靖永高速公路土楼互通B 匝道滑坡成因分析及工程治理措施

■程千勋

（龙岩靖永高速公路有限责任公司，龙岩 364000）

靖永高速公路土楼互通B 匝道滑坡位于主线与B 匝道连接段， 高速公路在坡脚刷方形成40 m的高边坡，山坡坡顶为反坡地貌，植被发育，地层岩性为闪长岩，风化严重，边坡为类土质边坡。2020 年11 月边坡加固完成后，在边坡小里程端产生边坡变形病害， 在第四级边坡平台开裂下错， 裂缝宽度30 cm，下错20 cm，二级边坡中部骨架护坡亦产生鼓胀，坡脚挡墙沉降缝发生错动，且出现挡墙破坏裂缝，本段边坡挡墙泄水孔未见出水，但是边坡中段K7+150 位置坡脚出现泉点，泉点渗水沿坡脚路基向小里程方向排泄， 造成边坡小里程BK0+200～BK0+300 段挡墙坡脚路基泡软， 最终沿挡墙外侧约3 m 位置的结构面发生剪切裂缝， 鼓胀约20 cm，随着泉点渗水的继续下渗， 变形加剧。 该滑坡体积约6.6×104m3，从滑坡体积分类为小型滑坡，对坡脚路基及互通区涵洞结构安全形成重大威胁。

1 滑坡区工程地质概况

1.1 地形地貌

位于单斜山坡上，山坡坡度约30°，坡顶为反坡地貌，坡体植被发育，植被茂盛。

1.2 地层岩性

据边坡工程地质勘察揭示的岩土体物质特征，该段山体斜坡场区覆盖层为坡积粉质粘土（Qdl），最大厚度14 m；残积粉质粘土（Qdl），最大厚度15 m；全风化闪长岩（γδ），厚度约25 m，位于构造带附近，厚度19 m，下伏砂土状强风化闪长岩（γδ）。

区内岩体风化现象严重， 区内穿插小型构造，容易形成过水通道，其中全风化及砂土状强风化闪长岩中透水性较差的粘土矿物夹层，容易形成隔水层，在长期浸泡下，抗剪参数下降，形成软弱夹层，容易诱发边坡蠕动挤压变形，为边坡最终发生滑坡的内在因素。

1.3 地质构造

据高速线路公路路基区域地质及现场边坡开挖后地质调查， 边坡中部存在一条小型构造带，该构造带有渗水。

1.4 水文地质特征

地下水类型为第四系的孔隙潜水， 强风化地层的裂隙水， 地下水赋主要赋存于基岩裂隙中及构造带空隙裂隙中， 从高边坡临空面排泄； 主线K7+155 处第一级边坡挡墙墙角处见泉点， 流量较小，约0.1 L/S。大气降水为地下水的主要补给来源，调查期间边坡中部K7+150 附近坡脚亦见泉点。

2 滑坡的变形特征

滑坡后缘张拉裂缝处于第四级平台内侧，裂缝宽度20～30 cm，下错10 cm，滑坡左右侧周界均完全贯通，滑坡周界通过第三级、第二级平台时，滑坡内侧均存在下错现象，滑坡体在第二级边坡中部有鼓胀剪出， 坡脚挡墙沉降缝均有不同程度的变形，呈上宽下窄形态，尤其在滑坡左右侧周界附近沉降缝变形最大， 滑坡中轴附近挡墙出现斜向裂缝，从挡墙顶延伸至挡墙脚； 挡墙脚部路基有剪出鼓胀，鼓胀高度约20 cm，剪出口岩土体擦痕及镜面明显。图1 为滑坡工程地质平面图。

图1 滑坡工程地质平面图

3 滑坡成因分析

3.1 气候条件

持续强降雨是诱发滑坡发生的外因，福建龙岩地区降雨量充沛，降雨时间持续长，补给地下水，在坡面地下水排泄泉点渗水对坡脚挡墙基础长期浸泡，造成边坡脚部岩土体强度参数降低较大，致使边坡坡脚在高应力作用下失稳，发生滑坡。

3.2 地质因素

边坡地层主要为坡残积土、 全风化～砂土状强风化闪长岩风化层。 场区坡残积粉质粘土厚度较大，滑体深部地层多为全风化闪长岩及砂土状强风化闪长岩， 闪长岩风化层中存在粘土矿物风化后，形成相对隔水层，边坡中部的构造带在坡脚形成下降泉眼，泉眼渗水泡软挡墙基础，造成坡脚抗剪参数降低较多，坡脚挡墙支挡作用降低较多。

3.3 人为因素

路基高边坡切坡坡向与山体坡向一致，形成了40 m 高的临空面，降低了坡脚的支撑力，扰动了坡体应力状态并改变了地下水的渗流场方向，致使原有山坡的自然稳定状况遭受破坏，是诱发滑坡的人为原因。 且边坡施工后，未及时施工仰斜排水孔，对坡体地下水未能及时疏排[1]。

4 滑坡稳定性分析

B 匝道BK0+200～BK0+300 段右侧滑坡处于整体不稳定状态，稳定系数0.97～1.0[2-5]。

本研究采用当前边坡工程岩土专业软件Geo-Slope 之Slope/W 软件包进行滑坡稳定性计算，对于滑坡滑动带的参数主要采取反算结合类似工程经验，Geo-Slope 岩土软件具体选用较为严格的刚体极限平衡方法——Morgensten&Price 法， 对滑动带的岩土强度指标、滑坡推力及稳定系数见表1。

表1 滑坡岩土体、滑带强度指标与滑坡推力计算结果

根据滑坡的变形状态，即后缘张拉裂缝、滑坡两侧周界、滑坡前缘鼓胀裂缝，综合判定该滑坡现状稳定系数为0.98，滑坡处于不稳定状态。 图2 为滑坡稳定性计算结果及滑带岩土参数反算，在评估滑坡稳定度为0.97～1.00 的基础上， 按滑坡稳定系数0.978 反算滑坡主滑段的岩土体参数， 考虑到后缘裂缝深度较大，对牵引段岩土体参数不考虑粘聚力、考虑外部摩擦力为32°。图3 为滑坡推力计算结果，在滑坡稳定系数达到1.2 时，需要提供的反推力即为滑坡推力， 滑坡治理设计时可参考该滑坡推力。 图4 为滑坡加固后稳定性计算结果，根据滑坡所处的高速公路重要性及匝道过渡段等综合情况，提高滑坡稳定安全储备系数至1.342。

图2 滑坡稳定性计算结果及滑带岩土参数反算

图3 滑坡推力计算结果

图4 滑坡加固后稳定性计算结果

5 滑坡工程治理对策

针对该滑坡的破坏特点，本次治理工程方案主要采用刷坡卸载、坡脚挡墙锚索支挡、结合必要的地表及地下排水工程等[1,6-7]。 图5 为边坡典型断面设计图。

图5 BK0+250 断面设计

5.1 刷方卸载

从边坡第二级平台开始内推， 形成宽度16 m的宽大平台，彻底卸载滑坡上部滑体，第三级边坡坡率1∶1.5，采用人字型骨架防护，第三级平台宽度3 m；第四级边坡坡率1∶1.5，采用人字型骨架防护，第四级平台宽度3 m，第五级边坡坡率1∶1.5，采用客土喷播植草防护，一坡到顶。

5.2 支挡工程

由于刷方卸载形成的第二级宽大平台分割高边坡，形成上下两个边坡，通过稳定性计算，在坡脚挡墙上采用锚索地梁进行加固，锚索地梁间距3 m，每根地梁布置三排锚索，上排锚索长度26 m，下排锚索24 m，锚固段长度15 m，锚索下倾角25°，锚索设计荷载400 kN。

5.3 排水工程

5.3.1 地表排水

各级平台硬化并设置必要的平台水沟。

5.3.2 地下排水

在第1 级边坡坡脚设置水平间距为3 m 的仰斜排水孔，排水孔深度15 m，上仰角8°。 排水孔应根据出水效果适当调整间距，对排水效果好的区域加密，其他区域可适当减少。

5.4 变形监测

对该滑坡区刷方卸载后，进行高边坡专项深孔监测,深孔监测曲线表明滑坡治理后，趋于稳定。图6 为二级平台ZK2-2 监测孔监测曲线。

图6 二级平台ZK2-2 孔监测曲线

6 结语

本研究结合土楼互通滑坡的工程地质条件，详细阐述了滑坡发生的原因， 根据滑坡的变形特征，定性的评估了滑坡的稳定状态，并在此基础上进行了定量的稳定性评价，最后根据实际的工程特点提出了工程治理对策。 后期的深孔位移监测结果表明边坡变形趋于收敛， 滑坡治理后处于稳定状态，滑坡治理达到预期的目的，期待对此类滑坡的治理具有一定的借鉴意义。