西南山区岩质顺层滑坡处治

张毓涛 王少清

（1.中国公路工程咨询集团有限公司 北京 100089 2.中咨华科交通建设技术有限公司 北京 100195）

1 工程概况

滇东北地区某高速工程中一处整体式路基断面，路基全宽24.5m，左侧最大边坡高度31.77m，原设计方案挖方边坡按照台阶形放坡，一级边坡坡率1：0.75，坡高8.0m，坡面锚杆框格梁防护，锚杆长度11m；二级边坡坡比1：0.75，坡高8.0m，坡面锚杆框格梁防护，锚杆长度11m；三级边坡坡比1：1.0，坡高8.0m，坡面锚杆框格梁防护，锚杆长度11m；四级边坡坡比1：1.0，一坡到底，坡面采用复合网植被防护。各级边坡之间设置2.0m外倾4%平台及设平台截水沟。

2 滑坡发展分析

2.1 时间过程

2018年12月30日，共150m长的路基左侧边坡，开挖至高程1610.785m时出现开裂并产生滑移，开裂涉及纵向长度约150m，裂缝最远处离路线中线约120m，开裂较大裂缝共右7条，长20.5～150m，宽0.3～11.62m，深1.47～6.5m，根据工程地质调绘该滑坡已发生剧烈滑动，滑体重心降低，滑体中部分地下水排出，滑移速率渐减，逐步进入渐趋稳定阶段。

2019年10月29日由于连续降雨再次出现大范围滑动，深7～8m的顺层滑动现象。

2020年1月8日，左侧80m路基范围边坡再次出现大范围滑动。

2.2 滑坡空间分布

2018年12月30日第一次滑动所形成滑坡，开裂涉及纵向长度约150m，裂缝最远处离路线中线约120m，开裂较大裂缝共右7条，长20.5～150m，宽0.3～11.62m，深1.47～6.5m，根据工程地质调绘该滑坡发生了剧烈滑动，滑体重心降低，滑体中部分地下水排出，滑移速率渐减，逐步进入渐趋稳定阶段。由于边坡为顺层坡，结构面结合差抗剪强度较低，继续下挖剪出口将沿薄弱结构下移，如果未处理继续开挖将出现更深大范围的滑动破坏。

2019年10月29日，该段路基左侧距离路线中线约120m至距离中线约160m段山体斜坡出现开裂并产生急剧滑移，滑体滑动后掩盖了原有坡面，滑坡后壁陡峭，深约6～10m，宽5～15m，两侧剪切裂缝深5～10m，坡体岩体裂缝交错断裂，滑坡后缘后方岩体松动，结构面发育。

2020年1月8日，左侧边坡再次出现大范围滑动，滑动范围继续向后方延伸大约至山顶，距离路基中线约200m，滑体滑动后掩盖了原有坡面，滑坡后壁陡峭，深约 6～10m，宽 10～20m，两侧剪切裂缝深 5～10m，坡体岩体裂缝交错断裂，由于滑坡已基本滑至山顶，继续向后延滑动的条件较小，但该部分山体斜坡已经发生了剧滑，滑体重心降低，滑体中部分地下水排出，滑移速率渐减，已经滑动的滑体上部结构松散，经过滑动后岩土体疏松，滑动堆积体成分以全～强风化粉砂岩夹页岩为主，滑体根据地形起伏在自身重力和地下水的作用下不断局部滑动调整地形地貌直至滑动至能逐步渐趋稳定地形地貌，所以滑体堆积物局部将不断滑动。

2.3 滑动机理

第一次滑动为临近坡脚开挖处的岩层滑动，滑动范围靠近路基。由于岩层倾向同开挖坡面倾向呈约4°小角度相交，为顺层边坡，上部岩层岩体破碎，岩层结构面主要为泥质结构面，结构面抗剪强度低，破坏了岩体的完整性，在边坡开挖形成临空面后，在雨季时自重增加结构面强度降低，岩层沿上部极破碎岩层薄弱点向临空面滑动。后缘及滑坡周界为张性节理（J1和J2裂隙两组裂隙切割形成）连通形成，特别是后缘有折线状特征。

第二次滑动发生在第一次滑动后缘以外50m范围内。滑动面与第一次滑面处于同一层理结构面，因此两次滑坡可看为岩体在不同时间的多级滑动：第一次滑动的滑坡体为前块，滑动后改变后块应力状态，伴随数月的风化后，层理面剪切强度低于极限平衡状态时形成第二次滑动。二次滑动后缘仍由张节理控制，呈明显折线状，但部分滑动边界已发展至山体背侧，滑面贯穿于山体。第二次滑动后对部分滑坡体进行了清除。

第三次滑动发生范围在前两次滑动范围的左半部，滑坡后缘位于山体背侧，前缘位于路基坡脚处，滑动深度较前两次滑坡深5～8m。第三次滑动与前两次滑坡为不同时间发生的多层滑动。路基施工导致开挖坡脚逐步降低，在接近设计高程（1595m）处形成新剪出口，并沿该处层理结构面形成高速滑动，滑坡体堆积覆盖了全部路基宽度。受第三次滑动影响，前两次滑动范围内第三次未滑动的范围坡体出现了多处平行路线的张拉裂缝，预测该范围坡体已形成向路基方向滑动的趋势。

第三次滑动中坡体已发生高速滑动，滑坡体滑至路基范围后中心降低，下滑力减小，滑动阶段发展为滑动后暂时稳定阶段。第二次滑动范围中其余未滑动的坡体，受第三次滑坡影响出现垂直于滑动方向的张拉裂缝，滑动阶段发展为局部失稳蠕动阶段。

2.4 下滑力计算

根据最终确定的滑带分布的空间位置，并依据现状滑坡地形、岩土条件及当前稳定状态，采用理正软件进行滑坡稳定性分析和参数反演计算。滑体容重按强风化页岩夹粉砂岩试验结果控制，天然状态容重为23.5kN/m3，饱和状态容重为 24.0kN/m3。

第三次滑动后两部分坡面处于不同的滑动阶段。第三次滑动范围，正常工况采用稳定系数1.02进行反演，暴雨工况采用稳定系数0.97进行反演。第三次未滑动范围，正常工况采用稳定系数0.97进行反演，暴雨工况采用稳定系数0.92进行反演。

该滑坡治理后稳定安全系数按照正常工况1.25，非正常工况1.15控制。由于地震烈度为Ⅵ度，根据《公路工程抗震规范》（JTG B02—2013）[1]的要求可不进行抗震验算，计算结果汇总见表1。

表1 剩余下滑力

3 处治方案

计算揭示滑坡体剩余下滑力较大，采用单纯增加抗滑力的设计思路无法满足需求。该处滑坡拟从清方减载及部分减载配合支挡工程的方式研究处治方案。

采用完全清除滑坡体的方案产生了较大量的弃方。考虑减少弃方和增强边坡抵抗再次出现顺层滑塌能力的设计目标，拟保留坡脚处部分滑坡体反压于坡脚。岩质顺层滑坡暂时稳定后，滑面处不同于土质滑坡会出现排水固结的变化趋势。因此需将用于反压的滑坡体暂时清除，并对滑面进行挖台阶处理，台阶宽度≥4m。处理后进行干砌石垛。高度16m，顶面形成16m宽缓冲平台。石垛坡率1：2.0，并在8m处设2m宽平台，回填坡面采用复合网植被进行防护。反压体坡脚处设置4m高抗滑挡墙。

用于反压的石垛摩擦角≥35°。抗滑挡墙采用双标准控制，即同时满足反压填料所构成库伦土压力的要求，和满足反压体下滑稳定系数及满足相应工况标准时所需要的抗力要求。反压体下滑力根据坡面开挖台阶处岩（土）体抗剪强度控制。

抗滑挡土墙高4m，墙趾高1.5m，墙顶宽3.0m，墙趾宽1.0m，墙面坡率1：0.5，墙背坡率1：0.4，墙身采用C20片石混凝土浇筑，挡墙稳定性验算结果见表2。

表2 挡土墙稳定验算

4 结束语

综上所述，顺层滑坡具有以下特点：高速滑动特点。深层滑坡滑面平顺，滑体刚度相对大，边坡坡体失稳发生于应力集中较大的时刻，结构面受突破剪切坡缓极限后残余强度下落巨大，构成高速滑动现象；向多级滑动发展的潜在特点。从研究的案例可知，该工点在不同时间发生的第二次滑动，为第一次滑动的多级滑动。前次的滑动形成的新地形地貌不能达到构成稳定地貌的几何要求，导致多级滑动；向多层滑动发展的潜在特点。从研究的案例可知，该工点在不同时间发生的第三次滑动，为第一次、第二次滑动的多级滑动。前次的滑动后导致部分下伏地表6～9m的岩体暴露于大气环境中，受蒸发失水以及大气降水影响风化速度迅速提高，结构面强度加快衰减，从而构成多层滑动的主要条件。