三明永武高速公路洪田互通C匝道滑坡成因分析及整治对策

(三明厦沙高速公路有限责任公司，三明365000)

三明永武高速公路洪田互通C匝道滑坡成因分析及整治对策

■邱向斌

(三明厦沙高速公路有限责任公司，三明365000)

高速公路互通选址原则一般是靠近市、县及镇周边附近，因匝道弯道等原因，一般选择地形相对较平缓地段，但是对于山区地形较平缓区域，山体地质条件均较差，边坡开挖过后容易形成地质灾害等。本文在分析永武高速公路C匝道滑坡区工程地质的基础上，阐述了滑坡的变形特征、性质，并探讨了滑坡的成因。分析认为高速公路匝道路堑边坡的临空面大小及地下水对边坡病害演变为滑坡起到至关重要的作用，针对滑坡的病害特征，对该滑坡工程提出整治对策。期望对类似高速公路互通区边坡的加固工程有借鉴意义。

滑坡病害类土质边坡锚固工程抗滑桩

1 引言

永武高速公路洪田互通C匝道边坡位于线路右侧，边坡最大高度约28m；边坡第一级平台宽9m，有村道通过；边坡第二级平台宽2m，埋设供水管一道及地方水渠一条，供水管有漏水现象，排水渠存在积水现象。边坡单级高为8m，第一级坡率1∶1，采用锚索地梁和拱形窗孔护面墙防护；该第二级边坡坡率1∶1.25，采用锚索地梁和拱形窗孔护面墙防护；第三级边坡坡率1∶1.25，采用锚索框架及锚索十字板加固防护。边坡工程地质平面图见图1。

图1 洪田C匝道滑坡工程地质平面图

2 工程地质概况

2.1 地形地貌

边坡场区为低山地貌，匝道路面与山顶相对高差约100m，堑顶自然山坡坡度由缓变陡，由20°渐变为40°，植被发育见图1。

2.2 地层岩性

本边坡山体场区地表覆盖层为坡积层，基岩为砂岩，地层相对简单。主要工程地质条件如下：坡残积粉质粘土呈黄褐色，以黏粉粒为主；下覆全风化至碎块状强风化砂岩，碎块状强风化为粉砂状结构，薄至中厚层状，泥质胶结，节理裂隙发育，最大揭露厚度约15m；基岩为中风化砂岩，粉砂状结构，岩芯较完整。

2.3 水文地质特征

场区地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水两种类型。第四系孔隙潜水主要赋存于冲沟粉质粘土中，基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中，富水性较强，透水性一般，直接受大气降水补给，具有明显季节特征。

受第一级边坡平台(地方便道)坡脚侧供水管道漏水影响，第一级边坡地下水位较高，孔口基本可见地下水位线。地下水丰富。

3 变形破坏特征

3.1 结构变形

第一级边坡中部地梁上有少量锚索锚头崩断，第二级边坡中部地梁锚索崩断较多，且锚索崩断较为集中，第三级边坡中部框架及十字板锚索少量崩断。

3.2 地表变形

第三级边坡锚索框架梁顶未防护区域坡面有溜塌，裂缝最大30cm，下错20cm，溜塌体堆积于锚索框架顶梁上。距堑顶平距约40m处的自然山坡发现张拉裂缝(高压电线杆位置)，裂缝宽度约40cm，具有错台，错台高度约40cm，延伸长度约100m；CK0+300～+370段有两道裂缝，其中下部裂缝较老，目前有新的变形发展，向两侧延伸约40m。滑坡右边界依附既有冲沟，呈直接切下，延伸52m，滑坡左边界裂缝延伸较短，有一定的下切趋势。

3.3 深孔监测变形

坡体深部位移监测显示，滑坡主轴断面3个监测孔滑动变形迹象不明显，滑坡的变形主要以蠕动挤压为主。

3.4 排水工程变形

公路边沟内侧开裂，延伸约5m，同时边沟靠山侧有剪出迹象。边坡右侧截水天沟有挤压开裂迹象。

边坡的各种变形破坏现状表明边坡已演变为规模更大、破坏更强的滑坡，该边坡的各种变形有相互联系性，各种变形具有相对集中性及条带性，边坡发生变形的侧界、后缘拉裂缝及剪出口位置较为明显。

4 滑坡病害成因分析

本边坡中厚层的类土质边坡，根据其变形现状、工程地质条件及防护工程变形等分析，坡体发生变形主要原因如下：

(1)C匝道滑坡所在区域地质构造强烈，节理裂隙发育，岩体风化剧烈，地层层理混乱，滑坡体中存在软弱夹层等为滑坡发生的地质基础之一。

(2)组成滑坡体的岩层为砂岩，属于透水岩层，且强风化层较厚，有利于地表水的下渗补给地下水，而软弱夹层(碳质页岩)透水性差，形成相对隔水带，容易遇水浸泡而形成软弱带，抗剪强度降低，这也是发生滑坡的地质基础之一。

(3)边坡前期发生的变形引发堑顶自然山坡张拉裂缝未及时发现并封闭，引起滑坡岩土体节理裂隙进一步张开，地表水容易补给地下水，致使滑动面长期受水浸泡，降低滑带岩土体抗剪强度指标，同时由于地表水容易补给地下水增加了滑坡体的动静水压力及引起滑体的有效应力降低，诱发了滑坡的发生。

(4)堑顶自然山坡汇水面积较大，地貌遭人为改造，形成阶梯状，地表径流条件差，地表水容易、快速下渗补给坡体地下水，恶化坡体稳定条件，这也是发生滑坡的诱发因素之一。

(5)第一级边坡平台埋设地方供水管道，管道有漏水现象，致使平台以下地下水位较高，长期浸水，致使坡脚岩土体抗剪强度降低，触发滑坡的发生，这是滑坡发生的人为因素之一。

5 滑坡稳定性分析

5.1 滑坡稳定性定性分析

根据现阶段滑坡的变形情况、边坡锚固工程的破坏状况等综合分析，C匝道边坡目前处于蠕动挤压阶段至滑移阶段，滑坡后缘裂缝明显，坡脚具有一定的剪切现象，但是滑坡侧界裂缝尚不明显，目前滑坡评估稳定度1.0～1.05[1]，从稳定性分析角度判断滑坡处于稳定性较差阶段。

5.2 滑坡稳定性定量分析

边坡稳定性定量计算采用较为严格的刚体极限平衡方法——Morgensten&Price法计算，岩土强度指标参数采用反算分析方法[2]。结合地质勘察报告有关滑带岩土的成果资料，具体选用综合确定本滑坡体各级滑带岩土的强度指标、计算滑坡推力及稳定系数如表1。滑坡稳定性计算、主滑带参数反算见图2，滑坡推力计算见图3。

表1 滑带强度指标与滑坡推力计算成果表

图2 滑坡稳定性计算、主滑带参数反算

图3 工程措施施做后，滑坡稳定性计算

6 滑坡工程整治对策

本边坡原设计锚索地梁、锚索框架防护。根据目前边坡变形量化计算与定性分析，本病害工程治理主要采用锚索地梁及锚墩、锚索抗滑桩结合排水工程等综合治理[3-4]。

(1)边坡病害的整体稳定主要采用预应力锚索抗滑桩进行支挡加固(如图4所示)。

(2)坡面稳定及抗滑桩上部边坡的稳定，主要采用预应力锚索地梁及框架进行防护(如图5所示)。

图4 C匝道滑坡工程布置典型断面图

图5 C匝道滑坡工程布置立面图

(3)排水系统主要为地表排水及坡体排水。为改善岩土体力学指标，减小地下水对岩土体的工程地质影响，主要措施为：

对损坏的截水天沟进行修复，同时对第一级平台(地方道路排水渠)的排水沟进行修复，同时对坡脚的供水管道进行迁移，以免再次发生漏水而浸泡坡体；在堑顶自然山坡滑坡周界外侧布设一道截水天沟，并根据实际地形将地表水排至自然沟谷。边坡第一级坡脚设置平孔排水，降低地下水影响。

(4)工程施工完毕后，制定工后1年的深部位移监测工作，深部位移监测表明滑坡体应力逐渐调整至变形曲线收敛，滑坡体达到稳定状态[5]。

7 结语

通过对永武高速公路洪田互通C匝道滑坡病害成因的分析，针对该滑坡的工程地质条件，设计上应加大重视，施工上应该严格执行刷方一级加固一级的原则，避免对边坡的扰动，减少坡体结构的破坏，锚固工程衔接不上，在降雨影响下引发大规模的顺层滑坡。C匝道滑坡治理的顺利完工因采用迅速、经济、快捷的措施，未影响到永武高速的正常通车，经过工后一年的安全监测，坡体趋于稳定，坡体应力调整也趋于稳定，滑坡的治理达到预期的目的。

[1]王恭先,徐峻龄,刘光代，等.滑坡学与滑坡防治技术[M].北京:中国铁道出版社,2004.

[2]廖小平，朱本珍，王建松，等.路堑边坡工程理论与实践[M].北京:中国铁道出版社,2012.

[3]张亮，廖小平，等.福宁高速公路八尺门滑坡病害分析与整治对策[J].铁道建筑,2010,6:83-85.

[4]杨明亮,袁从华,骆行文,姚海林，等.高速公路路堑边坡顺层滑坡分析与治理[J].岩石力学与工程学报,2005,23:4383-4389.

[5]黄祥谈，廖小平，程建军，等.基于动态深部位移监测的高速公路路堑边坡稳定状态评估[J].道路工程,2010,6:82-88.