耒宜高速公路某段滑坡治理分析

总第１２８期　２ＯＯ６年第１２期　西部探矿工程　ＷＥＳＴ—ＣＨＩＮＡ　ＥＸＰＬ０ＲＡＴＩ（）Ｎ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　ｓｅｒｉｅｓ　Ｎｏ．１２８　Ｄｅｃ．２ＯＯ６　文章编号：１（）（）４—５７１６（２００６）１２—０３０２—０３　中图分类号：Ｕ４５５．７＋１文献标识码：Ｂ　耒宜高速公路某段滑坡　治理　分析　郑杰圣　，侯伟生　（１．福州大学岩土工程研究所，福建福州３５０００２￣２．福建省建筑科学研究院，福建福州３５０００２）　摘要：简述了耒宜高速公路Ｋ４７１＋９９Ｏ～Ｋ４７１＋Ｏ５０路段滑坡的地质条件、形成原因等。据滑坡特征，经多次研究分　析后，决定采用以预应力锚索抗滑桩、网格梁和挡土墙为主，排水、护坡为辅的综合治理措施。　关键词：滑坡；预应力锚索；抗滑桩；治理　京珠国道主干线湘境高速公路末阳至宜章段于２００１年１２　零星露头，该层呈中厚层状构造，层面及产状特征不明显，钻探结　月２８日建成通车。通车两年多来，已经出现多次滑坡失稳现象。　现公路里程为京珠线湖南段贯通后新编里程，Ｋ４７１大致相　当于未宜高速公路在建时的Ｋ２４９里程（以下均用新里程），高速　果表明．场地内未见断裂构造迹象。　１．３地层岩性　根据地表调查及钻探揭露情况，场地内下伏基岩为石炭系　灰岩，其上覆土层主要原始成因为人工填土、坡积含角砾粘土、坡　残积粘土，由于原滑坡为土岩交界面产生的滑坡，在滑坡周界内，　它们均为滑坡堆积物。其中：人工填土层的厚度为０．６～２．６ｍ；　含角砾牯土层的厚度为３．２０～１　７．３Ｏｍ；粘土层的厚度为０．６１～　１．７０ｍ；钻孔钻入石炭系灰岩的深度为５．１０～１３．６０ｍ，层厚不　祥。　１．４水文地质条件　本区属亚热带季风气候，温暖潮湿多雨，４～８月份为雨季，　公路在建时，Ｋ４７１＋０２３　１４０左侧已形成边坡失稳现象，滑动形　成的裂缝贯通呈明显的滑动周界线状特征。对此，当时Ｋ４７１＋　０１０￣Ｋ４７１＋０４０段采用一级平台上设锚杆抗滑挡墙，距一级坡　脚４０ｍ向坡上设四排树根桩抗滑设施，该支护段两侧边坡采用　分级放坡，设锚杆加网格梁护坡。目前，在Ｋ４７０＋９９０～Ｋ４７１＋　０５０段形成的滑坡，继承了原滑动周界特点，并已形成显著的滑　动破坏。滑动导致原设置的树根桩及其上网格梁整体下滑，沿滑　坡周界两侧锚杆网格梁被剪断、拉裂、扭转，梁内钢筋外露并被扭　曲。截、排水沟错断，矢量位移达３ｍ左右。滑坡体从锚杆抗滑挡　墙顶部溜顶而出，堆至前部平台和塌落至公路边沟中，已经对高　速公路正常使用造成危害，并存在危害进一步扩大的趋势。　１　滑坡工程地质条件　１．１　地形地貌　场地地下水主要为第四系土层中的上层滞水，主要赋存在滑坡　堆积体一含角砾牯土层中，其地下水补给来源主要为大气降水，　水量与水位受季节影响较大，勘察时见到混凝土挡土墙的排水　孑Ｌ有大量的地下水流出，除ＺＫ８钻孔外，其余钻孑Ｌ钻至该层土层　中时出现漏水现象，不返水，表明含角砾粘土层的透水性较好，勘　Ｋ４７１左侧滑坡位于郴州市许家洞镇何家村境内，该村原始　地貌为丘陵，耒宜高速公路由丘陵坡腰以切方形形成通过，在左　侧形成高路堑边坡。滑坡处山坡成“凹”形坡，坡面向公路方向倾　斜。坡顶与公路路面高差约９０ｍ，公路路堑施工后改变了为原始　地貌的原支护边坡，Ｋ４７１＋０１Ｏ～Ｋ４７１＋０４０段为三级边坡，第　一察时刚进入雨季，测得地下水稳定水面埋藏深度为２．２０～　Ｉ６．５ｍ。　根据本次在ＺＫ６钻孑Ｌ内采取地下水试样的水质分析结果，　按《公路工程地质勘察规范＞＞（ＪＴＪＯ６４－－９８）有关标准判定，场地内　地下水对砼结构无腐蚀性。　２　滑坡分析　２．１　滑坡成因　级高约９ｍ，上部设４ｍ平台；第二级坡比为１：２．５，长度２５～　３０ｍ；第三级坡比为１：２左右，长度３０～４ｏｍ，在该段两侧分别　为三级和七级放坡，坡比为（１：１．５）～（１：１．７５）。重新动的滑　高速公路建设时，实际上由路堑开挖形成的原滑坡，是本次　滑坡最直接的内因。原治理的不彻底为滑坡的重新活动埋下了　隐患。具体分析如下：　高速公路在建设时，路堑开挖形成临空面，导致边坡应力重　坡在Ｋ４７０＋９９０￣Ｋ４７１＋０５０段，横宽约６０ｍ，纵长约１ＯＯｍ，因　滑塌破坏，滑坡周界内支护形态被改变。新生的滑坡壁、滑坡裂　缝等微地貌多见。在滑坡周界上部十多米内可见滑坡形成后牵　引形成的拉张裂缝，其顶部与公路路基高差约６０ｍ。　Ｉ．２地质构造　新分布，应力向临空面集中，边坡内部由局部蠕动塑性变形发展　至塑性区扩大延伸，形成滑坡面，由蠕动变形量的积累，到质的整　体滑动的形成，形成了原滑坡。原滑坡滑面基本上沿土岩界面。　原滑坡治理时，前缘锚杆混凝土抗滑挡墙对以原滑坡滑面特征　该区域内距离最近的构造为苏仙岭逆断层，其距离该滑坡　区最近处约６０００ｍ，未直接影响该滑坡的生成及稳定性。　滑坡区岩性为灰岩，一般为第四系土层覆盖，边坡上局部有　的深层滑动起到阻滑作用，其中后部设置的树根桩端基本上仍　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６焦　郑杰圣，侯伟生：耒宜高速公路某段滑坡治理分析　第１２期　３０３　在原滑坡体内，对滑坡的抗滑贡献十分有限，在雨季，雨水下渗坡　滑坡处于不稳定状态，应进行治理。　体，加大滑坡体重度（即加大下滑力），软化、水解和润滑原有润滑　２．４滑坡推力计算　面（即降低抗滑力），导致滑坡重新活动，重新活动的滑坡轻松通　根据滑面形态，采用剩余推力法计算抗滑力。　过抗滑树根桩，向下滑动，深部滑体至锚杆混凝士抗滑挡墙受阻，　Ｅ—　Ｗｉｓｉｎｓｉ＋　Ｅ　ｌ—Ｗｉ　ＣＯＳｅ；ｔａｎ￣ｏｉ—Ｃｉ１ｉ　在浅部形成新的滑面，由于锚杆混凝土抗滑挡墙以上，边坡仍有　式中：Ｅ，　一一第ｉ，ｉ－１条块的剩余下滑力；　一定的高差，此临空面为新滑面从前缘反翘溜顶而出提供了条　ｗ。一一第ｉ条块的重力；　件。　ｅｉ－…一第ｉ条块所在滑面的倾角；　综上所述，路堑施工时形成的原滑坡、前缘施工中堆填的人　ｃ．，ｌｉ一第ｉ条块底面内聚力及底面长度；　工填士强度较低、原抗滑措施的不尽合理以及雨水下渗坡体，各　一一传递系数，‘ｌＪ．：ＣＯＳ（ｅｌ—ｌ－－ｅｉ）一ｓｉｎ（￣一ｌ　ｍｅｉ）ｔａｎ￣ｑ；　种原因的叠加是滑坡重新活动的综合原因。　——设计选取的安全系数。　２．２滑动面确定　对于Ｋ４７０＋９９０￣Ｋ４７１＋０５０滑坡，考虑到当时正处于夏季　表１选用强度参数　多雨季节，坡体蠕动变形的速率较快，故决定以钻孔及测斜来确　定滑动面。经过一个星期左右的钻探及测斜工作，最终确定了目　前产生滑动的滑坡面，其中ＺＫ２以上为土岩交界面，ＺＫ２以下滑　面位于粘土层中。　２．３滑坡稳定性评价　选择滑坡主轴线所在断面Ｋ４７１＋Ｏ２８，采用折线滑面型滑坡　稳定性计算公式计算，同时考虑地下水作用，地下水按全饱水及　从工程的重要性考虑，设计滑坡加固后的安全系数　为　实测水位分别计算。地震作用按Ⅵ度考虑。计算采用的岩土强　１．３０，则每延米宽滑体应提供８８０ｋＮ／ｍ的被动抗力，才能保证滑　度指标是通过实验，经分析比较选用峰值与残余抗剪强度之间　体的稳定。　较合适的ｃ、　值并结合滑体反算后得出的。取用的强度参数见　３　滑坡治理工程措施　表１。　根据滑坡各地段的地质条件和滑坡推力的大小，经多次分　按《岩土工程勘察规范》（ＧＩ３５Ｏｏ２１—２００１）第五章第５．２．８　析研究后，决定采用预应力锚索抗滑桩、网格梁和路堑坡脚挡墙　条之验算公式，及工程地质计算剖面图所示进行验算。计算结果　为主，护坡、排水为辅的综合治理措施。滑坡综合治理示意图如　表明，该滑坡稳定性系数为０．９７，结合设计人员的经验，判断该　图１所示。　图１滑坡综合治理示意图　维普资讯 http://www.cqvip.com

Ｄｅｃ．２００６　西３０４　部探矿工程　Ｎｏ．１２　３．】预应力锚索抗滑桩　（２）钻进成孑Ｌ。采用改进的地质钻机或用锚杆钻机钻进，孑Ｌ　径为　１］Ｏｍｍ。成孔后孔底留１～２ｍ超深沉渣段，同时要保证　于Ｋ４７Ｏ＋９９０～Ｋ４７１　４－０５０段左侧一排设置抗滑桩，其中　１＃、２　抗滑桩截面尺寸为２ｍ×３ｍ，桩心间距６．０ｍ，桩长２０ｍ；　３　～９　抗滑桩截面尺寸为２ｍＸ３　ｎｌ，桩心间距６．０ｍ，桩长１】～　滑面下孑Ｌ深不小于设计要求。　（３）制作、安装锚体。采用ＡＳＴＭＡ４１６—８７ａ标准　１３　ｎｌ。每根抗滑桩上设１根６００ｋＮ的预应力锚索，锚索距桩顶　６　１５．２４ｒａｍ钢绞线制作锚体，对非锚固段，外设防腐层。锚体　中部设一英寸（２５．４ｍｍ）钢管，兼作导正架及二次注浆管。每隔　为１．２０ｍ，锚索长度为２５～３５ｍ，锚固段长度为８ｍ，水平倾角为　２０。～３０。，锚索的设计孔径为１　１０ｍｍ。　３．２网格梁　为了防止雨水冲刷滑坡表面的土体，本设计采用网格梁及　灌木从防止雨水冲刷。网格梁采用３０ｃｍ×３０ｃｍ截面的混凝土　梁，每根梁与道路的中心线的夹角为４５。，网格梁的上表面设有　小的挡水小墙。网格梁中间部分采用种植的灌木丛防止雨水冲　刷。网格梁中的钢筋采用　１４的钢筋，箍筋采用　８．每隔２５ｃｍ　设置一道箍筋，纵向钢筋采用通体配筋。　３．３排水　于滑坡体后缘设梯形截水沟，并与原来的截水沟相连，防止　水流冲刷及灌入滑体；滑坡体的上部边缘设置混凝土和毛石砌　起的挡墙来防止上部土体继续下滑和雨水浸入滑坡体，挡墙高　平均为３．５ｍ，上部宽度为８０ｃｍ，底部宽度为２００ｃｍ，斜面为１：１　的坡度。　３．４坡脚挡墙　加高原锚杆混凝土抗滑挡墙，并在其上设置一排锚索，为滑　坡体提供一个刚性的支挡体，以防止坡脚的剪切破坏。　４抗滑桩施工　为了保证施工的正常进行和安全，不宜对滑动面大范围扰　动，因而选用了人工挖孔方式。为准确确定滑面，以便确定桩长，　每班均需有专人跟班实测并编录。成孔后及时灌注混凝土。成　桩后的桩顶为斜面，并预留１１０ｍｍ的锚索孔，其方向垂直于斜　面。桩体养护２８ｄ后与锚索张拉固定，并施加预应力。　（１）护壁施工。护壁施工采取一节组合式木模板拼装而成。　拆上节、支下节循环周转使用。砼用吊桶运输，人工浇筑。上部　留１００ｍｍ高作浇筑口，拆模后用砼堵塞。　（２）挖孔施工。挖孔由人工自上而下逐层用镐、锹进行。遇　坚硬土层用锤、钎破碎，挖土次序先挖中间部分后挖周边，允许尺　寸误差为＋５ｃｍ。弃土装入活底吊桶内，垂直运输。吊至地面上　后，用手推车运出。　（３）桩身砼浇筑。砼采用商品砼。砼要垂直灌入桩孔内，并　连续分层浇筑，每层厚度不超过１．５ｍ，并分层捣实。对于人工振　捣困难时，就在砼中掺水泥用量０．２５　木钙减水剂，使砼塌落度　增至１３～１８ｅｍ，利用砼大塌落度下沉使之密实。桩上部钢筋部　位仍应用振捣器振捣密实。　５锚索施工　（１）钻孔定位。为确保锚索成孔质量，防止破坏成桩，必须　实测预留孔的方位及倾角，调整好钻机位置，保证锚索孔按设计　角度施工。　２．４ｍ设导正架及隔离架一副。锚体对正、轻压，慢下至距孔底　０．５ｍ处终止。　（４）注浆。锚索入孔后，由一次注浆管注如入清水，至孔口　返清水后再注入水泥砂浆。基水灰比控制在０．５左右，材料配合　比宜用１：１。施工中注浆压力控制在０．３～０．５ＭＰａ。为保证注　浆及锚固端“球体”效果，一次注浆１２ｈ后，进行二次注浆。二次　注浆压力０．５￣ＩＭＰａ，使浆液填实各孔，以增加与孔壁之间的摩　阻力。　（５）预应力张拉。锚体养护到期后，采用ＹＣＤ７０穿心千斤　顶，ＯＶＭ锚具，按设计拉力的５０　～７０　进行张拉锁固。本设　计的张拉吨位为６ｏＯｋＮ，位移变化均在弹性范围内。考虑预应力　损失，均进行了张拉。　（６）封锚。张拉锁定后，用手持电动切割机，距锚具项面１０　～１２ｃｍ切断多余钢绞线，并补浆至满为止，再用Ｃ１５细石混凝　土封外锚头。　６　结论　该整治工程于２００４年８月完工。工程竣工后，迄今已经历　了多次暴风雨。钻孔资料表明，滑坡体的变形已经得到了控制，　说明了该整治方案是成功的。　通过对Ｋ４７０４．９９０￣Ｋ４７１　－４０５０滑坡整治的勘察设计，有以　下几点体会。　（１）山区高速公路建设时，对于滑坡、高边坡问题，应树立　“预防为主，彻底根治”的基本原则，在重视支挡结构的同时，因地　制宜地结合使用护坡、排水等工程措施，进行综合整治。　（２）预应力锚索抗滑桩对于整治类土质（指坡残积土、砂土　状或碎块状强风化岩层）高边坡滑坡灾害，不但效果十分显著，而　且取得了良好的经济效益。　参考文献：　［１］苏自约，闩莫明，徐帧祥．岩土锚固技术与Ｉ　程应用［Ｍ］．人民交通　出版社，２００３．　［２］中华人民共和国建没部．岩土工程勘察规范（ＧＢＪ５００２１—２００１）　Ｅｓ］．北京：中国建筑ｌ【＿业出版社，２００１．　［３］交通郝第一公路勘察设汁院．公路工程地质堪察规范（Ｊ　ｌ－ＪＯ６４—９８）　［ｓｊ．北京：人民交通出版社，１９９８．　Ｅ４］『｛】　岩　力学１ｊ．　ｌｒ：程学会岩　锚固与注浆技术々业委员会．锚同　ｊ　注浆技术下肼［Ｍ］．北京：中国电力ｆｉｊ版礼，１９９９．　［５Ｊ铁道鄙第二勘测设汁院．路基没汁手册［Ｍ］．北京：中　铁道【【ｊ版　｝Ｌ．１９８３．