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摘要：针对清云高速公路K95+440～K95+720段右侧多级路堑边坡滑动现象，通过实地地质调绘、钻探、病害调查等方法，从工程地质、水文地质及施工因素等多方面分析研究，提出治理方案，为类似地质条件下多级路堑边坡滑坡的治理提供借鉴。
关键词：多级路堑边坡 坡脚 滑动 治理方案
1前言
经现场调查，清云高速公路K95+440～K95+720段右侧多级路堑边坡揭露地层主要为全～强风化泥质砂岩、含炭质砂岩、泥岩，下伏中风化灰岩，因基底软弱极易沿风化交界面或顺坡向软弱结构面出现滑动，第三级平台见多处纵向裂缝，深孔位移监测推测滑面位置有突变趋势，并存在整体滑动的可能。
2工程地质条件
2.1地理位置
该路堑边坡位于隔岭村北侧约150m，交通条件较为不便，施工时需修筑简易便道。
2.2地形地貌
该路堑堑顶为陡坡或缓坡地形，线路走向240°，坡向150°。
2.3地层岩性
该路堑施工图设计阶段因各种原因勘探孔未施钻，2017年11月12～12月2日进行了补充钻探，共3个断面11个钻孔，根据钻探和现场调查揭示，场区内的岩土层按其成因分类主要为石炭系下统（C1dc）泥质砂岩、灰岩及其风化层组成。各层分述如下：
（1）全风化泥质砂岩
灰黄色，原岩结构、构造已完全破坏，岩芯多为砂土状、土柱状，岩质极软，浸水易软化（见图2-1、2-2）。揭露厚度5.3～23.4m，平均厚度15.8m，坡脚的5个勘探孔全风化层位于F5断层（图2-5）构造影响破碎带下部。
图2-4 BZK8钻孔揭露的强风化含炭质砂岩
其中坡脚的5个勘探孔为F5断层构造影响破碎带地层：强夹中风化，褐灰色、灰黑色，以含炭质强风化砂岩为主，局部夹中风化砂岩和全风化泥岩，受构造影响颜色杂乱，节理裂隙发育，岩体破碎，岩芯呈碎块状、土夹碎石状，局部块状，岩质较软。
（3）中风化岩
深灰色，岩体较完整，岩芯多呈柱状、短柱状，岩质较硬。揭露深度26.1～40.3m。
2.4地质构造
F5断层：区域断层性质不明，但据现场实地调查为压扭性断裂，走向北东，西南端止于F6断层，北东端于官塘村西南侧为第四系覆盖，走向延伸长约3.7km。断面倾向西北，倾角约60～70°，破碎带宽约5-10m，主要为构造角砾岩，泥质胶结，胶结差，局部为钙质、铁质胶结，部分已硅化。断层与路线K94+300-K95+300 段走向接近平行，在该边坡坡脚通过，见角砾岩，岩性软硬不均，夹中风化砂岩，颜色杂乱，含炭质，对边坡的整体稳定有较大影响。
图2-5 地质构造图
2.5水文地质
边坡区地下水由基岩裂隙水组成，主要接受大气降水下渗补给，岩石裂隙很发育－较发育，含有一定基岩裂隙水，水量受季节变化影响很大。雨季时水量一般，地下水在山脚以泉水型式渗出，旱季干枯。总体而言场区地下水贫乏，本次勘察孔内未见稳定地下水位。
2.6地震
根据《广东省地震烈度区划图》和《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015），边坡区地震基本烈度为Ⅵ度，地震动峰值加速度系数为0.05g，对边坡工程的危害影响不大。
3边坡原设计情况
该路堑为4级坡，最大坡高39.6m，分级坡高10m，一级坡坡率1:0.75，二～四级坡坡率1:1.0。分级平台宽2m。第一、二级坡采用Φ32锚杆（9.0m）框架，第三级坡采用4φ15.24锚索（28.0m）框架，第四级坡采用挂网客土喷播植草。
图3-1 K95+605.016原设计断面
4边坡病害调查及稳定性评价
4.1边坡病害调查
2017年11月4日现场调查时，该路堑已开挖至一级坡中部，四级坡已客土喷播，第三级坡的锚索已钻孔注浆，框架梁尚未施工，第二级坡的加固措施尚未施工。根据开挖揭露，坡面地层主要为全～强风化泥质砂岩、含炭质砂岩，岩性软弱不均，岩体极为破碎，边坡潜在发生深层滑动。
2017年11月16日，该路堑K95+600～K95+620段第二级坡出现滑塌，坡脚见炭质泥岩（图4-1）。
图4-1 K95+600～K95+620段第二级坡出现滑塌，坡脚见炭质泥岩
2017年11月30日现场调查时，第三级平台见多处纵向裂缝，三级坡面吊沟出现多处鼓胀裂缝，堑顶水沟暂未见明显开裂，说明边坡已出现滑动趋势。
2017年12月12日现场调查时，发现第三级平台见多处纵向裂缝，K95+580三级平台测斜孔测得两层滑面，深度分别为13m、23.5m。
4.2监测成果分析
根据深孔位移监测，K95+580三级平台测斜孔推测有两层滑面，深度分别为13m、23.5m（图4-2），K95+570二级平台在16m左右有滑动的趋势（图4-3），K95+540堑顶在16.5m左右也有滑动的趋势（图4-4），目前变形量暂未超限。
图4-4 K95+540堑顶在16.5m也有滑动的趋势
4.3边坡稳定性分析及评价
根据地质勘探、现场调查结合监测成果分析，该路堑全风化层较厚，坡脚揭露断层构造破碎影响带（岩性软硬不均），雨季期间因地下水长期浸泡坡脚软化炭质砂岩、泥岩，其强度降低，潜在发生深层滑动的可能。目前在三级平台可见后缘裂缝，二级坡K95+600～+620段出现滑塌，K95+580断面三级（13.0m、23.5m）、K95+570断面二级平台（16.0m）、K95+540断面堑顶（16.5m）测斜孔推测滑面位置均有突变趋势，如锚固支挡措施不足，边坡发生深层滑动的可能性极大。
随着边坡开挖到坡脚，硬壳层被剥离揭露全风化泥质砂岩，其长期受水后强度急剧降低，因基底承载力不足更易沿风化分界面或顺坡向软弱带发生大规模滑坡。
5治理方案建议
为了确保工程实施的安全及质量，2018年1月召开了专家评审会，经过对现场实地调查和技术资料分析，会后设计单位和咨询单位根据评审意见，形成一致治理方案，具体如下：
根据边坡目前的开挖状况和稳定状态，提出以下设计方案进行比选：
①方案一：第采用锚索旋挖桩（一级平台）+（锚杆、锚索）框架锚固。
②方案二：采用竖向钢花管微型桩（一级平台）+（锚杆、锚索）框架锚固。
③第二级坡采用3排4φ15.24锚索框架加固，锚索设计长度分别为32m、34m、36m，锚固段长度12m，设计荷载480KN，沿线路方向间距2.25m，倾角25°。
5.1滑坡推力及稳定性计算
下面分别对方案一、方案二进行滑坡推力及稳定性计算。
（1）计算方法
计算方法采用不平衡推力法，根据工程的重要性，设计安全系数按Ks=1.2考虑。
（2）计算参数
岩土力学参数参照土工试验结果结合以往设计经验确定。
（3）计算结果
方案一、方案二的坡形坡率基本一致，其计算的剩余水平下滑力和加固后稳定系数计算结果见表5-1～5-2。
表5-1 剩余水平下滑力及加固后稳定系数计算结果（方案一）
5.2方案建议
（1）坡形坡率设计
①坡形坡率维持不变。
（2）防护措施
①维持第四级坡喷播植草。
（3）排水措施
①第一级坡坡脚动态设1～2排仰斜排水孔，孔深20m，水平间距5～10m。
（4）加固措施
方案一（一级平台锚索旋挖桩+锚杆及锚索框架）
①第一级坡设4排Φ32锚杆框架防止浅层滑塌，锚杆设计长度均为11.5m，水平间距2.5m，垂直间距2.5m。
②第一级平台K95+503～+653段设30根锚索桩，桩长27m，桩直径2.2m，桩间距5.0m，桩顶设2m高冠梁，冠梁顶与一级平台平齐，桩上设2排4φ15.24预应力锚索，设计长度均为34m，水平间距5.0m。
③第二级坡设3排4φ15.24锚索，设计长度32～36m，水平间距2.25m，垂直间距3.0m。
④维持第三级坡既有的锚索框架，锚索设计长度均为28m，水平、垂直间距3.0m。
方案二（一级平台竖向钢花管微型桩+锚杆及锚索框架）
①第一级坡K95+503～+653段设3排4φ15.24锚索，设计长度32～34m，水平间距2.25m，垂直间距3.5m。两侧采用4排Φ32锚杆框架防止浅层滑塌，锚杆设计长度均为11.5m，水平间距2.5m，垂直间距2.5m。
②碎落台、第一级平台K95+503～+653段设各2排Φ89×4.5竖向钢花管，设计长度分别为23.0m、25.0m，排距1.0m，水平间距2.25m。
③第二级坡设3排4φ15.24锚索，设计长度32～36m，水平间距2.25m，垂直间距3.0m。
④维持第三级坡既有的锚索框架，锚索设计长度均为28m，水平、垂直间距3.0m。
方案一的抗滑桩更为可靠，但旋挖桩禁止采用水钻；方案二的竖向钢花管注浆受施工队伍的影响较大可靠性相对较底，需要选择有经验的专业队伍施工。
6结束语
（1）对于复杂地质环境路段，前期勘探设计期间需引起足够重视，选线时尽量避开。否则，工程实施阶段可能造成较大规模滑坡灾害，后期变更设计加固付出昂贵的代价。
（2）对实施阶段易出现边坡病害的地段前期需做好监测，以便为后期治理方案提供提供有力的科学依据，确保工程质量、安全及工期。
（3）设计单位针对本段多级路堑边坡病害现场进行了充分的调查，补充了大量的勘察工作，并结合边坡的监测成果，对滑坡的滑动面、破坏机理、规模等综合判断，综合考虑施工安全性、耐久性、工期、造价等因素，对方案一和方案二进行细化完善，经技术经济必选，采用方案二加固措施。
（4）竖向钢花管注浆及锚杆及锚索框架的施工质量至关重要，需选择有经验的专业施工队伍。施工时应坚持“开挖一级（或半级）、加固一级（或半级）”的原则，并注意阻止雨水向下渗透，同时加强施工期间的边坡动态监测。
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论文作者:马同辉
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/28
标签：间距论文; 砂岩论文; 方案论文; 框架论文; 病害论文; 滑坡论文; 平台论文; 《防护工程》2019年第1期论文;