隘洞互通A-B匝道处古滑坡的判定及处治方案研究

蒋小权，刘光彬

(广西交通设计集团有限公司，广西 南宁 530029)

0 引言

河池至百色高速公路隘洞互通A-B匝道左侧边坡属中低山碎屑岩斜坡，路基设计高程约为340 m。A-B匝道左侧路基最大挖方高度约为55 m，原设计分6级开挖，每级高度为10.0 m，其中第一至第三级边坡坡比为为1∶1，采用9 m长的锚杆框架梁防护，第三级边坡顶部平台建造有约为2 m宽的发电站输水混凝土明渠，第四至第六级边坡坡比为1∶1.25，坡面采用植草防护。

本文以河池至百色高速公路隘洞互通A-B匝道左侧古滑坡为例，通过野外地质调查、钻探及监测，结合古滑坡的判定及识别标志，判定该边坡为深层牵引式巨型古滑坡，并通过方案比选研究选定经济合理的处治方案。

1 滑坡工程地质条件

1.1 地形地貌

滑坡区属构造剥蚀低山地貌，高程在343～622 m，整体上呈现出上陡下缓的地形外观特征，山脊走向为北西向。建设期间人类工程活动对坡体的改造明显，隘洞互通A-B匝道路基以路堑方式从坡体前缘通过，将坡体前缘的山嘴挖除，在坡体前缘形成山坡坡角约为45°的6级陡坡，将整个坡体从上陡下缓的地貌特征改造成坡体后缘陡、中间较平缓、前缘较陡的上陡中缓下陡的地貌特征。

1.2 地层岩性

根据地质调查、钻探揭示及室内土工试验结果，场地内地层主要由古滑坡堆积体(Qdel)、三叠系中统百蓬组岩层组成，现分述如下：

1.2.1 古滑坡堆积层(Qdel)

古滑坡堆积层其成分不均一，自上而下由粉质黏土混碎石、强风化粉砂岩、中风化粉砂岩、粉砂岩泥化层等组成。

1.2.2 三叠系中统百蓬组(T2b)

该地层为中风化粉砂岩，灰色，粉砂质结构，中厚层构造，属较坚硬岩，节理裂隙稍发育，岩体较完整，岩芯多呈中、长柱状，局部为碎块状，综合判定岩体基本质量等级划分为Ⅲ级岩体。

1.3 地质构造

勘察区位于隘洞向斜的东侧，未发现断层通过。根据地质调绘成果，勘察区岩体产状及结构面分区统计表如表1所示。

表1 岩体产状及结构面分区统计表

2 古滑坡的判定与识别

2.1 从地质环境上判定

通过地质调绘发现，滑坡总体呈现出上陡下缓的地形外观，滑坡堆积区两侧发育2条剪切裂缝扩张形成的冲沟，两侧冲沟与坡体近似平行并逐渐向坡后延伸形成双沟同源的微地貌特征。同时，在调查过程中分别对滑坡区的前缘、中部以及滑坡区以外地层的岩层产状分别进行量测(量测结果见表1)。通过对5处岩层产状的对比分析发现，滑坡前缘的岩层倾角小于滑坡中部的岩层倾角并小于滑坡区外地层的岩层倾角。由此可知，滑坡区曾经遭受过重力搬运作用[1-2]。

2.2 从滑坡历史变形特征上判定

通过地质调绘发现，在滑坡堆积区由于滑坡在不同地质时期发生滑动后在坡体上形成多条裂缝，而这些裂缝在后期雨水侵蚀、冲刷作用下形成3条张拉凹槽。同时，滑坡体在不同时期滑坡后在坡体上形成三处滑坡缓坡平台。这些多梯级拉张凹槽和滑坡平台都是古滑坡的主要地貌特征。

2.3 从现场钻探和监测数据上判定

在勘察过程中沿滑坡体的主滑方向布置了一条勘察剖面，通过钻探成果显示，在滑坡体粉砂岩风化层中，规律性地分布多段泥化层，并且通过钻孔深层水平位移监测成果显示，钻孔中的泥化层与钻孔深层水平位移监测成果显示的变形位置基本吻合。由此判定粉砂岩风化层中的泥化层为古滑坡的滑动带。(见图1)

图1 ZK5监测曲线图

3 古滑坡变形机制分析

勘察区古滑坡在久远年代发生多次滑动，滑坡区每当遭受强降雨等不利因素的影响，都会促使古滑坡的复活，因此该滑坡一直处于间歇性的滑动状态[3]。古滑坡经过长期的蠕动变形和侵蚀作用，形成了上陡下缓的地貌单元，已趋于稳定状态[4-5]。滑坡堆积体厚度较大，且由于粉砂岩在风化过程中，风化不均匀，局部产生泥化层等，使得其成分不一，结构性质差异大，致使滑坡沿着软弱带滑动，且滑坡两侧位置发育有两条剪切裂缝形成的冲沟。

在修建高速公路期间，开挖滑坡前缘坡体，使得滑坡前缘的抗滑力降低，促使古滑坡复活滑动，并在山坡后缘出现弧形张拉裂缝，对匝道路堑边坡采用格梁锚索进行加固处治后，坡面得以加固。同时依靠边坡自稳能力，短期内使得边坡滑动变形得到一定控制，暂时处于稳定状态。但是锚索的长度未穿过古滑面，未对古滑面起到锚固效果，直至2019-07-06遭受史上罕见的暴雨袭击，使得土体强度进一步恶化，变形逐步累积，滑面逐步加深，致使锚索失效，最终形成整体性的滑坡变形破坏。

4 滑坡规模及类型判定

古滑坡体整体轮廓明显，在平面上呈现出较为明显的长舌状特征，滑动方向302°与高速公路走向呈大角度相交。古滑坡面积约为88 000 m2，新近滑坡区域的面积约为63 000 m2，滑面埋深10～46.7 m，滑动土体均厚约为28 m，估算现状条件下古滑坡已发生滑动的新近滑坡方量约为(176×104) m3。

同时，在坡面上形成多级错台和坡面张拉裂缝，说明本次新近滑坡的滑动是一个牵引式的滑坡。但根据监测数据显示，监测孔孔口位移均大于滑面处的位移，这说明滑坡体内部发生了自上而下的推移。由此判定整个滑坡就形成了一个由牵引式引发而后又转换成一个推移式滑坡的复合型滑坡。

5 滑坡处治措施比选

通过现场地质调绘，该段边坡坡体主要由第四系坡残积粉质黏土混碎石、强风化粉砂岩及中风化粉砂岩构成。根据本滑坡的特点，提出以下几种处治方案的设想：(1)适当放坡+锚固方案；(2)明洞与抗滑明洞方案；(3)抗滑桩+锚固方案；(4)抗滑桩+加筋土柔性反压方案；(5)锚筋桩+加筋土柔性反压方案。

5.1 方案初选

5.1.1 适当放坡+锚固方案

(1)现状坡度已经很缓，坡度约为19°，适当放坡不仅会产生新的临空面，而且会降低滑坡前缘的下滑力。

(2)滑坡体厚度较大，在ZK2处厚度就有28 m，如在ZK2处施工锚索时，自由段的长度约为50 m，因此锚固体长度要求很长。

(3)该边坡建设期就是放坡+格构锚索(锚杆)的方案，建设过程中已出现滑坡，滑坡后继续放缓坡+锚索处置，而后续又出现新的滑坡。因此适当放坡+坡面锚固方案在该滑坡中不适用。

5.1.2 明洞与抗滑明洞方案

常规明洞主要是靠山侧设置的支挡结构平衡滑坡的下滑力，并且明洞结构体在滑坡的下滑力的作用下，抗滑稳定性差。

抗滑明洞方案是抗滑桩与明洞形成一个整体，其整体性较好，这样就可以通过抗滑桩来承受滑坡的推力，并将部分滑坡推力分配给明洞结构，通过抗滑桩和明洞结构共同受力抵抗滑坡的下滑力。同时，可以在明洞和抗滑明洞上部进行填土反压，平衡掉一部分滑坡推力，从而减小滑坡治理的工程量。因此，有支挡结构的抗滑明洞方案是可行的。

5.1.3 抗滑桩+锚固方案

利用抗滑桩对整个滑坡体进行强支挡，控制整个滑坡的稳定性。锚固的方案可以处治越顶的问题，但是锚固体的长度与前面所述的一样，也需要很长。该方案在本滑坡中不适用。

5.1.4 抗滑桩+加筋土柔性反压方案

利用抗滑桩对整个滑坡体进行强支挡。控制整个滑坡的稳定性。在强支挡结构上部采用加筋土反压，既可以提高滑坡前缘的抗滑力，也可以用来防止支挡结构上部土体发生越顶破坏，因此该方案可行。

5.1.5 锚筋桩+加筋土柔性反压方案

利用锚筋桩支挡结构对整个滑坡体进行强支挡，控制整个滑坡的稳定性，同时在锚筋桩顶部以上坡体中滑坡阻滑段采用加筋土进行堆载压重，以提高阻滑段的抗滑力，并防止桩顶以上边坡发生越顶破坏，因此该方案可行。

5.1.6 方案初选对比结果

综合对比上述五种分案，结合本滑坡的地质特征，初选的处置措施为：抗滑桩+明洞方案、抗滑桩+加筋土柔性反压方案、锚筋桩+加筋土柔性反压方案。

5.2 设计方案的详细比选

5.2.1 抗滑桩+明洞方案(简称抗滑明洞方案)

在匝道路堑边坡底部设置一排抗滑桩，对滑坡体进行支挡，同时在匝道滑坡区域设置横撑使抗滑桩与明洞连接为整体。这样使抗滑桩与明洞相结合，充分利用明洞进行桩间传力，可以对滑坡起到较好的支挡作用。而且，该方案还可以利用明洞顶部的覆土平台，将滑坡滑塌下来的堆积体置于明洞顶部，以避免对被保护道路的影响，取得较好的处治效果。经测算该处治方案费用为3 365.3万元。

5.2.2 抗滑桩+加筋土柔性反压方案(简称抗滑桩方案)

在匝道路堑边坡底部设置两排抗滑桩，桩径按1.8 m考虑，桩中心间距为4.5 m。第一排抗滑桩布置于原一级边坡底部位置，第二排抗滑桩布置于原一级边坡中部位置，桩长约为24 m，每排布置24根抗滑桩。同时，在抗滑桩顶部以上坡体中滑坡阻滑段按1∶1.2坡比采用加筋土进行堆载压重，以提高阻滑段的抗滑力，并防止桩顶以上边坡发生越顶破坏。经测算该处治方案费用为2 505.5万元。

5.2.3 锚筋桩+加筋土柔性反压方案(简称锚筋桩方案)

利用锚筋桩进行支挡，在原一级边坡区域设置锚筋桩平台，在滑坡核心变形区60 m宽度内布置8排锚筋桩，滑坡两侧非核心变形区50 m宽度内布置7排锚筋桩，锚筋桩呈(1.5×1.5) m正方形布设，桩长35 m，桩顶设置40 cm厚的钢筋混凝土面板系梁将锚筋桩连为整体。同时，在锚筋桩顶部以上坡体中滑坡阻滑段按1∶1.2坡比采用加筋土进行堆载压重，以提高阻滑段的抗滑力，并防止桩顶以上边坡发生越顶破坏。经测算该处治方案费用为2 568.4万元。

5.2.4 设计方案的最终比选

三种方案的比选结果为：(1)三种方案均具备防护强度高、支护效果好、工程可靠性高的特点；(2)从工程造价估算看，抗滑桩方案的经济效果十分明显；(3)从工程可行性方面进行比较，抗滑明洞方案施工工序和工艺较为复杂，需要封闭匝道，对匝道通行的影响较大；(4)从工程质量控制上来讲，抗滑桩方案桩基施工质量易受滑坡推力的影响而存在缺陷；(5)锚筋桩方案桩体集束钢筋体积小，不需要过多的加工场地，施工便捷，施工周期较短，并且成桩质量不受滑坡推力的影响。

经过上述的对比后可知，抗滑桩方案建安费相对较低，处治效果好，建议优先选用抗滑桩(抗滑桩+加筋土柔性反压)方案。

6 结语

本文通过详细勘查，结合滑坡监测数据进行分析后，得出下列结论：

(1)本滑坡具备典型的双沟同源、多梯级张拉凹槽和滑坡平台等古滑坡的主要地貌特征。在滑坡区域有规律地分布多段泥化层，且与深层位移监测变形位置基本一致，说明这些泥化层为古滑坡的滑动面。

(2)整个古滑坡属深层牵引式巨型滑坡，本次新近滑坡是属于一个由牵引式引发而后又转换成一个推移式滑坡的复合型滑坡。

(3)经过处治方案初选后，考虑采用抗滑桩+明洞方案、抗滑桩+加筋土柔性反压方案、锚筋桩+加筋土柔性反压方案等三种方案进行详细设计方案的比选。

(4)经过三种方案的技术复杂程度、工期、建安费等方面的比较后，优先选用抗滑桩+加筋土柔性反压方案对该古滑坡进行处治。