高速公路改扩建工程路堑高边坡滑坡分析与治理研究

2021-03-03曾庆河

运输经理世界 2021年2期

曾庆河

（漳州市交通建设工程技术中心，福建漳州363000）

1 工程概况

海西网漳州云霄至平和（闽粤界）高速公路全长97.792km（其中新建里程78.017km，共线里程19.775km），路线起于云霄县东厦镇浯田，设浯田枢纽互通连接沈海高速公路，经云霄火田、下河、平和安厚，设东寨枢纽互通连接沈海复线漳州段，并共线19.775km，在平和坂仔设径口枢纽互通，往西南方向展新线，经霞寨，终止于平和县九峰镇赤石附近（闽粤界），接广东大埔至潮州高速公路漳州支线（简称大漳支线）。起点至沈海复线段（路线长36.883km）设计速度100km/h，双向四车道，路基宽度26m；沈海复线至终点段（路线长41.134km）设计速度80km/h，双向四车道，路基宽度24.5m。

2 坡体变形情况

本段边坡变形主要发生在机耕道上部边坡，高速公路路堑高边坡未发现变形裂缝及变形发展情况，下部路堤边坡巡查未发现变形发展裂缝。机耕道边坡（为路堑高边坡的第4 级、第5 级）变形主要分为第4级坡面变形和坡顶上部山体变形。

2.1 机耕道边坡变形

机耕道边坡变形主要发生在第4 级坡面，主要变形有：

坡面坍塌第4 级坡面发生多处坡面浅层坍塌。表现为K57+750 段单级坡面整体浅表层坍塌，边坡坡脚局部浅层坍塌如图1（a、b、c)所示。

坡面横向裂缝发展，第4 级坡面多处横向裂缝，K57+754 往大里程方向发育5 道坡面横向裂缝，间距约5～8m，如图1(b)所示。

坡脚剪出口出露，第4 级坡脚剪出口出露，呈斜向分布，剪出口岩体存在滑动擦痕，见图1(c）。

2.2 自然坡体变形

根据现场踏勘，本段自然坡体裂缝发育，周界贯通。主要变形有：滑坡两侧周界裂缝发展较明显，其中大里程方向裂缝基本贯通；裂缝呈下错状；小里程方向裂缝断续，但变形较明显，裂缝呈张开状。坡顶裂缝变形明显，顶部裂缝贯通；裂缝下错约50cm。

2.3 坡体变形发展

本段坡体变形裂缝于2019年4月初当地居民耕种发现，当时由于裂缝较小，耕种居民认为没有明显影响生产，就未反馈项目部；4月13日，发现坡体裂缝发展较大，可能影响柚子林及其灌溉，并于当日反馈项目部；4月15日再次进行现场踏勘，项目部巡查人员分析，变形再次有所小量值增加；坡体全站仪监测及裂缝观测，数据显示存在小量值变形，约8mm/d。根据本段边坡变形裂缝发展情况分析，本段边坡均呈变形发展趋势，且变形未趋于收敛，变形存在持续增大趋势，应加强监测。

3 高边坡滑坡治理措施

3.1 开展有效的应急处理

根据滑坡路段的地形、地质条件、变形破坏特点及周边环境条件，选取沿主滑方向布置的控制地质断面、构建有代表性的地质模型，计算其在不同工况下的稳定性、剩余推力(见表1）。其中，对研究滑坡体，以控制剖面构建地质模型，以现状为研究对象，计算其在不同工况下的稳定性系数及不同工况、不同安全系数下的剩余推力。

表1 钻孔、剖面测量成果表

一方面工程队采取应急的黏土回填方法，对于已有的坡顶裂缝进行了基本覆盖，黏土回填范围超过已有滑坡范围的12%，避免持续的雨水渗透[1]。

同时，通过三级平台抗滑桩加注的方法，减少已有的裂缝进一步扩大。在实际作业当中，通过气象配合，将实际的反压力度控制在70%，取得了较为良好的裂缝控制效果。另一方面，工程队针对已打烊的排水孔进行反压控制，尽可能减少裂缝的实际出现，应用管子对已经存在的积水情况进行引导，进一步提高反压路外机的控制效果。在整个施工的过程中，工程队确立了24h 无间断的变形位置监测的方法，并且在后续三个月的雨季中进一步加强监测，并将监测的结果反馈给中央控制后台，及时进行控制过程的调整[2]。

3.2 刷坡减载工程

针对已经出现的裂缝和滑坡体积较大的情况，工程队针对边坡的中上部分以及已经发生滑动变形的坡体开展了刷坡减载工作，减载的范围在30%～40%。这种减载工程的最高阶梯为九阶，并且在四五平台内新增了抗滑坡的位移装置，设置了长度在12～13m 较宽的平台，可以取得较好的刷坡减载作用。除此之外，工程队还采取了刷坡减载的方法，对于已有的滑坡进行设计，首先工程队在滑坡设计中，通过全方位的GIS 技术，对于已经出现的滑坡体积，滑坡面积进行数字化动态模拟，整个方案的设计既满足复杂影响因素的要求，又提高了设计的效率，发挥GIS 工程以及BIM 工程的可视操作的优势，对于已经出现的滑坡坡顶裂缝，进行交互式的碰撞分析和空间叠合的分析，对未来的条块面积控制进行参数计算，选择了确定的刷坡减载工程节点，并开展数字化的管理。其次，工程队依据已有的滑坡稳定性计算系统，借助数据网络企业提供的相关服务，发挥图形交互编辑的性能优势，对于滑坡坡体的空间系数，属性数据和拓扑问题开展处理，基于GIS map 系统的强大图形编辑功能，对整体的滑坡体系进行建模并应用FLAC 的数字模拟功能，对于未来可能出现滑坡的部分进行模拟分析，测定不同体积和条块的位移敏感性。上述方法对于提高刷坡减载工程的设计针对性，缩短整体设计周期，提高工程开发的有效性，起到了显著的效果。

3.3 锚固工程

在刷坡减载工程结束后，对预应力锚索框架进行了科学的控制，单片框架的控制在6.0～6.4m，高度控制在8.0～8.2m。这样的框架位置可以起到良好的加固作用，对每级边坡的脚坡位置进行了有效疏导和排水，同时工程团队结合地质水文情况和坡体渗透水量情况开展了实际的分析，间距确定在3～5m 的范围之内，结合CSG90 以上的大功率钻机对于坡体渗透的排水孔进行开挖，利用机械开展施工，避免在施工过程当中发生坍塌或卡钻的情况，并注入浆体，设计浆体强度结合补强抗滑桩，对于受损的双边进行有效的补入。本次施工工程所采取的六根桩桩体，在施工后期可能发生不同程度的断裂情况，因此为了预判这种现象，采取2.0m×2.5m 的锚索抗滑桩进行施工，尽可能减少后期施工所存在的变形情况。同时，在对滑桩施工开挖过程中，设置四个位置的钻孔，植入相应的螺纹钢筋，已达到良好的固定效果。