大体积路基滑坡应急处理分析

2020-12-23王志鹏覃锟

西部交通科技 2020年8期

关键词：滑坡

王志鹏覃锟

摘要：文章结合某高速公路大体积路基滑坡的应急处治工程实例，分析大体积路基滑坡的成因，并提出相应的解决措施，以期为类似工程实践提供借鉴。

关键词：大体积路基;滑坡;应急处治

中图分类号：U416.1A070234

0 引言

随着高速公路的延伸，越来越多的地区都在兴建高速公路，面临的地质条件各式各样复杂多变。大体积路基应用于不同地质的地区，或多或少会发生一些滑坡，给群众的生命财产造成危害。本文以某高速抢险复工工程为施工背景，对大体积路基滑坡的相关成因及出现滑坡现象表征后的应急处治等施工控制的关键做出一些探讨及分析。

1 大体积路基滑坡成因及监测分析

1.1 引起大体积滑坡的因素

本段路堤为高填路堤，所在路段主要为填方形式，两端为半填半挖形式，填筑高度多为2级～3级，原地面地形为上陡下缓。原地面久已存在滑坡，由于山体开挖引起新的滑坡活动，为典型的工程复活古滑坡。历史施工过程中路堤基本按原设计填筑，路基填筑宽度较大，该路基段填筑完后作为桥梁预制场地及拌合站场区使用，场地内堆放大量已预制未安装的梁片、砂石料和拌和站设备。经过4年时间的堆载，路基受荷载偏压作用产生变形下沉。经计算后推测，路基靠外侧填筑体首先出现变形滑动破坏，滑动模式为折线形，滑动面通过填筑体与下伏基岩间软弱覆盖层。后方填筑体随之出现应力松弛形成牵引式滑动破坏，最后发展成路堤整体的折线形滑动破坏，路基填筑体表面出现多条环形裂缝，路基下边坡挡墙外侧自然边坡受外力作用产生滑移，使得填筑路基加剧变形，最终致使路基中部产生严重错台变形。究其原因，可以分为以下几点：

1.1.1 地形条件

该高填路堤所处地貌为剥蚀低山地貌，相对高差在200 m以上，且路堤所在坡体为环绕式地形，上陡下缓，坡脚有一条冲沟发育，常年水流不息，较大降雨时汇水量较大。坡面残坡积物覆盖层较厚，结合现场勘查情况和查询原详勘报告，厚度约7 m左右，自然边坡表面植被茂密，根系发达。

1.1.2 原填料不合格、施工质量差

复工后，对梁场进行清表处理，并挖除第一级填筑体，根据现阶段揭示填料，填料来源主要为旁边已建隧道弃渣，填筑成分为黏土和碎石混合填料，成分不均一，高液限黏土含量较大，原地面处未按设计要求进行挖台阶处理。

1.1.3 堆载作用

原高速在全面停工之前，该段高填陡坡路堤作为桥梁预制场，在场地内存放有大量的砂石料、拌和站设备、运输车辆、龙门吊设备以及已预制完成未吊装的梁片，根据对预制场梁片的调查并结合原设计图纸计算，单个梁片重约90 t，路堤表面同一段面内最多同时存放有6片，合计540 t静载，经过4年的静置，荷载对路基产生较大的附加应力，加之路堤本身的自重作用，最终加剧了路堤表面的沉降变形。

1.1.4 排水措施不完善

通过现场调查发现，高填陡坡路堤所处地形为环绕式，路堤上部自然边坡较高，汇水面积大，且在上边坡处地形内凹，在降雨量大时地表水大量汇集于此，原施工场地未发现施作有系统的排水设施，地表水停滞于路堤表面，通过入渗路堤的方式排泄，造成路堤内部不合格填料和填方交界面岩土体的软化，加大了自重，降低了岩土物理力学参数，加速风化，从而给路堤滑动创造了有利条件。

1.2 滑坡检测数据

本项目发现路基出现滑坡表征时，立即启动应急预案。首先对该路段周边的施工人员和群众进行疏散安置，再对该路段进行交通封闭组织，然后请第三方监测单位对该路基进行24 h监控。监控数据如表1、图1所示。

1.3 分析滑动面及滑坡严重性

根据监测数据显示，坡体深层变形逐渐加大，存在两个滑动面，上部滑面较快。上部：15～17 m;下部：36～37.5 m。最大变形速率27.18 mm/d为CX2-2监测点监测结果，监测时间为2019-05-09，监测峰值15 m位置，滑坡整体变形速率在逐步增大。路堤监控点的日变形值均有超预警限值，路面裂缝、路基整体累积位移值均已宏观显示，路堤变形速率未稳定。加之春夏交际，雨水较多，对稳定安全造成不利影响，项目立即启动应急反应机制，反压方案立即执行，现场应立即组织施工，对路堤进行有效的处治。

另外，路堤变形逐日变化，设计方案也应随路堤的变化形势进行动态调整，对于目前方案的工后安全应与后期的监控量测数据相结合，综合判断处治方案的安全可靠性。

最后，四方均应密切积极配合应急处治方案的执行，争取项目按期安全通车。

2 路基滑坡处治方案

针对路基出现的问题，项目指挥部召开专家会议进行处治方案讨论，最终确定施工处治方案。首先对路基进行卸载减压，其次完善路基整体及上下边坡的防排水措施，再次对路基进行分部反压，最后用加强型钢管桩对路基进行防护。

2.1 滑坡段路基卸载

处治开始后，先按照方案将滑坡段路基左侧边沟外侧凹陷区域填平区土方清除。这样做既减轻了滑坡段上方的荷載，也使得地表水不再汇集在此处，避免渗透至路基。再及时将施工单位遗留的活动板房等拆除，然后将活动板房区域近三万方土的原有边坡清除，大大减轻了上边坡对原路基的压力，减小滑坡荷载。

2.2 完善路基上下排水措施

对滑坡段路基卸载完成后，要求施工单位完善路基上下边坡的排水措施，防止地表水再对路基造成侵害。排水措施为以下几点：

（1）对路基滑坡段左侧上边坡坡脚排水沟优先加速施工，接顺排水沟并将坡体上部汇集地表水排导至路基范围外，避免上边坡水再次浸泡路基。

（2）封闭上边坡及路基范围内的地表裂缝，防止自然水渗入路基。

（3）尽快完善上边坡坡顶的截水沟，并将水排至路基范围外。

（4）对上边坡喷射防水混凝土并布置仰斜式排水孔，排出边坡土体中的水。

（5）完善中央分隔带排水系统。

（6）将下边坡浆砌片石挡墙部位安装仰斜式排水孔并用片石码砌坡面进行挂网喷混凝土封闭。

2.3 对原路基进行分步反压

为了防止路基持续滑坡，本工程采用反压方案来处治滑坡。方案如下：

（1）首先将原地面表土植被清除。

（2）根据不同的情况对高速路面以下17～20 m以及36～37 m的两个滑动面进行反压处治（详见下页图2）。

（3）利用抛石挤淤施工工艺对底部冲沟进行处理。

（4）土石方进行分层填筑碾压，分层厚度为50 cm，土方压实度≥90%。

（5）反压完成后应立即完善坡面防护和排水措施，防止地表水浸入反压层，造成软化失稳。

（6）进行反压工作时应做好安全交底和原路基的实时监控，如有失稳现象应及时疏散施工人员。

2.4 原挡墙加固

原挡墙对于稳定面以下17～20 m的滑动面有一定的作用，但原挡墙为浆砌片石结构，而且已经出现结构裂缝，需要对其进行加固，保证其稳定下边坡的作用。加固方案如下：

（1）平行于挡墙布设3排加强型钢管桩，钢管采用无缝钢管，规格为外径219 mm，壁厚8 mm。钢管桩出露长度呈阶梯型，单根钢管桩长24 m。第一排桩体内边缘（靠挡墙侧）距挡墙坡脚80 cm，第二、三排桩中心距为1 m，单桩纵向间距1 m，要求采用旋挖钻孔干钻工艺施工成孔，禁止冲孔作业，严禁在挡墙下方震动作业对挡墙稳定性产生扰动。施工时必须保证成型的设计净断面尺寸，钢管采用内丝扣接桩，成桩后管内插入50 kg/m的型钢轨，钢轨采用接头夹板固定连接，接头夹板与钢轨间接缝进行满焊，插入钢轨后在管内注入水泥砂浆，水泥砂浆规格为M30，要求填满固结。

（2）钻孔偏差≤±1°，钻孔过程中必须进行孔向测量，发现偏差超过要求时，应及时纠正。

（3）钢管桩采用H16型钢进行联接，型钢布置方向须确保钢管桩变形时能发挥出最大抵抗惯性矩。在第一排钢管桩支撑与挡墙支撑点处设钢板垫片，以防止挡墙变形时型钢刺入造成挡墙破坏，钢板垫片规格为75 cm×30 cm，钢板四角钻孔。用短锚杆固定在挡墙上，短锚杆长度60 cm，钢管桩支撑与钢板垫片满焊固定。第一排钢管桩支撑体系施工完成后以同樣工艺施工第二、三排钢管桩及型钢骨架。

（4）加强型钢管桩骨架体系完成后，在挡墙外侧立模浇筑护面挡墙，防止挡墙错动开裂，挡墙采用C25混凝土浇筑。浇筑前在挡墙范围内的型钢腰部加焊肋板，以增加型钢与挡墙的整体性，挡墙立模时预留PVC泄水孔，墙体浇筑完成后补钻透浆砌片石挡墙疏通泄水孔。挡墙应分幅施工，分幅长度为6～8 m。

（5）主要施工顺序为：第一排钢管桩→钢板垫片及第一排型钢支撑→第二排钢管桩及型钢支撑→第三排钢管桩及型钢支撑→护面挡墙→补钻深层泄水孔→防锈处理。

3 路基滑坡处治结果

本阶段反压作业区继续往桥头区逐渐拓展，2019-06-06至2019-06-10，深层测斜两级滑动面变形速率预警次数进一步减少，只有两日发生深层测斜变形速率超过橙色警戒值的情况，大部分测点的变形速率均有所减小。见后页图3。

2019-06-11至2019-07-10，连续30日未出现超橙色预警值的情况，各测点的深层测斜变形速率均有减小的趋势，2019-07-11预警等级从橙色警戒降为黄色警示Ⅱ级。

经过大规模反压施工，滑坡总体逐步趋于稳定，总体处治已经完成，达到了预定效果。

4 结语

大体积路基滑坡一直是危害高速公路交通安全的大问题。本文通过介绍某高速公路路基滑坡的成因和处治方法，突出了处治的时效性，用科学技术手段分析出大体积路基的滑坡面，抓住滑坡处治的重点，并通过监测变形数据，分析出本次处治的可行性、安全性、有效性。

参考文献：

[1]刘明友，吕言鹏.高速公路路基滑坡的治理措施[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010（11）：142.

[2]成永刚，吴六政，赵晓彦.高速公路路堤滑坡成因及治理方案研究[J].铁道工程学报，2015，32（9）：25-29.

[3]郎彦涛.高速公路路基滑坡监测技术分析[J].交通世界（建养），2015（3）：84-85.