某在建高速公路服务区边坡滑塌分析及处治措施

班富理，韦旋馨，黄小桂

(1.广西乐百高速公路有限公司，广西 凌云 533100；2.广西交通设计集团有限公司，广西 南宁 530029)

0 引言

碎屑岩边坡在山区高速公路建设中是勘察设计以及施工开挖防护中的重点和难点。总结归纳碎屑岩边坡开挖防护的各种对应处治措施，对山区公路勘察设计和施工组织有重要意义。

某在建高速公路服务区边坡滑塌地处碎屑岩区，由目前山区公路建设中发生少见的倾倒弯曲变形引起。因此，此类边坡防护思路在公路碎屑岩边坡设计中有一定的推广借鉴意义。

1 滑塌区水文工程地质条件

1.1 气候水文概况

滑塌区属亚热带季风气候，光热充沛，雨热同季，夏长冬短，作物生长期长，越冬条件好。年平均气温21.6 ℃～22.1 ℃，最高气温34.0 ℃～42.5 ℃，最低气温-2.0 ℃～5.3 ℃，年平均日照1 906.6 h，年平均降雨量1 085～1 207 mm，为广西降雨量之末，雨季开始平均出现在4月底到5月中旬，在广西属最迟，结束于9月上旬末到下旬初。全年无霜期330～363 d，无霜期为357 d。冬无严寒，夏无酷暑。

滑塌区内地表水系不发育，在滑塌山体两侧分布有小型冲沟，主要由降水及地下水排泄汇流形成，水量很小；根据钻探资料，滑塌山体无地下水。

1.2 地形地貌、区域地质背景及地震

滑塌区属构造剥蚀低山地貌，地形起伏不大，地表横坡较缓，坡角在15°～25°之间，自然边坡稳定性较好。山体植被发育，主要为茶树、灌木丛等，两侧小型冲沟局部地段见基岩出露，岩层产状185°～195°∠71°～78°，主要发育两组节理，产状分别为85°∠78°(2条/m)、278°∠26°(3条/m)；原地表未见滑塌等不良地质现象。受公路设计标高及服务区场地控制，山体开挖量较大，开挖最大深度约95 m，土石方量达到约83万m3，因此，形成开挖高边坡。

据区域地质，滑塌区位于南岭东西向复杂构造带西部，广西“山字”型构造前弧西翼西侧的北西向构造单元中，主要表现为上升剥蚀。本区发育的区域地质构造为伶站向斜：属凌云旋卷构造体系的外旋层，为向南突出的半环状褶皱，轴线呈弯月型，长约15 km，宽约3 km，轴部地层为三叠系中统河口组，两翼地层为三叠系中统板纳组地层，北东翼岩层倾角40°～60°，南西翼20°～40°。滑塌区位于该向斜的南西翼。据区域地质，本区无影响边坡稳定的大型构造断裂穿过。

根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)(图5-1、5-2)，项目所在区域地震动峰值加速度为0.05 g，地震动反应谱特征周期为0.35 s，抗震设防烈度Ⅵ度区。

1.3 地层岩性

根据野外地质调绘及钻探，滑塌区出露地层主要为第四系地层和三叠系中统板纳组基岩。具体如下：

第四系残坡积层(Qel+dl)：黄褐、红黄色可～硬塑状粉质黏土、含砾黏土，强度中等、韧性中等，摇振无反应，表层可见植物根系，分布于整个场地，层厚3～11 m。

三叠系中统板纳组(T2b)基岩：灰白、青灰色薄层状强～中风化泥质砂岩，强风化层厚度较大，约12～18 m，岩体节理裂隙发育、破碎，层间胶结差，岩质较软，无优势结构面。

1.4 水文地质

据勘察资料，滑坡区地下水含水岩组主要为第四系覆盖层和三叠系中统板纳组基岩岩组。第四系覆盖层含水介质为粉质黏土、含砾黏土层，主要受大气降水补给，富水性差；三叠系中统板纳组基岩岩组含水介质为泥质砂岩的各风化层，地下水类型主要为基岩裂隙水，包括构造裂隙水及风化带网状裂隙水，其富水性受构造裂隙发育情况影响较大，总体强风化层的富水性相对较好，为基岩的主要含水层，中风化层的富水性较差。根据钻探资料，滑塌山体边坡开挖影响范围内无地下水。

2 滑塌机理成因分析及处治比较方案

2.1 原边坡防护方案及滑塌成因分析

滑塌边坡原防护方案第1、2级采用1∶0.75坡比，以上第3～6级采用1∶1坡比；第1～3级采用20 m锚索框格梁防护，第4、5级采用12 m锚杆框格梁防护，框架梁间坡面作挂铁丝网喷射厚层基材绿化防护，第6级采用喷播植草防护。

边坡完成第4、5、6级开挖后，在进行12 m锚杆施工完成时(格梁未来得及施工)发生滑塌，滑动面处于岩土交界处。因边坡第4～6级开挖以土质边坡为主，且经过强降雨时期未发生滑塌，判断土质边坡在开挖过程中基本处于稳定状态。边坡在进行第3级强风化岩层开挖时，由于强风化岩层(视倾角76°)发生倾倒弯曲变形，造成第4、5、6级土质边坡坡脚失稳，引起上覆土体沿着岩土交界面发生中层中型牵引式滑坡，如图1所示。

2.2 滑塌处治比较方案

因滑塌体主要由上覆土体构成，按边坡滑塌处治的一贯做法，对滑塌体进行卸载清除，从而放缓边坡，使边坡达到稳定状态，如图2所示。

卸载方案虽然可以把组成滑塌体的土层清理完毕，但导致薄层状强风化岩层裸露于地表，受风化、降雨等的不良因素影响，薄层状强风化岩层仍会进一步发生倾倒弯曲变形，造成边坡二次滑塌。鉴于此，为防止强风化岩层发生倾倒弯曲变形，需对其进行加固处理，因此，提出了抗倾倒方案：对滑塌体进行卸载清除；为防止强风化岩层进一步发生滑塌，在滑塌山体自上而下分别设置4道锚拉钢管群桩对薄层状强风化岩层进行抗倾倒加固，每道钢管群桩设置系梁连接，系梁下侧按1∶1坡比放坡，坡高10 m，以保证桩间土稳定，如图3所示。

图1 原边坡防护方案及推测滑动面示意图

图2 卸载放缓边坡处治方案示意图

图3 抗倾倒边坡处治方案示意图

根据滑塌成因机理分析，卸载方案虽然可以把滑塌体彻底清除，但覆盖层也基本清除完毕，裸露的边坡由薄层状强风化泥质砂岩组成，仍会发生倾倒弯曲变形，常规卸载处治方案不够彻底；抗倾倒方案虽然增加了工程投资，但能彻底地对滑塌山体进行处治，能确保边坡稳定。

3 结语

由于目前边坡勘察手段的单一性，在对边坡特别是碎屑岩边坡防护设计中应严格遵循“动态设计”原则。在边坡施工过程中，工程技术人员应及时根据边坡揭露的实际地质条件，重新验算边坡稳定性，及时调整边坡防护方案，确保边坡稳定；在边坡施工过程中，应严格遵循开挖一级防护一级的理念，避免雨季开挖，并需完善边坡排水系统。

[1]JTG C20-2011，公路工程地质勘察规范[S].

[2]JTG D30-2015，公路路基设计规范[S].

[3]GB500221-2001，岩土工程勘察规范[S].

[4]工程地质手册编写委员会、工程地质手册(第四版)[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.