为白垩系沙县组泥岩、粉砂岩地层，岩层产状40°∠33°；滑坡体后缘山体为侏罗系南园组凝灰熔岩地层，沙县组与南园组以断层接触，该断层为正断层，倾向北西，被上部残坡积土层覆盖，倾角不明。区内抗震设防烈度为6度。

2.4地层分布

勘察区上部地层主要有坡积粉质粘土和残积粘性土，下伏基层为强-中分化岩层。岩层主体为泥岩、粉砂岩（产状40°∠33°），部分为凝灰熔岩。软硬岩层接触地带为不利结构面，易产生顺结构面滑动，泥岩、粉砂岩风化作用强烈，节理、裂隙极度发育，在BK2+655东侧已开挖地带主要发育有三组（315°∠40°、108° ∠80°、155°∠89°）节理面（每10cm3～8条）。

2.5水文地质

场地内未见较大水流，在滑坡北侧低洼处有少量山间汇水，流量1L/s，为季节性流水；地下水主要为孔隙潜水和基岩裂隙水，含水层富水性性弱，透水性弱，属弱透水层。地下水补给来源主要为大气降水渗入补给，顺坡向迳流，排泄至鱼塘、沟谷等低洼处，滑坡体附近未见地下水出水点，但不排除断层带含少量构造裂隙水。按《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）附录G及第12.2.1～5条之规定判断，地表水对砼结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

3　滑坡成因分析

3.1地质环境

（1）根据地质勘查报告，该地存在一古老滑坡，且该滑坡产生位置和滑动面与古滑坡基本一致，古滑坡的存在为滑坡复活提供了内在条件。

（2）滑坡体表层主要为坡积粉质粘土和残积粘性土，下部为强风化基岩，受岩性的影响，粉砂岩、泥岩易风化破碎，砂土状强风化层厚度大，不利于滑坡稳定。受构造影响，岩石节理、裂隙极度发育，三组节理每10cm出现3～8条，泥岩、粉砂岩与凝灰熔岩断层相接带，且断层带走向与边坡走向平行，极易产生顺结构面滑动。

3.2工程活动

（1）滑坡位于丘陵山坡，山坡坡度上部较陡，下部较缓，在边坡下部土体被开挖后，形成了高约17m的人工边坡，切断了缓倾角构造面并使其在坡面出露，使滑坡土体松弛，强度降低。

（2）开挖过程中未对坡面及时防护，使坡体植被被破坏后长期暴露，在自然因素影响下，稳定性进一步降低，引发浅层与深层滑动，并向后延伸产生牵引式滑坡。

3.3降水与地下水

2012年该地区发生持续性强降水，地下水大量渗入滑坡体，使得岩土体含水量剧增，重量增大，加剧了破碎带挤压作用，岩石节理裂隙极度发育，地表雨水容易下渗，并沿破碎带形成地下水脉，形成悬浮细粒土，土体软化，层间粘结力下降，岩土体强度降低，产生变形蠕动，最终沿软弱带发生滑塌，是滑动发展的主要诱发原因。

4　滑坡应急与综合治理措施

4.1应急措施

为了防止滑坡的发展与扩大，必须采取应急措施，具体措施如下：

（1）反压坡脚，提高滑坡体的抗滑力。反压过程中应进行密切监测，保证施工安全，反压施工必须保证填筑质量，使滑坡尽快稳定。

（2）夯填裂缝，阻止地表水对滑坡体的下渗。

（3）施做外围截水沟，切断山体上部地表水对滑坡体的冲刷。

4.2综合治理措施

鉴于BK2+500～BK2+720规模较大，变形破坏严重，待边坡基本稳定后采取如下综合治理措施：

（1）刷方反压。一方面通过刷方减小滑坡体下滑力，另一方面将刷方土体直接反压坡脚，进一步增加滑坡体的稳定性。

（2）分台整治。对原一级平台顶部加宽至25.0m，两端平台宽度渐变过渡至2.0m，将滑坡体分为2个边坡进行治理。

（3）放缓边坡。在抗滑挡土墙顶设置第一级5m高边坡，坡率1：1.25，在宽平台以上边坡每6m一级，共3级，坡率为1：1.5，边坡平台宽度为4.0m，滑坡后缘坡率设置分别设置为1：1与1：0.75，共2级，边坡平台宽度为3.0m。

（4）支挡加固。分级设置抗滑挡土墙、预应力锚索抗滑桩和预应力锚索框架加固。

首先，在坡脚位置设置仰斜式抗滑挡土墙，对现有滑动面进行支挡；其次，在宽平台内侧布置2.0m×3.0m锚索抗滑桩，对预计滑动面进行支挡，抗滑桩长15m，桩上部设2孔预应力锚索，锚索长度分别为44.0m、46.0m，锚固长度15.0m，锚固段设在断层后凝灰岩层中，锚索单孔设计拉力1500kN；最后，由于宽平台以上第一级边坡出现裂缝，在宽平台以上第一级（总第三级）边坡BK2+625～BK2+681段采用预应力锚索框架，预应力锚索长度38.0m，锚固段12.0m；在宽平台以上第二、三级（总第四、五级）边坡设置预应力锚索框架防护，预应力锚索长度33.0m，锚固段25.0m，锚固长度12.0m，锚固段设在断层后凝灰岩层中，锚索单孔设计拉力700kN。

（5）排水措施。首先，在各级边坡设置急流槽，各级平台设置排水沟，并在坡侧与外围截水沟连接，使地表水迅速、顺畅地排出滑坡体，避免地表水下渗，进一步影响坡体稳定；

其次，在坡体有渗水区域与抗滑挡土墙后设置深层仰斜式排水孔，以疏导坡体内地下水，排水孔长度15.0～23.0m。

（6）坡面防护。在各级平台进行草灌乔结合植被防护，对各级坡面进行三维网植草防护，防止坡面冲刷。

图4为BK2+500～BK2+720段右侧滑坡治理平面图，图5为BK2+500～BK2+720段右侧滑坡治理断面图。