浅谈G4216仁沐新高速公路K78+380—K78+715顺层边坡滑坡与处治方案

孙建华

（四川仁沐高速公路有限责任公司，四川 成都 610047）

0 引言

随着社会经济的发展，我国广袤的山区成了高速公路建设的主战场，而山区中各种逆坡向、顺坡向层状岩体分布广泛，尤其是顺坡向层状岩体的稳定性较差，对高速公路施工与营运安全产生非常不利的影响。因此，加强顺层边坡滑坡分析与处治方法研究，具有重要的意义。

1 顺层边坡滑坡的危害性

山区公路施工边坡，尤其是高边坡，如果存在抗剪强度低的软弱结构面，在施工扰动的情况下，极易导致大量顺层滑坡的产生。当边坡产生滑动时，可能会沿着软弱结构面持续滑动，最终造成边坡失稳、水土流失、工期延误，甚至威胁到人民群众的生命财产安全。一旦顺层岩质边坡失稳，就需要花费大量资金进行滑坡处治，严重影响项目推进。

导致顺层滑坡的内因有地层岩性、地质构造、力学地质参数等；外因有降雨、风化、地震以及人类活动等[1]。因此，在山区公路建设时，必须重视岩质边坡的顺层稳定性问题，针对顺层边坡滑坡采取有效的处治措施，保证公路圆满完工且后期安全可靠营运。

本文以G4216仁沐新高速公路K78+380—K78+715顺层边坡滑坡为例展开分析。

2 K78+380—K78+715顺层边坡滑坡特征与成因

2.1 原设计概况

四川仁沐新高速公路项目K78+380—K78+715段左侧边坡初步设计为高边坡，最大边坡开挖高度约31.5 m，采用压力注浆锚杆框架梁防护。初勘对与之相邻的K78+500—K78+800段右侧的高边坡（最大高度约为43.7 m）按工点进行勘察，其结论为：基岩为逆向坡，对开挖边坡的稳定性有利，边坡整体稳定。左侧路堑边坡岩层倾向坡外，虽为顺层，但倾角仅为8°，边坡整体稳定。

施工图详勘阶段，K78+380—K78+715段共布设3个钻孔及2个坑探，施工图阶段地勘资料对该段顺层边坡的描述为：以高边坡形式通过该段斜坡，最大开挖高度约37.5 m，边坡开挖主要在侏罗系中统沙溪庙组（J2s）强风化泥岩、中风化泥岩、强风化砂岩、中风化砂岩中进行，属基岩边坡。该边坡岩层产状为320°∠10°，路线开挖处边坡坡面倾向为252°，路线开挖边坡为顺向坡，倾角小于坡角，属于相对不稳定结构；另外，岩体中存在两组剪节理及一组层理，这些节理及层理的切割会在岩体中形成各种不同组合体。边坡现状处于稳定状态，但节理裂隙的切割造成岩体破碎，使边坡开挖过程中局部可能产生不稳定楔形体，建议进行系统加固处理措施。

施工图K78+365—K78+571段左侧为高边坡，路段长206 m，施工图设计该段边坡最大开挖高度约为37.5 m，采用“1:0.75边坡+两级框架锚杆+植草”的形式进行防护。

2.2 边坡变形破坏过程与滑塌原因

本路段左侧边坡在施工过程中不同部位发生过6次顺层滑移破坏。期间项目业主多次组织设计单位、地质专业相关专家进行现场踏勘，共同分析滑坡发生原因，研究确定处治方案。

2.2.1 滑塌体周界、形态及规模

根据滑塌现场调查及地质钻孔资料显示，该段高边坡在不同时间不同位置发生多次滑塌，主要为砂岩层沿下伏泥化夹层发生的倾向路基顺层滑移。结合工程地质勘查报告资料显示，该段高边坡不同部位岩层产状变化较大，历次滑塌体产状均不相同，均为边坡局部滑塌，并且滑塌规模较小。

综上所述，该段高边坡发生的滑塌无明显的滑坡周界，主要为局部砂岩体沿泥岩层层理面发生的顺层滑动。该段滑塌影响路基纵向长335 m，竖向高53 m，沿路基中线横向左偏140 m范围以内均为潜在的顺层滑移范围。

2.2.2 滑坡体结构及土体特征

该处边坡滑塌体物质以全、强风化砂岩及泥岩为主。

全风化砂岩：灰黄色，结构构造模糊不清，原岩风化为砂土状，干钻易进尺。

强风化砂岩：灰黄色，细粒结构，层状构造，泥质胶结，节理裂隙发育，岩芯呈短柱状，柱长10～40 cm，岩质较软，锤击易断，岩石质量指标（RQD）=70。

中风化泥岩：红褐色，泥质胶结，层状构造，砂质感较强，局部夹砂岩薄层，层厚2～5 cm，节理裂隙很发育，岩芯呈短柱状、碎块状，柱长5～30 cm，岩质软，手掰易断，RQD=40。

2.2.3 滑塌体成因机制分析

根据现场调查及补充地勘资料，分析认为造成K78+380—K78+715段高边坡局部滑塌主要有以下4个原因。

（1）该地区（四川犍为）强降雨天气较多，受降雨冲刷及浸泡影响，该段高边坡表层岩体自重增大，加之砂泥岩互层中的薄层泥岩遇水变软形成泥化夹层，抗剪强度极差，产生沿岩层层理面的顺层滑动。

（2）该段左侧边坡为顺向坡，岩层倾角上缓下陡，上部为9°～10°，下部为24°～38°，且地形起伏较大，地层产状多变，岩层倾角小于坡角，属于相对不稳定结构，易产生顺层滑动。

（3）该段岩层节理裂隙发育，存在近乎垂直的两组剪节理及一组倾向于路基的层理面，节理与层理的切割会在岩体中形成各种不同的组合体，节理裂隙的切割造成岩体破碎，使边坡开挖过程中易产生滑塌破坏。

（4）边坡在开挖之后产生陡峭临空面，在尚未防护的情况下，临空面上方岩土体沿泥岩层理面发生局部滑塌，影响边坡稳定性。

3 顺层边坡滑坡处治方案

该处滑坡处治原则为尽量少清方，坡面刷坡不出现新的切层，具体处治机理与方案如下。

3.1 滑坡机理及基本处治思路

切层出现顺层滑坡是因为开挖边坡实际地层岩层倾角小于坡角，属于相对不稳定结构，产生顺层滑动。

砂岩层顺泥岩的结合面滑动是因为边坡地质条件为砂泥岩互层，在持续强降雨下，砂岩层下形成软弱的泥化夹层，砂岩体沿层理面在自重作用下顺层下滑形成滑塌[2]。

在此破坏机理下，为阻止砂岩层的滑动，设计采用两排抗滑桩坡脚抗滑短桩+1:2坡面清方+锚杆框架植草防护，以阻止坡面两层砂岩体滑动。

3.2 处治方案比选

推荐方案为“两排抗滑桩+少清方+坡面锚杆防护”方案，抗滑桩位置均位于第一级和第四级平台；比选方案为“两排抗滑桩+1:2全清方+坡面锚杆防护”方案。

推荐方案较比选方案少清方约8万m3。

3.3 顺层边坡滑坡处治措施

处治措施是在现有边坡的基础上，尽量少清方，同时采用两排锚索抗滑桩板墙+坡脚挡土墙+1:2刷坡+锚杆防护，抗滑桩采用直径为2 m和2.5 m的圆桩（旋挖施工），桩间距4 m。抗滑桩采用桩间横系梁连接，横系梁（高度×厚度）为1.5 m×1.2 m。桩间设置锚杆挡土板，锚杆长9 m，柱间挡土板厚0.3 m，采用现浇方式与相邻抗滑桩连接。

3.3.1 各里程段处治要点

（1）K78+380—K78+410段：第一级坡脚设置3 m高挡墙，之上边坡坡率为1:2.0，坡高6 m，平台宽6 m，采用锚杆框架植草防护，一级平台设锚索抗滑桩板墙；第二级边坡坡率为1:3、坡高5 m、平台宽3 m，坡面采用菱形网格植草防护，第三级边坡坡率为1:2、坡高7m、平台宽3 m，坡面采用锚杆框架梁植草防护，第四级边坡坡率为1:1.5，缓边坡到顶，坡面采用植草防护。

（2）K78+410—K78+480段：第一级坡脚设置3 m高挡墙，之上边坡坡率为1:2，坡高7.5 m，平台宽3 m，坡面采用锚杆框架植草防护，一级平台设锚索抗滑桩板墙；其他第二、第三、第四级挖方边坡坡率、高度、平台宽度以及防护措施与K78+380—K78+410段相同。

（3）K78+480—K78+650段：第一级坡脚设置3 m高挡墙，之上边坡坡率为1:2，坡高7.5 m，平台宽3 m，坡面采用锚杆框架植草防护，一级平台设锚索抗滑桩板墙；第二级挖方边坡坡率为1:3，坡高5 m，平台宽3 m，采用菱形网格植草防护；第三级挖方边坡坡率为1:2，坡高7 m，平台宽3 m，采用锚杆框架梁植草防护；第四级挖方边坡坡率为1:2，坡高8.5 m，平台宽3 m，采用锚杆框架梁植草防护，设锚索抗滑桩板墙，抗滑桩项平台宽22.1 m；采用6.25%横坡；第五级挖方边坡坡率为1:2，坡高4.5 m，平台宽3 m，采用锚杆框架梁植草防护；第六级挖方边坡坡率为1:1.5，一坡到顶，采用框架锚杆植草防护。

（4）K78+650—K78+670段：第一级坡脚设置3 m高挡墙，之上边坡坡率为1:2，坡高7.5 m，平台宽3 m，采用框架锚杆植草防护，一级平台设锚索抗滑桩板墙；第二级边坡坡率为1:3、坡高5 m、平台宽3 m，采用菱形网格植草防护；第三级边坡坡率为1:2、坡高7 m、平台宽度3 m，采用锚杆框架梁植草防护；第四级边坡坡率为1:2，缓边坡到顶，采用锚杆框架梁植草防护。

（5）K78+670—K78+715段：第一级坡脚处设置3 m高挡墙，之上边坡坡率为1:1.5，坡高6 m，平台宽2 m，采用菱形网格植草防护；第二级挖方边坡坡率为1:1.5，坡高8 m，采用菱形网格植草防护，边坡平台宽度2 m；第三级挖方边坡坡率为1:1.5，一坡到项，采用菱形网格植草防护。

3.3.2 施工中的临时性措施

（1）清方时，从边坡坡顶处逐级向下清方，清方过程中每开挖一级防护一级。清方之前在K78+380附近提前施工便道运弃土。清方过程中严禁从边坡上向下倾倒土方。

（2）施工过程中做好防水措施，提前在坡顶施工了堑顶截水沟，将坡顶汇集的雨水引出避免直接冲刷边坡。施工至平台时，修砌平台排水沟，将水汇至两侧截水沟排出。雨天采用防水彩条布遮盖住坡面，防止雨水渗入岩层面。

（3）开挖一级，防护一级，防护工程强度达到规范要求时，再开挖下一级边坡。对于框格内采用植草防护的，及时植草，并做好遮盖、养护措施[3]。

（4）施工中及施工后都设置了位移监测桩实时监测边坡稳定情况。位移监测桩纵向每40 m设置一道，横向各级边坡平台及坡顶边坡开挖线外侧处均设置位移监测桩进行实时监测，采用全站仪实时测量位移监测桩的坐标、高程，实时记录监测结果，每周记录至少一次观测结果（每次下雨过后需测量位移监测桩变化并记录测量结果），保证记录结果的持续性和准确性。

3.3.3 施工注意事项

（1）抗滑桩施工由变形小位置开始按跳桩法进行施工，待桩身混凝土灌注完毕7 d后，方可开挖相邻抗滑桩。雨天不得灌桩施工，抗滑桩与桩间横系梁混凝土同时浇筑。

（2）锚孔钻进采用干钻，禁止开水钻进，以确保锚固工程施工不会削弱边坡岩土工程地质条件和孔壁的黏结性能。钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其他意外事故。

（3）锚孔钻进达到设计深度之后，不能立即停钻，要求稳钻1～2 min，防止孔底尖灭，达不到设计孔径要求。孔壁不得有沉渣，必须清理干净。

3.4 滑坡处治效果

本工程严格按照经评审的施工方案施工，加强了施工质量和安全管理措施，施工期间和施工结束后，在坡脚、边坡平台、抗滑桩、堑顶等适当位置设置地表变形观测点、地下位移监测点并定期观测。

根据观测结果显示，处治工程完成后，防护效果良好，边坡稳定，未再次发生滑坡情况。

目前项目已经建成通车。

4 结语

综上所述，在高速公路顺层边坡滑坡处治时，必须查明边坡变形破坏情况、滑坡特征与成因，在尽量少清方的前提下制定合理的处治方案，针对不同里程段边坡实际情况采取不同的处治方案，兼顾工程目标与工程造价，最终实现工程的圆满完工。