胡万美 王德云 陈海波

中国葛洲坝集团股份有限公司 湖北 武汉 430033

近年来，随着国家对高速公路建设投资力度的加大，我国山区高速公路工程建设迅速发展。山区地质地形复杂，高速公路建设过程中滑坡、溶洞等病害问题突出，相关的处置费用不可预见且导致工程造价显著提高[1-8]。本文对宣杨高速公路K2K49＋900—K2K50＋080滑坡体形成原因进行探讨分析，结合现场踏勘、地质补勘，探明滑动面，验算分析下滑推力，并对处置方案进行合理比选和施工优化，总结提出了滑坡治理的注意事项和防治措施。

1 工程概况

宣杨高速公路K2K49＋900—K2K50＋080段原设计为路堑三级挖方边坡，主要地质情况为：上覆第四系全新统残坡积层（Q4dl＋el）碎石、粉质黏土，下伏基岩为二迭系上统峨眉山组（P2β）玄武岩。根据钻探揭露地层，从上至下为：第四系全新统残坡积层粉质黏土，厚度为0.6～5.5 m；粉质黏土夹碎石土，钻探揭露厚度为0.5～6.5 m；二迭系上统峨眉山玄武岩组全风化玄武岩，钻探揭露厚度为0.7 m；强风化玄武岩，钻探揭露厚度为4.4～18.3 m；中风化玄武岩，厚度未完全揭穿。2019年5月，开挖至第二级底部时，二级边坡前缘开始出现剪出裂缝，带动上覆粉质黏土层土体出现了滑坡，危及上侧山体上500 kV高压铁塔安全，施工单位立即停止了开挖。随着变形的发展，边坡中部也逐步出现了裂缝，后缘也出现裂缝，裂缝最宽处达1 m，深度2～3 m，裂缝张开方向与坡面倾向基本一致，斜向小里程方向，形成工程滑坡（图1）。经过各方现场勘察，形成处理方案纪要，并经过补充勘察，于2019年6月提供设计变更处置文件。

踏勘现场后对边坡前缘填土进行了反压临时应急处理方案，反压高度同二级平台顶，土体截面8 m×8 m，1∶1.5坡率，反压后边坡变形得到了遏制，趋于稳定。

2 滑坡体地层及形态

滑动面在泥质砂岩全风化层（粉质黏土），滑坡体为土夹石地层滑坡，滑动面为泥质结构。滑体剪出口上倾角度10～15°，剪出口滑出位移1.2 m左右，主滑段剪出口离地面深度10～14 m，剪出口沿原二级坡向上倾斜，滑坡体后沿台阶高1.5 m左右，裂缝宽1 m，裂缝位移方向和山体坡面一致（图2）。

图1 滑坡边界示意

图2 滑坡全貌

3 滑坡原因分析

滑坡发生后，为及时了解滑动面地层情况，现场共布置补勘钻孔4个，补勘揭露地层从上至下为：粉质黏土、强风化泥质砂岩、中风泥质砂岩。

场地地下水主要为基岩裂隙水，主要赋存于基岩裂隙中，由大气降水和相邻含水层补给，顺着裂隙向地势较低的相邻含水层径流排泄，富水性较差，透水性一般，水文地质条件属较简单类型。

经区域水文、地质、地形地貌综合分析，初步判断本滑坡的形成和发展是各种自然因素叠加的结果。

主导因素：斜坡分布有坡积松散堆积物，为滑坡的形成提供了源物质。斜坡上粉质黏土、粉质泥岩松散堆积体为滑坡的发生提供了足够的滑动物质，且泥质粉砂岩遇水易软化，路基开挖过程中导致基岩裂隙水顺岩层排出形成滑动面。地形前陡后缓，为滑坡提供了活动空间，滑坡区上部为缓平台，下部边坡的临空面较大，在地形上为滑坡提供了活动空间。

激发因素：施工开挖扰动形成了不利影响，目前施工开挖斜坡中前部2级边坡，形成约16 m的台阶状临空面，且局部已揭穿岩土分界面，对土体形成了扰动，弱化了坡体中前部的抗力；对斜坡稳定性产生了不利影响。堑顶外5 m左右有村民新建房屋，同时堆放了建筑材料，形成荷载，加剧了滑坡的形成。

2种因素结合，在坡脚开挖形成临空面，分层土体在地下水的作用下沿滑动面剪出破坏，最终产生滑坡体。

4 滑坡检算及分析

4.1 滑面的选择及参数反算

根据滑坡后缘和剪出口形态，基本确定滑动面近似圆弧形。根据裂缝位置，选取代表性的断面K2K50＋020进行综合内摩擦角反算。下滑安全系数取0.98，通过反算得到综合内摩擦角为11.3°。

4.2 下滑推力计算

采用宽平台卸载，尽量卸载主动区土方，保留被动区土方。安全系数采用1.15，综合内摩擦角为11.3°，利用路基工具箱计算剩余下滑力。经计算（图3），在主滑断面12#分块处设置抗滑桩，天然状态工况下，桩位下滑力为528.5 kN/m，剩余下滑力计算结果为366.5 kN/m，故以528.5 kN/m作为抗滑桩设计推力。

图3 滑坡体分块示意

5 滑坡处置方案

5.1 原设计方案

该段原设计为挖方三级边坡，第一级边坡设重力式路堑挡土墙，墙高3.5～9.5 m，挡墙胸背坡率为1∶0.3。挡墙墙身采用C20片石混凝土浇筑。第二级边坡采用框架锚索加固，坡率1∶1，锚索长25 m。第三级边坡采用骨架护坡，坡率1∶1.25。

5.2 应急抢险措施

1）地表裂缝处理。对坡体已发生的裂缝应采用黏土回填、夯实封堵，并采用塑料布覆盖，同时，对已破坏的山坡截水沟进行修补完善，修补数量按实计量。

2）坡面排水设计。为避免降雨过程中的雨水下渗，导致土体受浸泡而强度降低引起更大破坏，采取如下措施：在坡顶外5 m处设置完善的山坡截水沟，确保雨水不再灌入裂缝中；在加宽平台上设置3道截排水沟。

3）回填反压工程。在抗滑支挡工程尚未实施之前，拟采用回填反压等临时措施，防止变形体进一步变形失稳。回填至原设计二级平台处。反压体顶宽不小于8 m，回填土方压实度要求不小于93%。

5.3 治理方案选择

该段由于路基开挖后形成临空面而诱发滑坡，变形体物质主要为泥质砂岩全风化层（粉质黏土），物理力学性质较差。针对变形体的物质成分和成因，考虑施工便捷性和上侧山体上500 kV高压铁塔安全，采用宽平台卸载＋采用埋入式抗滑桩方案。

5.3.1 抗滑桩设计

考虑雨季即将来临，为尽快完成滑坡治理，避免产生次生灾害，确保工期不受影响，采用便于机械施工的圆形抗滑桩，抗滑桩布置如下：K2K49＋940—K2K50＋081左侧35 m处设置1排抗滑桩，抗滑桩共48根，编号1#—48#，其中1#—12#抗滑桩长20 m，13#—48#抗滑桩长25 m。抗滑桩直径1.5 m，桩间距3 m，每3根抗滑桩采用连梁连接，抗滑桩伸入连梁0.5 m进行锚固，每段连梁长9 m，宽2.5 m，高1.5 m，连梁间设置2 cm沉降缝。

5.3.2 坡面防护设计

第1级坡面采用拱形骨架防护，拱形骨架下设置支撑渗沟；第2级坡面采用拱形骨架防护；加宽大平台采用植草防护；第3级边坡采用框架锚索防护，锚索长25 m，设计锚固力420 kN；第4级边坡采用框架锚杆防护。

6 结语

依此方案施工完成后，边坡的整体稳定性得到了保证，也确保了上侧山体上500 kV高压铁塔的安全。该段滑坡体路基处置后已作为本项目的预制梁场投入使用，达到了满足既定工期和节省投资的经济效益目的。目前国内高速公路建设大多采取PPP模式，普遍存在因建设基本程序和项目施工同步进行，导致设计未批复或设计深度不足的问题，且山区高速两阶段施工图设计因为缺乏必要的基础资料（如地勘、水文等资料），造成设计方案在施工过程中很可能需要修改和调整，故山区高速公路在进行优化设计时，首先应认真分析原设计意图，不能一味追求线性指标和经济效果。在选择滑坡病害防治措施前，应详细调查地形、地质和水文条件，充分分析病害原因，综合考虑各种因素后，方可确定设计方案。在对滑坡实施整治施工之前，要掌握滑坡地段的土质情况、土方大小以及滑动程度等资料信息，制定科学合理的施工方案，以保证安全、质量、工期，并节省投资。