浅谈运营高速滑坡灾害应急抢险处治

赵琳

（四川达陕高速公路有限责任公司，四川 达州 635000）

1 概述

近年来，西部地区地质灾害日趋严重，特别是边坡滑坡已成为影响高速公路运营安全最主要的灾害之一，我国每年因滑坡灾害造成的损失数以亿计[1]。道路滑坡灾害不仅造成巨额经济损失，还直接影响了社会经济的发展，因此高效的治理路段地质灾害，及时排除险情、恢复公路交通正常运行，对保障社会经济正常运行有重大意义。本文以四川达陕高速某路堑段滑坡治理工程为例，就前期如何高效应急抢险、以尽早恢复交通，后期永久治理滑坡体、保持边坡稳定，进行了分析和研究。

2 工程概况

达陕高速某段右侧边坡为挖方边坡，边坡高度约30～40m，其小桩号侧与大桥相接，坡脚有一地方道路经过，建设期该段边坡分四级开挖，每级边坡坡高10m，其中一、二级设计坡率为1:0.75，三级边坡为1:1，四级边坡为1:2，一、二级边坡采用锚杆框架梁支护，框架梁间距均为3×3m，锚杆长度为8m[3]。

3 灾害情况

2021 年7 月，受强降雨影响，达陕高速某段右侧边坡坡体出现变形迹象，起初局部出现裂缝，坡脚地方道路局部发生隆起。随着降雨的继续，坡体滑移变形加剧，发生了垮塌，滑坡后缘高度约35～38m，厚度约7～8m，沿路线方向宽度110m，滑体规模约60000m3，为小型滑坡。该滑坡导致高速公路右侧坡脚处地方道路约70m 的水泥路面被剪断损毁，并向上拱起约2～3m，高速公路此段应急车道路面也出现了不同程度的鼓胀、反翘、隆起现象。坡顶滑坡后缘处出现长约70m 的拉陷槽，最宽处约2m，深度约3～4.5m，位于坡顶滑坡后缘的信号塔和电线杆受滑坡影响已倒塌损坏，滑坡后壁基岩上可见擦痕,滑坡表面发育多条张拉及剪切裂缝，最宽约1.0～1.5m。此段框架梁完全损毁，已完全丧失边坡防护作用，见图1。

图1 滑坡灾害鸟瞰图

4 灾害原因分析

根据现场查勘，本段边坡地质主要为三叠系上统须家河组砂泥岩互层，边坡的坡向为135°，边坡岩层产状为193°∠43°，表层岩体严重风化，两组节理裂隙较发育，分别为J1:69°∠63°，呈微张状，延伸长度5～7m;J2:330°∠67°，呈微张状，延伸长度6～8m，结构面泥化现象明显，节理裂隙内铁锰质浸润填充。该段边坡岩体为斜交顺层结构，且表层风化严重，岩体破碎，受2021 年7月川东北连续强降雨的影响，地表水下渗弱化岩体层面及软弱结构面，导致该段边坡发生顺层岩质滑坡灾害，见图2。

图2 边坡结构面泥化严重

5 处治工程措施

为及时排除滑坡灾害，减轻本次滑坡引起的严重社会影响，及早恢复本段高速公路的正常通行，尽早恢复社会经济秩序，本次处治工作按照两个阶段进行，即应急抢险处治阶段和永久处治阶段[4]。

5.1 应急抢险处治措施

根据该段滑坡灾害特征，拟采取如下五项应急抢险处治措施，见图3。

图3 应急抢险处治流程图

5.1.1 交通管制

立即封闭高速公路右幅道路，做好该段高速公路交通管控渠化措施。

5.1.2 变形监测

分别对边坡进行裂缝发展观测和坡体地表位移监测，监测均按1 次/天进行，雨天加密监测，监测周期不少于4 个月。一旦发现变形明显加速迹象应立即采取安全应急措施，撤离现场施工人员、封闭该段高速公路左右幅双向道路。

5.1.3 回填反压

立即采用吨袋装砂对滑坡段边坡坡脚进行回填反压，回填反压体顶宽9.5m，高度为8m，占用应急车道1.5m，回填反压坡比1:0.75，紧靠边坡进行回填反压，两侧采用锥坡的型式收边，反压应从变形体中心桩号往两侧进行。

5.1.4 清理路面

及时清除占用高速路面范围内的滑坡堆积体，见图4。

图4 应急处治后现场

5.2 永久处治措施

拟采用以“抗滑桩+压力注浆锚杆+挂网喷砼”为主的方式[3]，对达陕高速本次滑坡段边坡滑移变形灾害进行永久处治设计。

5.2.1 抗滑桩截面选择

抗滑桩对滑坡体的工作机理是利用抗滑桩插入滑动面以下的稳定地层对桩的抗力(锚固力)平衡滑动体的推力，当滑动体下滑时受到抗滑桩的阻止，以此让滑动体达到稳定状态。

滑坡地质灾害治理方式中，抗滑桩是常用的施工方法之一，抗滑桩一般采用钢筋混凝土桩，断面形式有圆形和矩形，施工方法有人工挖孔、旋挖成孔、沉井成孔等方法。

因本次发生灾害部位较为特殊，是在运营中的国家级干道，对社会经济影响较大，为尽早排除险情、恢复正常通车，在考虑抗滑桩实施方案比较中，将对比实施方案的操作性、工期、安全、质量保证、造价进行对比分析，得出了圆截面抗滑桩较为可行的结论。按照常规施工，圆形截面桩基一般采用钻机施工，机械化程度相对较高，方形截面一般采用人工挖孔。

（1）工期和造价。结合滑坡体现场情况，圆形截面采用钻孔桩可采用旋挖钻机干成孔方式，方形截面采用人工挖孔方式，其工作内容、时间对比如表1 所示，其中成孔速度相差10 余倍。

表1 不同截面施工方式工作内容及造价对比表

（2）施工安全性分析。根据沉孔方式不同，对矩形截面的人工挖孔形式以及圆形截面的旋挖钻孔形式进行了危险源分析，综合危险源类型及发生概率，圆形截面要优于矩形截面的成孔方式，见表2。

表2 不同截面施工方式危险源分析表

（3）施工组织。场地要求：施工组织方面，旋挖钻孔要求机械作业平台，旋挖钻孔遇地下水等地质较差情况，需泥浆护壁，要设置泥浆池，对场地要求较高，不适用地形较狭窄的工点；人工挖孔桩工艺不需要大型的设备和机械，对施工场地要求也较小。

成孔效率：人工挖孔桩遇到坚硬孤石或基岩强度较高时，需辅以水磨取芯法或小型爆破（因扰动较大、影响滑动体稳定性及运营安全，不推荐在运营高速边坡使用），施工效率较低。旋挖钻孔可根据地质情况配置适合该岩性的钻头，一般在砂卵石地层采用短钻筒，在粘土层采用长钻筒，以提高钻进速度；若软土地层中存在个别孤石、漂石或局部较硬岩石地层的时候，可先采用长、短螺旋钻进行局部处理，待处理完成后再换上适合本层地质的钻筒继续钻进。与其他钻孔工艺相比，旋挖钻机具备较大的回转扭矩，并可根据地质软硬程度自动调整扭矩。因旋挖钻的出渣是采用从孔内直接提取岩土的方式，故其钻进效率较高。一般旋挖钻工效在粘土层可达4～6m/h，在土层、砂层的钻进速度可达10m/h，是普通回转钻进的3～5 倍，甚至更高[6]。

钢筋加工：圆截面桩基的钢筋为圆形钢筋笼，一般集中在钢筋场加工，效率高、质量易于控制；而矩形截面桩基钢筋一般在现场制作安装，效率低，质量控制较弱。

经分析比较人工挖孔及机械旋挖成孔两种方式的建设工期、工程造价、施工组织等方面，综合认为旋挖机械成孔方案优于人工挖孔方案。

5.2.2 具体处治措施，见图5。

图5 永久处治措施流程图

根据设计单位对滑坡的稳定性计算结果，在本滑坡段右侧坡脚地方道路外侧设置一排圆形旋挖抗滑桩进行支挡，具体设置如图6 所示。

图6 滑坡永久处治方案

（1）圆形抗滑桩，采用机械旋挖成孔，桩径2m，桩长为18m，锚固段为9.5m，桩间距4 米，共27 根。施工抗滑桩时，应从两侧逐渐拆除反压体后及时施作，抗滑桩桩后与边坡之间的空隙应立模一起浇注。使之成为整体，促使坡体变形快速收敛，也可避免桩后直接回填，回填体压实度无法保证，对加固坡体变形效果不佳的不利影响。

（2）桩间外挂挡土板:抗滑桩开挖后在桩间外挂现浇挡土板，采用C30 砼浇筑;挡土板下设0.5m×0.5m 的基座，采用C30 砼。

（3）桩后回填反压:挡土板背后回填碎石土至桩顶高程，顶部采用C20 砼封闭，厚10cm。

（4）坡面清方:总体施工顺序按从上往下，从两侧向中间的方向进行。首先应拆除坡面损坏的框架梁，然后按设计坡比清方。每级平台采用10cm 厚C20 小石子砼进行封闭。整个清方应逐层向下开挖，每层开挖厚度不应超过0.5m，清方至抗滑桩桩顶高程。

（5）压力注浆锚杆+挂网喷砼: 采用的锚杆长度为14～20m, 倾角20°，锚杆间距为3.0×3.0m，锚杆直径Ф32。坡面采用挂钢筋网片+喷射混凝土防护，在坡面的喷砼层上设置φ8cm 泄水孔。

（6）在滑坡后缘拉陷槽中回填粘土。

（7）恢复路面及排水沟等设施。

（8）加强后期监（观）测。

滑坡处治完成如图7 所示。

图7 滑坡处治完成后鸟瞰图

6 结论

经过三个余月的应急抢险，本段运营高速按原计划顺利恢复正常通行。截止目前，经过约六个月的边坡稳定性监测结果显示，该边坡一直处于稳定状态。故可得出利用圆形截面的抗滑桩进行边坡滑坡处治是可行的。而且圆形截面的抗滑桩施工具有质量易控制、施工周期短、安全风险小等特点，在滑坡、塌方等边坡应急抢险工程处治中具有较为明显的优势，可供类似应急抢险工程借鉴。