桂林至三江高速公路K44+682～K44+872段滑坡处治技术

胡卫军，李耀华

(广西交通设计集团有限公司，广西 南宁 530029)

0 引言

随着国家经济的不断增长和西部大开发战略的实施，我国西部地区进入了工程建设的高潮阶段，其中交通设施的发展尤为迅速。广西地处我国西南部，是多山地区，由于地形地貌的复杂性，在山区修建高速公路难免会出现边坡滑塌破坏现象。众所周知，滑坡作为人类的第二大自然灾害，其危害程度仅次于地震[1]。近年来，国内外学者对边坡稳定性做了大量研究工作，同时也取得了许多有价值的研究结果[2-6]。但是，由于滑坡的复杂性和多变性，使得滑坡在实际工程中仍避免不了出现多次重复处治的现象[7]，因此，对滑坡应先进行科学的分析、论证和预测，从而提出科学、有效的处治方案。

1 工程概况

广西桂林至三江高速公路是国家高速公路网规划中厦门至成都高速公路的重要组成部分，是连接广东、广西、贵州、四川等地的重要经济大通道。其K44+682～K44+872路段属中低山丘陵地貌，山体连绵起伏，地形起伏大，设计采用挖方形式通过，中线最大挖深约20.72 m，位于路线K44+800处。此路段原设计边坡高度约60 m，为六级边坡，边坡坡率从下而上依次为1∶0.5、1∶0.5、1∶0.5、1∶0.75、1∶0.75、1∶0.75，坡面采用锚杆(索)格梁+厚层基材喷薄植草防护方案。

该边坡于2015年6月开始施工开挖，至2016年7月，第2～6级边坡已开挖完成，第1级边坡尚未开挖到位，第5～6级坡面防护施工完成，第2～4级坡面防护正处于施工阶段。自2016年3月以来，当地发生持续性强降雨，特别是6月中旬的降雨强度大，持续时间长。2016年6月下旬，施工方人员在进行安全检查时发现该边坡第2～6级坡面和坡顶斜坡地带出现明显的开裂现象，暂未出现明显滑移现象，2016年7月，该边坡开始出现大规模滑动，第2～3级边坡三江侧发生滑塌，并牵引上方边坡，出现数道裂缝，最高裂缝已达到山顶位置。

根据地质调查，滑坡范围上至高程475 m，下至边坡第二级底部，高程约390 m，主滑方向长度约140 m，底部宽度约190 m，滑动面积约1.2×104m2，平均厚度约14 m，滑体体积约16.8×104m3。根据《公路工程地质勘察规范》(JTG C20-2011)，该滑坡属中型中层牵引式滑坡。滑坡体岩性主要为强风化岩层，少部分为褐黄色含碎石黏性土。滑坡后缘张拉裂缝发育，裂缝错台约0.5 m，两侧发育剪张裂缝，宽度0.1～0.2 m不等，沿山坡两侧冲沟自后缘向前缘扩张。整个滑坡体周界比较清晰，大体呈圈椅状分布，滑坡前部剪出口位置约位于第2级边坡底部，未形成统一贯穿性的滑面。滑面埋深一般约在6～20 m范围，自上而下呈近折线形状分布，分布不连续，主滑方向与坡面倾向基本一致。原边坡已施工的锚杆、锚索格梁等结构物均已遭受破坏而失去锚固效力。

2 滑坡形成机理

根据滑坡形态，结合场地工程地质条件，经认真分析、讨论，认为本次滑坡主要由外因和内因两方面因素导致：

外因：(1)2016年3～6月桂北处于雨季，降雨持续时间长，强度较大，雨水的大量下渗，导致山坡表层的覆盖土层和破碎岩层含水量接近饱和状态，增加了滑体的重量，降低了土层及破碎岩层的抗剪强度；(2)原边坡开挖后坡体防护体系尚未形成，坡体锚固体系未能有效发挥作用。

内因：(1)原边坡岩层、节理及裂隙很发育，岩体很破碎，结构面众多，岩体节理组合与边坡形成的空间结构为较不稳定组合关系(见图1)，同时岩层局部夹有相对软弱层(页岩、泥岩等)，边坡整体稳定性偏低，同时，边坡在开挖过程中，卸荷应力的产生对边坡的稳定存在一定影响；(2)路段内地表土体较松散，抗雨水冲刷能力较差，雨水易渗入，下部岩层风化破碎程度较高，结构面众多，岩石遇水易软化崩解，岩土体整体结构较松散，同时松散岩土体又为雨水的下渗提供了有利通道，形成诱发滑坡变形的有利条件，增大了滑坡产生的几率。

图1 边坡赤平极射投影分析图

综合来看，滑坡主要是在持续性强降雨、坡体锚固体系未能有效发挥作用、卸荷应力等多种因素综合作用下产生。

3 滑坡处治方案

在滑坡处治中，常用的防治措施主要有卸载(减重反压)、锚固和支挡三种主要方案，并结合坡面防护、截排水等措施综合采用。根据本滑坡状况、原边坡开挖防护情况以及结合现场地质条件，鉴于滑坡路段地形及开挖边坡陡峭，滑坡体松散，滑动面埋藏深，滑坡剪出口偏高且临空面大，第1级边坡尚未开挖完成等情况，若采用支挡方案，支挡工程基础难以埋置于合适的地基中，支挡效果差，故不予以考虑。考虑到滑体岩土体松散，便于开挖和装运，卸载放缓有利于坡体稳定，卸载与锚固手段联合应用，同时结合坡面防护及截排水措施可取得良好的处治效果。

具体处治方案为：对K44+682～K44+872段左侧滑坡进行放缓刷坡，边坡坡率全部采用1∶1.25，各级平台宽度1.5 m，最终形成最高约95.3 m的十级边坡。新边坡第1～7级边坡坡面采用锚杆格梁+厚层基材喷薄植草防护；第8～9级边坡坡面采用厚层基材喷薄植草防护；第10级边坡坡面采用喷播植草防护方案，同时，边坡坡顶及各分级平台位置分别设置坡顶截水沟和平台截水沟，坡面设置急流槽等排水措施。

4 边坡稳定性分析

4.1 数值计算

以K44+820断面为计算分析原型，利用理正岩土计算软件对新设计方案下的人工边坡进行自动搜索最危险滑面(折线形滑面)的定量计算。各岩土层物理力学参数根据开挖边坡和滑坡情况及反演结果综合确定，具体如表1所示。

表1 各岩土层物理力学参数值表

4.2 计算结果

在正常工况及非正常工况Ⅰ(暴雨或连续降雨)条件下对边坡进行稳定性计算，得到不同工况、不同坡面防护条件下边坡稳定性系数计算结果，如表2所示。

表2 不同工况下边坡稳定性安全系数计算结果表

从表2中可以看出，该滑坡卸载后在无坡面防护的情况下的人工边坡稳定性较好，正常工况下的安全系数为k=1.606>1.30，非正常工况Ⅰ下的安全系数为K=1.356>1.20，安全系数满足规范要求，边坡整体处于稳定状态。

考虑到边坡岩体破碎，易发生局部掉块、楔形体滑塌破坏等情况，需采取有效的浅层防护加固措施。根据滑坡处治方案分析计算结果及工程经验，若在第1～7级边坡坡面加设锚杆格梁+厚层基材喷薄植草防护；在第8～9级边坡坡面加设厚层基材喷薄植草防护；在第10级边坡坡面加设喷薄植草防护，该边坡整体安全系数应有适当提高，同时，能有效避免降雨大量入渗对边坡稳定性产生不良影响。

5 结语

广西桂林至三江高速公路K44+682～K44+872段左侧滑坡主要是在持续性强降雨、坡体锚固体系未能有效发挥作用、卸荷应力等多种因素综合作用下产生。针对此滑坡提出了“卸载放坡+坡体锚固”处治方案，并进行了数值计算，结果表明，该处治方案下边坡安全系数满足规范要求，同时，坡面防护能有效避免降雨大量入渗对边坡稳定性产生不良影响。该边坡滑塌处治施工结束已有一年多的时间，期间经历了完整雨季的考验，边坡未出现滑塌现象，稳定性良好，表明该处治方案是合理的，相关成果可为今后类似工程提供参考。

[1]匡 波.超高土工格栅柔性支护体在滑坡处治中的应用[J].西部交通科技，2016(5)：13-16.

[2]谢宗运，胡 浩，窦健珍.百隆高速公路K1362+250～K1362+150段滑坡处治关键技术[J].西部交通科技，2012(10)：32-35.

[3]宋胜武，冯学敏，向柏宇，等.西南水电高陡岩石边坡工程关键技术研究[J].岩石力学与工程学报，2011，30(1)：1-22.

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[7]郑颖人，陈祖煜，王恭先，等.边坡与滑坡工程治理[M].北京：人民交通出版社，2007.