高边坡滑坡机理分析及处治

2018-06-01李鹏

四川水泥 2018年5期

李鹏

(四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院，四川成都 610000)

1 工程概况

九寨沟至绵阳高速公路位于阿坝藏族羌族自治州和绵阳市境内，地处四川盆地西部边缘与青藏高原的深切割大斜坡过渡带，起点设置于川甘两省交界处，与甘肃省规划的武都至九寨沟高速公路衔接，终点设于绵阳市，与绵阳至遂宁高速公路对接。本工程地质条件复杂、地形切割强烈、不良地质灾害发育。

本次结合本项目的 K30+200避险车道右侧高边坡滑坡治理来进行分析和论述。

2 高边坡滑坡发生的成因及机理

2.1 滑坡的成因

本路段为上方基岩发生崩塌后在沟内汇集形成的崩塌松散堆积体，主要由碎石及块石组成。崩塌堆积体表层结构极为松散，稳定性差，常发生局部块体垮塌现象。

根据设计方案， K30+200避险车道K0+270～K0+308段路基在此处对靠山侧的松散堆积体进行开挖，并形成最高约 43.4m的边坡，又路线方案难以调整，极易发生高边坡滑坡灾害。

2.2 发生的机理

由于所开挖的堆积体稳定性差，开挖坡面物质又主要为崩坡积碎石及角砾（局部含砂）。开挖后坡体易失去受力平衡、发生垮塌，0.20g是该工程的地震动峰值加速度值，0.40s是其地震动加速度反应谱特征周期值，Ⅷ度是该工程区内的地震基本烈度，所以区域稳定性差。

3 高边坡滑坡处理方式

本段高边坡位于崩塌碎石体上，山体坡度30～40°。本段全长38m，设置桩板墙后边坡路堑边坡高度最高为34.5m。

除了积极做好拦截水等排水措施外，边坡防护设计方案为边坡采用8m高度分级，边坡坡率1:1，每级边坡设2m宽平台。边坡开挖后形成5级边坡，第一级边坡采用桩板墙防护（抗滑桩高24m，桩间距5m，桩身截面2m×3m，桩板墙基础置于中密碎石中），第二～四边坡采用锚索框架梁，其余采用菱形骨架植草。且边坡开挖应遵循由上至下，分级开挖，边开挖边支护的原则进行施工。

详见下图：

3.1 积极做好截排水措施

水在滑坡发展中起到非常大的推动作用，因此需要做好截排水的工作，在滑坡的后援地点设置截水沟，拦截坡顶汇水，然后再通过引流槽把水引入自然沟渠，避免由于地表渗水而发生的滑坡。同时在防护设施上设置合适的排水孔（排水孔应保持仰倾斜），控制好排水孔的间距。

3.2 桩板墙的处理措施

桩板墙结构的稳定性通常依赖于墙体一侧的土体的土压力，其实就是依赖于板桩墙-土体之间的相互作用。板桩墙一般分为无支撑，单支撑和多支撑三种形式，从而防止土体下滑的发生，因此板桩墙通常用于边坡防护中以及临时围堰和地下结构的修建。传统的板桩墙设计必须考虑土壤内部的剪切破坏以及保证墙体上的弯曲应力不应太大。

板桩墙的失稳模式通常有两种，一种是板桩墙绕着靠近墙脚处的一点发生转动，即我们所说的转动破坏；另一种是墙体上的土压力或是施加的外荷载超过了墙体本身的承重范围，此时板桩墙发生塑性破坏，破坏点多发生在墙体上的最大水平弯矩处。由于板桩墙相对简单的结构和合理的经济性以及适用性，在目前的工程实践中，板桩墙已得到了广泛的应用，所以目前对板桩墙的理论研究越来越多，在岩土工程界，主要的研究方法有现场及室内试验法、数值分析法和解析法。

3.2 预应力锚索

根据高边坡滑坡的实际情况和地质的变化特点，为了把滑体对抗滑桩的影响降到最低，采取 2-4级设置预应力锚索框格防护来抵抗滑坡产生的滑体力度，框格中采取植草灌防护，根据实际情况选择预应力锚索长度和锚固地层位置，从而使预应力锚索达到更好的效果。

钢绞线是锚索最主要的构成，在实际工作的过程中钢绞线还必须具有高强度和低松弛特点，并且要注意计算每股钢绞线的数量。

4 动态设计及监控方案

4.1 动态优化设计

项目区工程地质条件复杂，地形起伏变化大，勘探实施难度大，受场区地形条件及勘察技术手段限制，对地下岩土结构及其工程性质等资料难以完全清晰的掌握，且高边坡稳定性的影响因素多，桩板墙对变形控制的要求高，在工程的施工过程中，如果出现了地质特点与勘察数据存在差异，就要重新测量和监控工程的重要部位，动态调整设计参数和施工方案。

（1）实施动态优化设计原则。由于高边坡工程具有复杂性和不确定性，地质的实际情况与原勘察地质资料有一定的差异性，只有在路堑开挖后才能掌握和了解本工点的工程性质、岩质边坡不利结构面和高边坡岩土结构等实际情况。因此在开始施工前，应加强对现场地质的核实和验证，并且根据实际情况对已制定的方案和设计进行核查、优化和改进，确保施工过程的安全性，使施工效果达到最优的状态。

对于动态优化设计，路堑边坡挖方的坡率、平台高度和宽度等可通过开挖后揭露的实际地质情况进行调整，锚固长度、锚索锚杆长度、孔径可根据拉拔试验确定；桩板墙嵌岩深度根据开挖揭露的岩土结构及工程性质适当调整。

（2）紧密结合高边坡、桩板墙等相关监测措施，加强施工技术管理，保证边坡稳定性关键在于施工工序的顺序。

4.2 监控方案

应在坡脚、边坡平台、边桩、堑顶、桩板墙等适当位置设置地表变形观测点、墙顶位移监测点、地下位移监测点或地下水位及挖方边坡的延流水监测点并定期观测。在施工过程中施工人员的安全是第一要考虑的问题，另外要分析监测反馈的信息，并且对其进行优化，如果在监测过程中边坡发生了变形，就要向有关的单位和部门进行反应，以及时采取措施以策施工安全。