某高速公路滑坡病害分析及治理措施

■杨丽芳

(福建省高速公路有限责任公司莆田管理分公司，莆田 351100)

1 引言

某高速公路K64+940～K65+360段边坡(图1)经监测确认为滑坡地段。随后对滑坡提出分区治理的方案，其中主滑坡区B区(K65+057-K65+215段)采用锚索抗滑桩进行支挡，共27根，设计桩长16～21m，抗滑桩截面尺寸2×2.5m，间距6m，要求抗滑桩进入中风化岩层不小于6m，桩头设2根锚索，设计拉力700kN；A区(K64+940～K65+057段)和C区(K65+215～K65+360段)均采用第一阶挡墙支挡、第二阶预应力锚索框架进行加固，预应力锚索设计拉力700kN。该段落滑坡治理工程于2015年12月15日完成，同时该高速公路于2015年12月20日正式通车运营。

图1 K64+940~K65+360段边坡整体滑塌

该高速公路通车后，设计及监测单位继续对该段落滑坡治理工程进行跟踪监测。发现自2016年3月以来，该边坡在受持续强降雨影响后，边坡部分监测孔出现位移现象，但经进一步分析，认为目前滑坡仍处于工程治理后的应力调整阶段。2016年6～9月，该区域强降雨仍在持续，且 7～9 月又遭受了“尼伯特”、“莫兰蒂”、“鲇鱼”等超强台风影响，坡体及抗滑桩桩身监测孔均发生较大程度的位移，其中4#、9#桩桩顶位移发展至3cm左右，18#桩桩顶位移发展至5cm左右，24#桩桩顶位移快速增大至25cm左右。通过对该边坡进行多次现场踏勘，发现变形主要集中于B区大桩号及C区段落。B区桩前及桩间土坍塌程度加大(见图2)；路基边沟底隆起、路肩开裂；紧急停车带路面距路肩约80cm处出现一道长约6m的路面纵向裂缝(见图4)；C区第一阶坡面锚索十字面板锚头及锚索垫墩锚头均发生开裂等现象(见图3)。

图2 B区桩前及桩间土坍塌

图3 C区锚索十字面板锚头崩裂

图4 紧急停车带路面纵向裂缝

鉴于后期高速运营过程中，仍会受台风及强降雨天气影响，若该段落边坡未及时进行加固处理，滑坡体病害将继续发展，势必影响高速公路的运营安全。

2 地质概况

2.1 地形地貌

该段落斜坡位于山坡坡麓上，属剥蚀低山丘陵地貌区，天然坡度约10°～15°，上陡下缓，山坡上植被较发育，坡体上多为人工种植果树。

2.2 地质构造

场区已发现发育有三条构造带。其中构造带F201A产状为：75°∠75-85°，宽约 9.0m，长约 3km，为压性正断层，K65+000至K65+080左侧边坡处土质塌方主要受该构造带影响致使土质松散易于崩塌；构造带F201B产状为：132°∠75-85°，宽约 1～3m，长约 2km，为压性正断层，发育全风化构造岩，砂土状全风化构造岩，碎块状强风化构造岩；构造带F201C产状为：138°∠45-75°，宽约1～2m，长约650m，为压性正断层，发育全风化构造岩，砂土状全风化构造岩，碎块状强风化构造岩。这三条构造带的岩层产状及发育程度对该滑坡区域的变形产生较大影响。

2.3 水文地质条件

场址区发育地下水主要为坡残积层、风化层孔隙水：分布于沿线坡地，水位埋深受降水影响大，地下水主要沿基岩面起伏地势自然排泄，雨季水量较丰富，在土石界面等排水隔水层面及连通裂隙面等处可能形成集中排泄通道。根据附近地段水质分析结果，场址区地下水对混凝土不具腐蚀性。

3 病害分析

3.1 气候影响

根据莆田市气象局提供的气象资料，2016年开年以来，当地降雨天数较多，进入4月以后，降雨更加频繁。2016 年 7～9 月间受“尼伯特”、“莫兰蒂”及“鲇鱼”数个超强台风影响，当地出现严重暴雨灾害，降雨量暴增，大量雨水入渗坡体，且无法及时排出，使上覆松散土体迅速饱水软化，土体自重增加，坡体下滑力大大增加，同时土体抗剪强度降低，抗滑能力减弱。结合监测报告数据来看，每次强降雨过后一段时间，坡体位移均出现明显增大，随着降雨减少，坡体位移均呈现下降趋势甚至停止，故持续的强降雨系滑坡再次发生位移的主要外因之一。同时短时间持续暴雨造成抗滑桩桩前土体发生大面积的浅表层滑塌，桩前抗力丧失大半，导致抗滑桩出现向线路方向的外倾现象。

3.2 地形影响

病害边坡斜坡位于山坡坡麓上，属剥蚀低山丘陵地貌区，地形相对较缓，汇水面积较大，易于积水。地形上陡下缓地貌，有利于地表水下渗和地表水、地下水汇集，加之坡体排水措施实施不到位，坡体水不易排出，坡体长期处于富水状态，对滑坡稳定不利。

3.3 原工程影响

根据检测报告，抗滑桩桩头预应力锚索锁定张拉力不足，尤其是大桩号方向22#～27#抗滑桩，由于第一次施打的原设计上两孔700kN锚索能够入岩，故未降吨位进行使用，下排只补打一孔900kN，但监测结果22#桩上右孔锚索锁定张拉力仅剩29%，24#桩上两孔锚索仅剩21%及20%，桩头锚固力不足造成桩顶位移偏大；C区锚固力预应力锚索框架锁定张拉力为设计值的40%～50%，预应力锚索垫墩锁定张拉力为设计值的40%～78%。根据现场踏勘情况，现场排水平孔排水率不足，且排水平孔长度不足，坡体排水能力较差，地下水难以排出。

综上所述，现滑坡体范围有所增大，其中滑坡后缘基本保持不变，未向后扩展 (监测孔ZK1-4#孔未发现位移)，滑坡左缘扩大至A区，右缘扩大至C区山脊大桩号一侧；B区大桩号方向(24#桩左右)可见明显滑动面向下改造，滑体深度25 m左右，在路肩与紧急停车带剪出；C区山脊第一阶坡脚4 m以上风化层受牵引带动向下变形滑动；整个滑动区域长度约150m，沿线路方向约200m。

4 治理措施

根据滑坡病害成因的分析，对滑坡提出分区加固治理措施：

(1)A区第一阶边坡挡墙上部平台坡脚处部分段落打设抗滑桩，抗滑桩为方桩，截面尺寸为：2.0m×3.0m，桩间距8m，要求抗滑桩进入碎块状强风化-中风化岩层不小于12m；距桩顶1.75m处设置2孔预应力锚索，孔径165mm，8束钢绞线锚索，锚固段长均为12m，单孔设计拉力均为900kN，要求锚索锚固段进入中风化岩层不小于12m；，在坡脚增设长度25m，间距5.0m的平孔排水。

(2)B区第一阶边坡挡墙上部平台坡脚处部分段落打设抗滑桩，抗滑桩为方桩，截面尺寸为：2.0m×3.0m，桩间距补-B28#～补-B36#桩为 8m，补-B37#～补-B50#为 6m，要求补-B37#～补-B50#抗滑桩进入中风化岩层不小于6m，补-B28#～补-B36#桩进入碎块状强风化-中风化岩层不小于12m；距桩顶1.75m处设置2孔预应力锚索，孔径165mm，8束钢绞线锚索，锚固段长均为12m，单孔设计拉力均为900kN，要求锚索锚固段进入中风化岩层不小于12m。

(3)C区拆除第二阶坡面预应力锚索框架 (不包含预应力锚索垫墩)及锚头发生崩裂的锚索十字面板，并重新施打锚索十字面板；第一阶平台设置抗滑桩，截面尺寸2m×2.5m，桩间距6m，桩头伸出平台6m做成弯头紧贴桩头后嵌补C30素砼并设置3孔锚索，锚索孔径165mm，8束钢绞线锚索，锚固段长均为12m，设计拉力900kN；要求锚索锚固段进入中风化岩层不小于12m。

除了采取上述加固措施后，在施工及运营中仍继续对坡体进行稳定性观测。

图5 抗滑桩处理设计方案

图6 新增抗滑桩及桩前土处理大样图

5 结语

根据该段落滑坡工程特点，对不同区域采用不同的处理方式，同时加强滑坡处理后及高速运营期间监测。通过处理后的监测数据表明，经过处理后的坡体已处于稳定状态，滑坡治理达到了预期的效果。