资兴高速公路边坡滑塌治理措施分析

高 龙

(中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西 西安 710043)

0 引言

资兴高速公路路线呈南北走向，起点是广西壮族自治区资源县梅溪乡蚂蝗冲，终点是兴安县严关镇塘堡，全长83 km。路线经过地区主要为山地地貌，以低山为主，越城岭、猫儿山是区域内最重要山脉。区域内主要的山脉长达40 km以上。路线依次经过低山区、资江河谷区、黄柏江峡谷区、清水河峡谷区及丘陵区。路线主要沿资-新断陷带走行，受构造影响，沿线的花岗岩体普遍具碎裂结构及硅化现象，断层构造单面山在区域内线性展布。由于资-新断裂带走向基本与路线平行，路线所经过断裂带的破碎带给工程造成一定影响。受区域内地层岩性、构造、地形、气象和水文多种条件的共同作用，在施工过程中出现多处边坡滑塌。

文章针对不同的情况对所有边坡滑塌治理进行分类，并针对不同类型有代表性的边坡滑塌进行治理。

1 K0+570～K0+650段右侧边坡

1.1 地质概况

根据施工现场开挖后工程地质调查，工程范围地层及其主要工程地质特征如下：

边坡地层主要为第四系坡积粉质黏土，石炭系砂岩、页岩；石炭系砂岩与页岩为互层状，在工点处表现为，上部约3.3 m石炭系全风化砂岩；下伏石炭系强风化页岩，约6.4 m；最后为石炭系强风化砂岩。其主要工程地质特征为：

(1)第四系坡积粉质黏土主要分布于山坡表层，厚约4 m，褐黄色，以黏粒为主，土质不均匀，约含10%的砾石，局部夹块石土，硬塑。

(2)石炭系全风化砂岩：青灰色，原岩结构基本破坏，岩石风化呈砂土状，局部夹强风化岩块。

(3)石炭系强风化页岩：灰黑色，成分以黏土矿物为主，泥质结构，页状构造，页理发育，轻微污手，强风化，岩体较破碎。

(4)石炭系强风化砂岩：灰黑色，细粒结构，层状构造，泥质胶结，岩体较破碎。

1.2 原设计概况

K0+570～K0+650右侧为一般挖方，设计为3级边坡，边坡最大高度26.3 m。各级之间设置2.0 m宽向外倾斜4%的边坡平台，平台上设置平台截水沟。

第一级边坡高度10 m，设计坡率1∶1.0，防护采用挂双网喷有机基材。

第二级边坡高度10 m，设计坡率1∶1.0，防护采用挂双网喷有机基材。

第三级边坡高度5 m，设计坡率1∶1.0，防护采用挂双网喷有机基材。

1.3 变更原因

由于炭质页岩遇雨水极速软化，致使边坡下部强风化砂岩沿层面发生开裂并导致垮塌，进而引起边坡上部风化地层及坡积层垮塌。

1.4 变更设计概况

对滑塌体进行清方，加大碎落台宽度至4 m，第一～三级边坡坡率由1∶1.0变更为1∶1.25，第一～二级边坡坡面防护由挂双网喷有机基材变更为拱形骨架护坡，第三边坡坡面防护由挂双网喷有机基材变更为挂三维网喷播植草。

2 K4+400～K4+570段左侧边坡

2.1 地质概况

根据施工现场开挖后工程地质调查，工程范围地层为第四系坡积粉质黏土、白垩系砾岩、石炭系页岩、震旦系硅质岩。其主要工程地质特征如下：

(1)第四系全新统坡积粉质黏土：厚约6～12 m，褐黄色，以黏粒为主，土质不均匀，约含10%的砾石，局部夹块石土，软塑～硬塑。

(2)白垩系全风化砾岩：厚约10 m，土黄色，原岩结构基本破坏，岩石风化呈砂土状，局部夹强风化岩块。

(3)白垩系强风化砾岩：厚约5～9 m，土黄色、黄褐色，层状结构，块状构造，岩石呈碎块状。

(4)石炭系强风化炭质页岩：厚约5～10 m，下伏于粉质黏土，与砾岩呈断层接触。灰黑色、灰白色，薄层状结构，局部有石英岩脉填充，岩体较破碎，岩质较软。遇水易软化成泥土状，强风化。

(5)石炭系中风化炭质页岩：厚约3～6 m，灰黑色，成分以粘土矿物为主，泥炭质结构，页状构造，页理发育，污手，岩体较完整，遇水易软化成泥土状，中风化。

(6)硅质岩：下伏于第四系粉质黏土，与白垩系砾岩及石炭系页岩呈断层接触。灰白色，隐晶质结构，块状构造，岩质坚硬，锤击声脆，受构造影响，节理裂隙不发育，岩体完整，主结构面产状310°∠30°，中风化。

工点位于区域性大断裂—资新断裂带内，断层面产状310°∠30°。受断裂构造影响，岩体较破碎，节理产状紊乱。

2.2 原设计概况

(1)K4+400～K4+516段线路左侧为一般挖方路基，设计为3级边坡，各级之间设置2.0 m宽向外倾斜4%的边坡平台，平台上设置平台截水沟。边坡最大高度为28.1 m。

第一级边坡高度10 m，设计坡率1∶1.0，防护采用0.2×0.2 m锚杆框架+框架内挂网喷有机基材，第一排锚杆采用1φ18，锚杆长度为4.0 m，第二、三排锚杆采用1φ25，锚杆长度分别为6 m、8 m。

第二级边坡高度10 m，设计坡率1∶1.0，防护采用挂双网喷有机基材。

第三级边坡最大高度8.1 m，设计坡率1∶1.0，防护采用挂双网喷有机基材。

(2)K4+516～K4+556段线路左侧为一般挖方路基，沿硅质岩层理面刷方，设计坡率1∶1.56，边坡最大高度25.1 m，无防护。

(3)K4+556～K4+570段线路左侧为一般挖方路基，边坡最大高度7.3 m，设计坡率1∶1.0，防护采用三维网喷播植草防护。

2.3 变更原因

路基边坡开挖后，由于受长期降水的作用，顶部粉质黏土层土体含水量饱和，出露的炭质页岩遇雨水后极速软化，致使边坡岩体力学性质持续降低，导致边坡一次次开裂变形、失稳垮塌。

2.4 变更设计概况

在K4+400～K4+570段路线左侧增设重力式路堑挡土墙，K4+400～K4+470段挡土墙墙顶放缓边坡坡率，采用边坡渗沟+拱形骨架护坡防护。K4+470～K4+570段路线左侧挡土墙墙顶边坡沿硅质岩面刷坡，采用独立墩锚索加固硅质岩边坡。

3 YK10+273.706～YK10+288.562段右侧边坡

3.1 地质概况

根据施工现场开挖后工程地质调查，边坡地层主要为强风化-中风化白垩系砾岩。棕红色，砾石成份以砂岩、花岗岩为主，大部分呈尖棱状，部分为浑圆状，分选性差，排列杂乱，粒径以2～20 mm为主，最大可达50 mm，砾状结构，巨厚层状构造，泥质胶结为主。现场中风化白垩系砾岩沿节理面剥落，导致上覆部分强风化层砾岩崩塌。

3.2 原设计概况

YK10+173～YK10+323右侧深挖方设计为5级边坡，各级之间设置2.0 m宽向外倾斜4%的边坡平台，平台上设置平台截水沟，边坡最大高度42.7 m。

第一级边坡高度10 m，设计坡率1∶0.75，防护采用0.2×0.2 m锚杆框架+框架内挂网喷有机基材，锚杆采用一排φ18锚杆长度为4 m，两排φ25锚杆长度分别为6 m、6 m。

第二级边坡高度10 m，设计坡率1∶0.75，防护采用0.4×0.3 m锚杆框架+框架内挂网喷有机基材，锚杆采用一排φ25锚杆长度为4 m，两排3φ18锚杆长度分别为6 m、8 m。

第三级边坡高度10 m，设计坡率1∶1，防护采用挂双网喷有机基材。

第四级边坡高度10 m，设计坡率1∶1，防护采用挂双网喷有机基材。

第五级边坡高度2.7 m，设计坡率1∶1，防护采用挂双网喷有机基材。

3.3 变更原因

路基边坡节理发育受山体卸荷与雨水浸泡作用，导致中风化砾岩沿节理面发生剥落，进而导致上部的强风化层、全风化层砾岩及上覆第四系坡积层发生坍塌。

3.4 变更设计概况

将YK10+273.706～YK10+288.562右侧第一级崩塌体清除，直至稳定岩层；第二～五级边坡坡率和防护维持原设计；第一级边坡坡脚设置一道C30钢筋混凝土地梁，第一级边坡坡面设置锚杆支撑肋墙、锚杆支撑肋墙间采用拱形骨架护坡进行防护(如图1所示)。

图1 YK10+273.706～YK10+288.562右侧深挖路基崩塌处理立面设计图

4 K63+610～K63+675.2段左侧边坡

4.1 地质概况

根据施工现场开挖后工程地质调查，工程范围地层主要为第四系坡积层、寒武系边溪组砂岩夹页岩、F/3断层压碎岩。其主要工程地质特征如下：

(1)第四系坡积层

①粉质黏土：黄褐色、棕红色，黏粒为主，土质不均，含碎石约10%，软塑～硬塑。揭示厚度2～14 m。

②碎石：广泛分布于地表，灰黄色，厚度1～6 m，棱角状，粒径>60 mm约占55%，20～60 mm约占20%，余为杂砂、黏性土充填，中密～密实，潮湿。

(2)寒武系边溪组：砂岩夹页岩

砂岩，青灰色～灰白色，岩质较硬，粉砂质结构，中厚层状；页岩，灰色～黑色，岩质较软～极软，局部夹炭质板岩，泥炭质结构，叶片状构造。岩体受构造影响较重，揉皱现象较发育。主要发育两组节理：J1：270°∠49°，间距0.5～2 m，延伸1～2 m，密闭，无充填；J2：130°∠90°，间距1.5 m，延伸0.5～1 m，密闭，无充填。

①全风化砂岩夹页岩：灰色、灰黑色，厚度8～15 m，岩质极软～软，岩体极破碎，呈角砾、泥土状。

②强风化砂岩夹页岩：灰色、灰黑色，厚度5～13 m，岩质较软，岩体破碎，呈角砾夹泥土状。

③中风化砂岩夹页岩：灰色、灰绿色，岩质较软，岩体较破碎，呈碎块、短柱状。

(3)断层压碎岩

断层压碎岩：为F/3断层带主要物质，灰黑色～黑色，原岩为砂岩、页岩，局部具硅化现象，碎石、角砾状散体结构，夹泥，岩体极易破碎。

4.2 原设计概况

K63+610～K63+675.2段左侧深挖方设计为8级边坡，各级之间设置2.0 m宽向外倾斜4%的边坡平台，平台上设置平台截水沟，第三级边坡顶部设置6 m宽边坡平台，第五级边坡顶部设置20 m宽边坡平台。边坡最大高度80.65 m。

第一级边坡高度10 m，设计坡率1∶1，防护采用0.4×0.3 m锚杆框架+框架内挂网喷有机基材，锚杆采用3φ18，三排锚杆长度分别为6 m、8 m、10 m。

第二级边坡高度10 m，设计坡率1∶1，防护采用0.4×0.3 m锚杆框架+框架内挂网喷有机基材，锚杆采用3φ18，三排锚杆长度分别为16 m、16 m、16 m。

第三级边坡高度10 m，设计坡率1∶1，防护采用0.4×0.3 m锚杆框架+框架内挂网喷有机基材，锚杆采用3φ18，三排锚杆长度分别为16 m、16 m、16 m。

第四级边坡高度10 m，设计坡率1∶1，防护采用0.4×0.3 m锚杆框架+框架内挂网喷有机基材，锚杆采用3φ18，三排锚杆长度分别为6 m、8 m、10 m。

第五级边坡高度10 m，设计坡率1∶1，防护采用挂双网喷有机基材。

第六级边坡高度10 m，设计坡率1∶1.25，防护采用挂双网喷有机基材。

第七级边坡高度10 m，设计坡率1∶1.25，防护采用挂双网喷有机基材。

第八级边坡高度10.65 m，设计坡率1∶1.25，防护采用挂双网喷有机基材。

4.3 变更原因

坡面为砂岩夹页岩风化层，较散碎，其上覆的断层压碎岩受断层影响本身极为破碎，节理极发育，由于暴雨等原因，造成断层压碎岩沿岩层接触面剥落而导致滑塌。

4.4 变更设计概况

对滑塌体进行清方，路堑坡脚设置路堑挡土墙，清方后对砂岩夹页岩段范围(K63+617～K63+636段)仍按施工图设计采用锚杆框架防护，对断层压碎岩范围(K63+636～K63+668段)，为了封闭压碎岩，防止压碎岩遇水滑塌，采用M7.5浆砌片石护面墙防护(如图2所示)。

图2 YK63+610～YK63+675.2左侧深挖路基立面图

5 结语

资兴高速公路边坡滑塌主要原因为：炭质页岩遇水自重增加极速软化滑塌，连续降雨或暴雨工况下岩体节理面或层理面因积水产生静水压力导致岩体剥落。边坡滑塌现象在雨季表现得非常明显，因此在边坡开挖过程中永久和临时的排水措施必须要引起重视。严格按照科学的工序施工，加强施工建设管理，做好边坡开挖后的位移观测。当边坡滑塌发生后，根据现场的地形地貌、地质条件、性质、成因类型、规模等，分析评价边坡滑塌的稳定状况、发展趋势和对工程的危害程度，选择最经济合理的治理措施，保证工程的安全使用。