某山区高速公路深挖路堑边坡诱发滑坡的综合治理方案

贾韵洁

（山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西 太原 030032）

1 工程概况

滑坡位于吉县至河津高速公路乡宁西互通AK0+110—AK0+500 匝道，收费站管理区附近，该路段工程类型为深挖方路堑，2013 年11 月在路槽开挖到距离设计标高8-16 m 时，路基边坡产生较大变形，坡体表面张性裂缝发育，剪出口明显，局部发生滑塌。经勘察，边坡滑动由两个滑坡组成，按滑体物质组成成分及滑体体积划分，1 号滑坡属大型土岩滑坡，2 号滑坡属巨型黄土滑坡；按发生原因划分均属于开挖路槽而诱发的牵引型工程滑坡。1 号滑坡体位于AK0+110—AK0+260 路基左侧，其滑动方向为垂直路线方向。2 号滑坡体位于AK0+260—AK0+500 收费站管理场区，其滑动方向为西北方向。1 号、2 号滑坡的张性裂缝和剪出口见图1、图2。

图1 1 号滑坡张性裂缝及剪出口

滑坡对收费站管理场区、乡宁县昌宁镇大石头村 12 户村民住宅、347 号和 348 号 500 kV 吕稷线高压铁塔有影响，存在安全隐患。以下将从互通设置情况、收费站管理场区重新选取、滑坡体的卸载支挡以及高压铁塔相邻侧已开挖边坡的加固等几方面入手，最终确定该滑坡影响范围的综合治理方案。

图2 2 号滑坡张性裂缝及剪出口

2 互通设置情况

乡宁西互通所处的位置地形、地质条件复杂，被交路与主线的高差较大，设置困难，在设计时满足现有规范的前提下充分地利用现有地形，减少拆迁，降低造价。乡宁西互通平面图见图3。

图3 乡宁西互通平面图

a）按规范要求，作为干线公路的G209 二级公路两平交口之间间距要求大于500 m，目前被交道路的交叉点与G209 和乡宁连接线形成平面交叉点的间距为600 m，满足规范要求。

b）地方道路与主线设计标高相差44.241 m，为消除高差，A 匝道需要展线2.508 km。

c）该平面交叉点位置拆迁较小。

d）在AK0+440 处有足够的空间设置收费站（从两根铁搭之间穿越）。

e）边坡滑塌时征迁工作已完成，路基开挖已接近设计标高，收费站前方的A 匝道1 号桥下部也已完成。因此，处置方案不具备线位绕避条件。

3 新收费站管理场区位置选择

原收费站管理场区设置在紧邻出口收费车道侧，方便收费管理以及工作人员和车辆出入，由于受到2 号滑坡体影响，管理场区已不宜在此设置。新场区位置选择在A 匝道收费广场右侧，乡宁连接线路边，此处地势平坦，标高比收费广场低10 m，工作车辆需经乡宁连接线和A 匝道绕行，并且有一定数量的拆迁。但新场区远离滑坡的影响范围，同时也避开了超高压输电线路。

4 滑坡治理方案

4.1 支挡方案

4.1.1 1 号滑坡

1 号滑坡滑动面位于土岩结合面，滑坡后缘有裂缝，滑坡前缘有剪出口；潜滑面位于紫红色泥岩和中风化灰绿色泥岩结合面。采用的支挡方案为：a）AK0+110—AK0+176 路基左侧在第一级平台上设置抗滑桩，抗滑桩截面尺寸为2.2 m×3.3 m，桩中心距5.0 m，桩长 14.0～22.0 m，共布置 16 根桩；b）AK0+176—AK0+244.5 路基左侧在第二级平台上设置抗滑桩，抗滑桩截面尺寸为2.2 m×3.3 m，桩中心距5.0 m，桩长21～23 m，共布置17 根桩。1 号滑坡共布置33 根桩，合计桩长647 m。

4.1.2 2 号滑坡

2 号滑坡滑动面位于土岩结合面，滑坡后缘有裂缝，滑坡前缘有剪出口；采用的支挡方案为：a）AK0+264—AK0+296 抗滑桩截面尺寸均为2.0 m×3.0 m，桩中心距6.0 m，桩长17.0～18.0 m，共布置6 根桩；b）AK0+296—AK0+344.5 抗滑桩截面尺寸均为3.0 m×4.0 m，桩中心距6.0 m，桩长20.0 m，共布置 8 根桩；c）AK0+344.5—AK0+368 抗滑桩截面尺寸均为桩 2.0 m×3.0 m，桩中心距 6.0 m，桩长19.0 m，共布置4 根桩。2 号滑坡共布置18 根桩，合计桩长340 m。

4.2 坡面防护方案

a）AK0+110—AK0+244.5 路基左侧第一级边坡采用M7.5 水泥砂浆砌MU30 片石挡土墙防护，第二级以上边坡采用M7.5 水泥砂浆砌MU30 片石护面墙防护；将设置抗滑桩的平台用25 cm浆砌片石封闭。

b）AK0+244.5—AK0+380 路基左侧第一级边坡采用M7.5 水泥砂浆砌MU30 片石挡土墙防护，第二级以上边坡采用M7.5 水泥砂浆砌MU30 片石护面墙防护。

滑坡处治平面图见图4。

图4 滑坡处治平面图

4.3 排水方案

a）在边坡顶面以上5 m 处设置50×50 cm 的截水沟，每级平台（除设置抗滑桩的平台）设置30×30 cm 平台截水沟，并通过急流槽把水引入边沟，将AK0+060—AK0+500 左侧和 AK0+000—AK0+060右侧的边沟增大到80×80 cm，同时在AK0+060 处增设一道圆管涵排水。

b）在挡墙和护面墙墙后设置砂砾排水层及泄水孔，同时在坡体内裂隙发育、土岩结合面及渗水处设置间距3～5 m，长度为15～20 m 的深层仰斜式导水管，坡率为6-150，排除坡体内的渗水。

c）在原场区第三级平台土岩结合部，有出水点，设置1×1 m 的盲沟，将水引出坡外，同时为了防止反压区雨水下渗到泥岩面不能及时排水，对边坡稳定性不利的情况，在泥岩面设置50 cm 的砂砾垫层排水。

5 与高压铁塔相邻边坡的加固方案

边坡开挖形成临空面，2 号滑坡体局部剪出，临近348 号铁塔塔基地表出现裂缝，威胁到铁塔安全，在对边坡采取了临时反压措施后，裂缝趋于稳定，也无新裂缝产生，因此拟对原收费站管理场区已开挖边坡全部反压回填，以确保348 号铁塔塔基周围土体的稳定。

347 号铁塔距路基挖方边坡坡顶11 m，从现场观察，铁塔基础及已开挖边坡均处于稳定状态，但边坡万一失稳将对铁塔的安全造成威胁，所以采用支挡措施提高边坡的稳定性。采用在第一级边坡设置浆砌片石挡土墙。第二、三级边坡设置框架锚杆，锚杆和框架的间距为3 m，锚杆长18 m，与水平面夹角为15°，锚杆采用3φ32 螺纹钢，成孔直径为11 cm，锚杆全长设置间距为2.0 m 对中定位支架；锚孔注浆采用M30 水泥砂浆，注浆采用孔底返浆法，注浆压力为0.4 MPa；框架采用30×30 cm 的C30 标号混凝土加固；框架内采用紫穗槐植草防护。

6 施工顺序设计

路堑边坡的施工，是一个破坏山体原有力学平衡又用支挡加固工程重建新的力学平衡的过程，施工方法和工艺极大地影响边坡的稳定，由于施工方法及工艺不当或工程措施未及时实施，重则导致施工中边坡失稳破坏，造成重大损失，有些则留下隐患，影响路堑边坡的长期稳定性，因此路堑边坡的施工方法十分重要。施工中应采用分级开挖、分级加固、坡脚预加固的施工方法。

整个A 匝道滑坡区的施工顺序：1 号滑坡、2 号滑坡和347 号高压铁塔边坡可以同时施工。

1 号滑坡的施工顺序为：对滑体存在的裂隙或陷穴灌缝并夯实→卸载→平整坡面→施工坡顶截水沟→按设计坡率开挖第四级边坡并进行护面墙防护→第三级平台截水沟→按设计坡率开挖第三级边坡并进行护面墙防护→第二级平台截水沟→AK0+176—AK0+244.5 抗滑桩施工（隔一挖一）→按设计坡率开挖第二级边坡并进行护面墙防护→第一级平台截水沟→AK0+110—AK0+176 抗滑桩施工（隔一挖一）→按设计坡率开挖第一级边坡→设导水管→第一级边坡挡土墙施工（隔一挖一）。

2 号滑坡的施工顺序为：对滑体存在的裂隙或陷穴灌缝并夯实→平整坡面→施工坡顶截水沟→反压区护脚施工→对斜坡和已填筑反压土方的边坡开挖台阶→铺筑砂砾垫层→场区分层反压填筑至宽平台→同时对已填筑反压区边坡设置钢塑格栅→宽平台处采用振冲式压路机补强压实→继续分层反压场区→同时施工反压区每级平台截水沟及急流槽→反压区绿化→AK0+264—AK0+368 坡顶抗滑桩施工（隔一挖一）→按设计坡率开挖第二、三级边坡并进行护面墙防护→第一、二、三级平台截水沟→按设计坡率开挖第一级边坡→设导水管→第一级边坡挡土墙施工（隔一挖一）。

347 号高压铁塔边坡的施工顺序为：按设计坡率开挖第三级边坡→钻孔→放锚杆→注浆→框架→第二级平台截水沟→按设计坡率开挖第二级边坡→钻孔→放锚杆→注浆→框架→第一级平台截水沟→按设计坡率开挖第一级边坡→设导水管→第一级边坡挡土墙施工（隔三挖一）。

7 变形和稳定监测设计

a）选AK0+460（5-5’断面）、AK0+365（6-6’断面）为典型观测断面，在各级边坡平台上和坡顶设位移观测桩。观测桩采用深埋混凝土桩作为位移观测桩，也可在稳固石块上作观测标记代替位移观测桩。

b）观测桩测量采用光电测距仪和高精度水平仪进行。

c）滑坡监测工作时间为施工期和竣工后一年，监测频度与施工和降雨量相适应。一般施工期间每半月观测一次，雨季期间每周观测一次，大雨后增加观测一次；竣工后前6 个月每月观测一次，以后每3个月观测一次[1]。

d）在347 号和348 号高压铁塔上分别安装一套便携式在线监测仪，监测铁塔的位移及变形，以便及时采取措施。

8 结语

吉县至河津高速公路乡宁西互通A 匝道滑坡目前处治已达4 年，期间经历了多场暴雨的考验，根据在线监测仪的监测数据，未发现有任何失稳迹象，说明滑坡处于稳定状态，实践证明滑坡处治工程效果良好，保证了道路的运营安全[2]。

对山区高速公路要尽量减少高填深挖，勘察阶段要加强对高填深挖工点的勘察，特别对有重要构筑物的路段需加密勘探点，为设计提供有力依据。