东南沿海地区某填方路堤水毁病害综合治理方法

■郭定国

（福建第一公路工程集团有限公司，泉州 362000）

0 引言

我国东南沿海地区气候滋润，雨量充沛，台风多发，极端降雨条件下容易造成公路填方路堤失稳， 引发滑坡等自然灾害，不仅影响交通的正常运营，还可能造成人员伤亡与财产损失。东南沿海地区公路灾害具有随机性大、突发性强、条件复杂、类型多样等特点。 这些特点决定了东南沿海地区公路地质灾害的防治任重而道远， 关系到群众生存环境的好坏和生命财产的安全。因此，对于降雨诱发填方路堤滑坡机理， 以及基于气象条件的路堤水毁病害预警与防治方法的研究具有重要意义。 滑坡后一次性处理到位， 不造成二次滑坡对交通影响和生命财产损失具有重要意义。

国内公路路基水毁病害的防治措施， 常将边坡的深层加固和柔性防护有机地结合一起，如三维网覆土植草、框架六棱砖覆土植草（土工格室、植生袋）、客土喷播、喷混植生、 厚层基材等。 还包括采用多种轻型支挡防治技术，如将预应力锚索框架应用在高陡边坡的加固中，成功地应用了竖向多次钢花管注浆技术、 斜向钢锚管框架技术、压浆锚柱技术等轻型支挡结构。

本文以超强降雨过后泉州某匝道填方路堤水毁病害治理为例， 对灾区路堤水毁病害防治和恢复建设工作提出指导性建议， 为福建及东南沿海公路地质灾害防治和管理提供参考作用。

1 A匝道左侧填方路堤水毁病害概况

互通A匝道总宽度15.5m，为双向双车道匝道路基，A匝道AK0+365～AK0+619 段高填方中心最大填土高度24m，边坡最大高度为40m。 A匝道与E匝道及主线间三角区内填土比A匝道高约2～3m，E匝道上缘弃土场顶面比E匝道高约13m～18m；A匝道、E匝道、三角区及弃土场总填方量约70万方。 平面相对位置如图1。

（1）2016上半年受连续降雨影响，A匝道高填路堤出现以下病害：

①路面近100m内出现多条纵向裂缝，分布在内、中、外侧，裂缝宽度1到5mm不等；

②路外侧混凝土护栏基础外移较大，顶部外移较小，出现内倾现象，并出现几条竖向裂缝；

③AK0+370～AK0+560段一阶坡顶2m以下坡面出现下滑，错位约0.3～0.5m；

④一阶护脚中部长约10m拱出30～50cm；

⑤坡面土质松散，含水量高，局部挤压，拱形骨架滑塌破坏。

（2）2016下半年，当地发生持续强降雨，尤其是7月份的“尼伯特”超强台风、9月的“莫兰蒂”及“鲇鱼”超强台风均在现场造成连续强暴雨，受其影响，该段路堤又出现新的变形迹象，主要出现以下工程病害：

①二阶平台长约30m开裂3～5cm，错台5～20cm，局部平台滑塌缺失；

②二阶坡脚长约30m鼓胀40cm；

③三阶坡脚长约35m鼓胀50cm；

④三阶平台灌溉沟渠淤堵过半。

2 路段应急处理措施

图1 平面位置图

针对A匝道高填路堤已发生路面纵向开裂、 坡面溜塌、鼓包、坡面渗水等病害，存在极大安全隐患，结合现场实际情况采取了如下应急处理措施：

(1）交通布控：封闭A匝道左侧下行道，进行交通布控。

(2）监测：①路面裂缝的观测；②深层位移监测：在A匝道高路堤、A匝道与E匝道三角区、E匝道上缘弃土场坡脚及弃土场顶共布设7条监测断面，共16个孔。根据2个月的监测可得，在ZK1处（AK0+420一阶平台处）滑动面明显，滑面以下存在蠕动变形。 根据监测结果显示：A匝道高填路堤边坡还未稳定，应采取应急处置措施，并尽快实施永久加固方案，并继续动态监测边坡的变形趋势。

(3）A匝道路面及坡面的处理： ①路面纵向裂缝及中央波形护栏立柱错开处进行热沥青灌缝， 路面与混凝土护栏基础裂缝用水泥浆填充， 同时增加混凝土护栏的排水孔； ②高路堤坡体现有裂缝及下挫张开部分采用粘土夯填， 边坡上的空洞及水沟侧冲刷的空洞及时粘土夯填或水泥浆填充封闭；③松散、垮掉的拱骨防护和毁坏的急流槽及时修复；④坡面上彩条布封盖。

(4）A匝道与E匝道三角区：①三角填平区水沟端部封闭；②水沟与A匝道路面范围和三角区域进行夯实处理，空洞采用粘土封堵；③为了减小边坡土体滑动力，前期采用快速、直接、简单的卸载法卸除三角填平区高出A匝道路面的弃方；④对三角填平区进行彩条布封盖，防止雨水下渗，后期表层夯实、粘土封闭。

(5）平孔排水：①在A匝道高路堤第二阶边坡平台上施打排水平孔，先每隔20m布设一个，施工过程中出水量大的位置加密施打， 排水平孔深度以打入A、E匝道三角区域内控制（约50m）；②巡查中坡面出水处也需施打排水平孔。 ③排水平孔钻孔孔径Φ110mm，PVC排水管直径Φ75mm，仰角8～15°，间距5m。

(6）井点降水：在A匝道与E匝道三角区范围内布设5个井点降水孔，E匝道与弃土场之间范围段布设4个井点降水孔， 后期根据情况在A匝道第三阶平台上布设井点降水，井点降水孔的深度以进入原地面3m控制。

(7）截水渗沟：在A匝道三角区内设置管式截水渗沟，埋置深度约3～4m。

(8）土钉加固：根据现有的A匝道路面裂缝、坡体开裂位置及推测的滑动面，对第一阶坡面施打土钉加固。

3 该路堤水毁病害发生的原因分析

(1）2016年3月，泉州地区进入雨季及台风多发季节，连续强降雨引起地表水下渗补给地下水， 松散的弃方受水侵蚀、饱水后强度降低，强降雨后，地下水位上升，而较密实的高填方路基像水坝一样将水堵在上方， 路基侧压力加大，影响路堤稳定，引起路基下沉，路面开裂，坡面下滑及外鼓。2016年7月以来，降雨更加频繁，加之受数个超强台风影响，当地出现严重暴雨灾害，降雨量暴增，地下水位快速提高，甚至于高至A匝道路基以上，大量雨水入渗路堤，强度大大降低，故持续的强降雨系路堤病害再次发生的主要外因之一。

(2）该路段地形地貌、地下水位情况复杂，汇水面积虽然不大，但松散的弃方空隙率大，储水量大，地表排水设施较弱，坡面排水系统不完善。

(3）坡面防护效果不佳，在强降雨影响下，掏蚀造成较多空洞，地表水容易下渗，进一步诱发边坡变形。 为了掌握边坡变形信息，对边坡位移进行监测，监测点布置在坡脚、二阶平台、坡顶、填平区、弃方坡脚等处，横向间距25m，共5个断面。

(4）路堤填料物理力学指标较差，饱水后极易软化、抗剪强度急剧降低， 且上部土层及场地地形有利于降雨入渗，表层松散地质结构是滑塌的地质基础，在雨水作用下坡体容易变形。

4 治理措施

4.1 边坡监测

边坡施工期监测主要采取地表位移监测及深孔位移监测，以坡体变形数据来修正设计，指导施工，以确保施工安全，并且检验工程效果。

对于重要、复杂、特殊且稳定性差的边坡，进行预应力监测。根据预应力损失情况进行二次张拉。地表位移监测可在地表设置监测点， 也可结合深孔位移孔口监测进行；地下位移监测及地下水位移监测应设置监测钻孔；锚杆（索）应力监测可选取关键、易测部位进行长期监测[1]。

由于2016年7～9月，受台风降雨影响，填方路堤新发生侧滑，威胁作用在3、4级平台上的桥梁。 故对桥梁运营过程中的变形同时开展了监控量测工作。监测结果表明，监测阶段内梁体水平位移量、墩顶水平位移量、桥墩沉降量和桥墩倾斜值都较大，累计变化值也较大，综合分析整个结构的关联测点有明显沉降、位移和倾斜的发展趋势。综合分析此阶段的监测变形主要由边坡塌方导致， 互通D匝道桥梁结构有变形，受路堤边坡的影响较大。

综合现场踏勘情况和位移监测结果，可以认为，在连续强降雨的影响下，使得填土性质变差，滑面向下改造，并从三阶坡脚剪出。

4.2 治理措施

针对以上情况考虑到坡体变形已有向深部变形发展的趋势，采用卸载、排水和边坡加固的综合治理措施，坡体采用抗滑桩+预应力锚索加固方案， 抗滑桩刚度大，抵抗力强，安全储备较大，作为永久防护工程可靠性高。 同时，采用抗滑桩施工工艺一致，更有利于现场的施工组织与管理。 此外，除应急处理措施外，还采取了以下措施：

(1）路基路面处治：除应急处理预案中的路段外，对其余路段进行土钉加固；对路面开裂处采用小导管注浆，挖除路面沥青层、碎石层后，小导管注浆填塞裂缝、完毕后进行路面改造。

(2）弃土场整治：对E匝道上缘弃土场按设计高程、设计坡度挖除弃土、弃土场整平、碾压压实，横向形成不小于10%的坡度，铺设防水复合土工膜，再回填土并绿化，并在山体交界处设置环向截水沟。

(3）排水设施完善：对A、E匝道三角区内渗沟端部设置排水管引排水，边坡上排水管出口处设置流水槽；拆除开裂处灌溉渠， 重新用C20砼浇筑灌溉渠 （加设构造钢筋）； 对A匝道圆管涵洞进口排水不畅引起边沟涌堵，对涵洞进口进行改造，重新用C20浇筑涵洞端墙及加大进口窨井尺寸。

(4）压力注浆：一阶松散边坡坡体空隙多，采用压力注浆加固。灌浆液在压力的作用下，通过钻孔壁周围切割的节理裂隙向四周渗透，对边坡土体起到胶结作用，形成整体；此外，砂浆柱对松散边坡土体起到螺栓连接作用，达到提高坡体整体性及稳定性的目的[2]。

（5） 预应力锚索抗滑桩加固： 抗滑桩设于二阶坡脚处，桩长24～34m，间距600cm，截面160cm×240cm，抗滑桩穿过滑坡体深入到原地层。 桩顶设3束预应力锚索，索长40～54m， 每束12根钢绞线， 采用正三角形布置， 间距80cm。 预应力锚索抗滑桩用以支挡滑体的滑动力，起稳定滑动边坡体的作用， 是本项目的主要抗滑处理措施之一。

5 治理效果

本项目处理后， 根据几期降雨后边坡动态变形监测结果，原先有明显变形的一、二级平台及未见明显变形的其余位置监测孔，边坡均未见变形。 梁体水平位移量、墩顶水平位移量、桥墩沉降量和桥墩倾斜值都未变化，综合现场踏勘情况和位移监测结果，可以认为，通过几期降雨后的观测，ZK4、ZK7、ZK8及ZK11较之前的监测结果没有明显的发展迹象。其中，ZK4、ZK7及ZK11三点位于路基内侧的A匝道与E匝道三角区内，由该三个监测孔反映显示坡体无变化。

6 结语

本文依据泉州某填方路堤水毁病害案例， 通过现场踏勘和监测， 分析该病害原因主要由于以下几方面：（1）进入雨季及台风多发季节， 连续强降雨引起地表水下渗补给地下水，弃方和高填方受水侵蚀、饱水后强度降低，对路基侧压力加大，影响路堤稳定，引起路基下沉，路面开裂。 （2）地表排水设施较弱，坡面排水系统不完善。 （3）该路段汇水面积虽然不大，但填方空隙大，特别是弃方和三角填平区填方密实小，空隙更大，极端降雨后，空隙水饱和，迅速增加了土体的重量。填方较密实的高填方路堤像水坝一样将水挡在上坡向。 （4）坡面防护效果不佳，掏蚀造成较多空洞， 造成地表水下渗， 进一步诱发边坡变形。（5）路堤填料物理力学指标较差，饱水后极易软化、抗剪强度急剧降低。

针对该填方路堤水毁病害案例的加固处理表明，采用卸载、排水、注浆加固和预应力锚索抗滑桩等措施相结合的综合加固方案，能有效治理该类填方路堤水毁病害，综合加固技术取得了良好的工程效益和社会效益。