某错落型堆积体滑坡综合治理研究

肖文辉 王德富 江 辉

(1．湖北省城建设计院股份有限公司 武汉 430051； 2．湖北省交通规划设计院股份有限公司 武汉 430051)

堆积体是指松散破碎岩土体堆积的地质体，属于边坡变形破坏后继续运动阶段的产物[1]。而错落是指陡倾的结构面与后山岩体分隔开的部分岩体，因坡脚受冲刷或遭人工开挖，下伏的较软弱岩层在上覆岩体的重压下产生压缩变形，引起上覆岩体沿陡倾结构面整体下错的现象[2]，当错落发展到后期将会转化为滑坡。本文拟以贵州省惠水至罗甸高速公路堆积体滑坡治理的实际工程为背景，对滑坡的形成机理进行稳定性分析，并提出治理加固措施，以供类似工程参考。

1 工程概况

贵州省惠水至罗甸高速公路堆积体滑坡位于K35+650-+810段线路右侧，在已建成通车后受暴雨影响坡体发生变形，坡顶后缘及坡脚路堑挡墙出现多条裂缝，挡墙泄水孔及施工缝渗水，路堑边沟发生偏移，路面边部局部开裂隆起。滑坡现状见图1。

图1 滑坡现状

该滑坡平面呈圈椅状，纵向长度约100 m，横向宽度约110 m，滑坡后缘距离路线中心右侧约120 m，前缘已发展到路面右侧土路肩边部，圈定的滑坡体面积约7 500 m2，平均厚度约16 m，滑坡总体积约12万m3。滑坡平面图见图2。

图2 滑坡平面图

2 工程地质条件

2.1 地形地貌

滑坡区属构造剥蚀-侵蚀低山峰丛与山间平地地貌区，从微地貌单元看，处于下缓上陡的斜坡地带，滑塌中后部为斜坡，坡度25°～35°，标高985～1 030 m，相对高差约45 m。

2.2 气象与水文

项目区属亚热带湿润季风气候，兼有北、中亚热带气候特点。年平均降水量1 137.8 mm，年平均降雨日数210.3 d，最大1 d降水量曾达178.8 mm。

场区地下水类型主要为残坡积层孔、裂隙水，由大气降水和地表水补给。边坡中上部及堑顶后缘较大范围为堆积体，地下水沿堆积体与炭质泥岩接触面向下排泄。现场调查发现坡面局部有地下水渗流，勘探期间测得钻孔内的稳定水位为4.5～14.6 m。

2.3 地层岩性

该区域堆积体成分主要为块石夹碎石土，块石主要成分为灰岩，块径0.5～15 m，灰褐色，松散～稍密状。堆积体底部基岩面平缓，下伏基岩为炭质泥岩，灰黑色，节理裂隙发育，力学性质较差。坡顶硬质岩崩塌于软质岩坡面上形成堆积体，后缘形成陡壁。

2.4 地质构造

场区无区域断层及活动断层通过，岩层呈单斜产出，岩层产状 280°∠40°。

3 滑坡形成机理

该段滑坡的形成是地形地貌、地层岩性、地下水及人工切坡共同作用的结果。

1) 滑坡区坡体覆盖层为后缘陡壁处灰岩产生错落式的破坏后崩塌于软质岩坡面上形成的堆积体，厚度较大，一般厚15～20 m，以碎块石为主，为滑坡的形成提供了源物质。

2) 施工切坡，在斜坡前部坡脚处形成高度10～19 m的人工边坡。人工边坡施工时挖除了可起到抗滑作用的坡脚岩土体，破坏了坡体的自然平衡条件，为滑坡提供了剪出空间。

3) 在暴雨情况下，雨水浸润，堆积体下部炭质泥岩遇水后软化崩解，引起抗剪强度衰减，形成软弱带，使坡体稳定性降低，从而发生坡体变形。

4) 本滑坡具备上硬下软且覆盖层较厚的物质结构特征，在坡体未开挖时，该区基本上被上覆的灰岩块石层和周边基岩圈闭在一个相对封闭的区域内，其变形被限制[3]。当坡体开挖后，下部软层得到变形空间，在上覆岩体重压下发生塑性流动，从而发生软岩挤出性滑坡(错落型滑坡)[4]。

4 滑坡稳定性分析

4.1 计算参数的确定

4.1.1 断面的选定

滑坡体物质主要由碎块石和全～强风化炭质泥岩组成，根据现场工程地质勘察情况，选取代表性的I-I剖面为控制性断面，对滑坡进行稳定性分析。I-I剖面图见图3。

图3 I-I剖面图

4.1.2 计算工况

场区地震烈度为VI度，不考虑地震工况。根据JTG D30-2015《公路路基设计规范》，高速公路边坡天然工况下稳定安全系数取1.3，暴雨工况下稳定安全系数取1.2[5]。

4.1.3 参数反算

由于滑坡已经发生，原地勘报告数据不能完全采用，故进行了补充勘察。结合补勘报告及目前滑坡现状反算滑坡体的物理力学参数，在计算抗剪强度指标时，将天然状态下的安全系数取1.10，饱和状态下的安全系数取0.99，并结合室内剪切试验，综合确定滑带土c、φ值，其他参数取值根据土工试验并结合当地经验取得，具体见表1。

表1 滑坡体力学参数

4.2 滑坡推力计算

勘查表明，滑坡形态比较复杂，采用不平衡推力传递系数法计算滑坡稳定性，具体结果见表2。

表2 剩余下滑力计算结果

正常工况下，安全系数K=1.25时计算的剩余下滑力为935kN/m。暴雨工况下，安全系数K=1.20时计算的剩余下滑力为1 296kN/m。在拟设桩位处剩余下滑力为1 815kN/m。

5 滑坡治理方案

针对滑坡的物质组成、变形机理和稳定性分析，提出了3种治理方案：钢花管注浆+锚索框架梁、全部清方卸载和抗滑桩强支挡。

5.1 方案的选择

1) 钢花管注浆+锚索框架梁方案。施工组织相对容易，行车干扰小，工期有保证，但注浆对堆积体固化效果难保证，注浆施工过程中存在风险(浆体软化滑坡体)，且坡脚锚索的锚固段位于全～强风化炭质泥岩内，打试验锚索后发现锚固力难以达到设计要求，锚固作用有限。

2) 全部清方卸载方案。清除滑面以上部分土石方至边坡稳定，采用普通防护，滑坡体后缘及平台设置截水沟，一、二级边坡部分坡面布设仰斜式深层排水孔。此方案施工组织相对容易，由于清方量较大，坡面防护工程量增大，且需要规模较大的弃土场，工期稍长，行车干扰较大，对生态环境破坏较大。

3) 抗滑桩强支挡方案。处治效果较好，施工组织相对容易，由于本段目前交通量不大，清方量较小，坡体开挖扰动较小，行车干扰小，工期相对较长。

经综合比选，推荐抗滑桩强支挡方案。

5.2 抗滑桩治理措施

结合以上分析，采用抗滑桩+深层排水+清除松散体+坡面防护的综合处治措施，边坡分段分区进行治理。

在K35+700-+810段右侧边坡坡面处设置抗滑桩。抗滑桩距路线中心右侧24m，截面2.0m×3.0m，桩长22，25，28m，桩间距5～6m，共19根。

K35+700-+780段设置深层排水孔，纵向间距为2.5m。同时在坡脚挡墙上设置2排仰斜式深层排水孔，纵横间距2～3m，梅花型布置。

清除K35+750-+790段表层松散滑塌体。上部坡面采用SNS主动防护网，防止落石威胁路面行车安全，下部坡面采用C20片石混凝土护面墙封闭。

6 滑坡监测

为掌握滑坡的变形发展规律，在滑坡上布设位移观测点实时动态监测。地表监测平面示意图见图4。

图4 地表监测平面示意图

选取测点中JC2、JC6作为代表说明，数据见表3，其他监测点数据不再一一列举。JC2监测点X轴最大位移累计位移65mm，挡墙顶JC6监测点Y轴最大位移累计位移33mm，根据监测结果，受降雨等影响该段滑坡有继续发展的可能，需要治理。

表3 JC2及JC6监测点位移表

注：X向以东向为正，Y向以南为正，垂直方向以向上为正，各线大桩号为正南向。

7 治理效果

该滑坡治理施工完毕近3年后，经检验，滑坡变形停止，坡体稳定，堆积体滑坡治理达到预期效果。

8 结语

1) 山区公路建设必须坚持地质选线原则，尽量绕避大型不良地质，善于利用遥感和邻近工程已有成果，开展专项工程地质调绘，超前查明重大不良地质，避免“折腾”和“浪费”。

2) 滑坡治理应在充分分析论证后尽早实施，避免后期恶化导致处治难度增大。该堆积体滑坡因公路施工产生，通车后暴雨情况下发生变形破坏，出现路面鼓起、边沟挤压变形、挡墙多处开裂、坡面鼓胀、坡顶有裂缝，说明滑坡在继续活动，严重威胁到高速公路运营安全，亟须治理。

3) 本滑坡地质结构较为特殊，具备上硬下软且盖层较厚的物质结构特征，应充分重视水对滑坡的作用。滑坡体上部为崩塌堆积体，坡脚下伏软弱的炭质泥岩，由于其强度低，遇水软化，在上覆岩体重压下沿风化差异接触面产生应力松驰，从而发生错落型滑坡。

4) 在施工过程中及后期通车运营期间，宜开展滑坡体长期变形监测工作，结合监测结果校正设计，修正方案。

5) 滑坡治理采取抗滑桩+深层排水+清除松散体+坡面防护的综合治理措施，分区分段进行治理，经检验，治理方案合理有效，可为今后治理类似工程地质条件下的堆积体滑坡提供参考。