大體積路基滑坡應急處理分析

王志鵬 覃錕

摘要：文章結合某高速公路大體積路基滑坡的應急處治工程實例，分析大體積路基滑坡的成因，并提出相應的解決措施，以期為類似工程實踐提供借鑒。

關鍵詞：大體積路基;滑坡;應急處治

中圖分類號：U416.1A070234

0 引言

隨著高速公路的延伸，越來越多的地區都在興建高速公路，面臨的地質條件各式各樣復雜多變。大體積路基應用于不同地質的地區，或多或少會發生一些滑坡，給群眾的生命財產造成危害。本文以某高速搶險復工工程為施工背景，對大體積路基滑坡的相關成因及出現滑坡現象表征后的應急處治等施工控制的關鍵做出一些探討及分析。

1 大體積路基滑坡成因及監測分析

1.1 引起大體積滑坡的因素

本段路堤為高填路堤，所在路段主要為填方形式，兩端為半填半挖形式，填筑高度多為2級～3級，原地面地形為上陡下緩。原地面久已存在滑坡，由于山體開挖引起新的滑坡活動，為典型的工程復活古滑坡。歷史施工過程中路堤基本按原設計填筑，路基填筑寬度較大，該路基段填筑完后作為橋梁預制場地及拌合站場區使用，場地內堆放大量已預制未安裝的梁片、砂石料和拌和站設備。經過4年時間的堆載，路基受荷載偏壓作用產生變形下沉。經計算后推測，路基靠外側填筑體首先出現變形滑動破壞，滑動模式為折線形，滑動面通過填筑體與下伏基巖間軟弱覆蓋層。后方填筑體隨之出現應力松弛形成牽引式滑動破壞，最后發展成路堤整體的折線形滑動破壞，路基填筑體表面出現多條環形裂縫，路基下邊坡擋墻外側自然邊坡受外力作用產生滑移，使得填筑路基加劇變形，最終致使路基中部產生嚴重錯臺變形。究其原因，可以分為以下幾點：

1.1.1 地形條件

該高填路堤所處地貌為剝蝕低山地貌，相對高差在200 m以上，且路堤所在坡體為環繞式地形，上陡下緩，坡腳有一條沖溝發育，常年水流不息，較大降雨時匯水量較大。坡面殘坡積物覆蓋層較厚，結合現場勘查情況和查詢原詳勘報告，厚度約7 m左右，自然邊坡表面植被茂密，根系發達。

1.1.2 原填料不合格、施工質量差

復工后，對梁場進行清表處理，并挖除第一級填筑體，根據現階段揭示填料，填料來源主要為旁邊已建隧道棄渣，填筑成分為黏土和碎石混合填料，成分不均一，高液限黏土含量較大，原地面處未按設計要求進行挖臺階處理。

1.1.3 堆載作用

原高速在全面停工之前，該段高填陡坡路堤作為橋梁預制場，在場地內存放有大量的砂石料、拌和站設備、運輸車輛、龍門吊設備以及已預制完成未吊裝的梁片，根據對預制場梁片的調查并結合原設計圖紙計算，單個梁片重約90 t，路堤表面同一段面內最多同時存放有6片，合計540 t靜載，經過4年的靜置，荷載對路基產生較大的附加應力，加之路堤本身的自重作用，最終加劇了路堤表面的沉降變形。

1.1.4 排水措施不完善

通過現場調查發現，高填陡坡路堤所處地形為環繞式，路堤上部自然邊坡較高，匯水面積大，且在上邊坡處地形內凹，在降雨量大時地表水大量匯集于此，原施工場地未發現施作有系統的排水設施，地表水停滯于路堤表面，通過入滲路堤的方式排泄，造成路堤內部不合格填料和填方交界面巖土體的軟化，加大了自重，降低了巖土物理力學參數，加速風化，從而給路堤滑動創造了有利條件。

1.2 滑坡檢測數據

本項目發現路基出現滑坡表征時，立即啟動應急預案。首先對該路段周邊的施工人員和群眾進行疏散安置，再對該路段進行交通封閉組織，然后請第三方監測單位對該路基進行24 h監控。監控數據如表1、圖1所示。

1.3 分析滑動面及滑坡嚴重性

根據監測數據顯示，坡體深層變形逐漸加大，存在兩個滑動面，上部滑面較快。上部：15～17 m;下部：36～37.5 m。最大變形速率27.18 mm/d為CX2-2監測點監測結果，監測時間為2019-05-09，監測峰值15 m位置，滑坡整體變形速率在逐步增大。路堤監控點的日變形值均有超預警限值，路面裂縫、路基整體累積位移值均已宏觀顯示，路堤變形速率未穩定。加之春夏交際，雨水較多，對穩定安全造成不利影響，項目立即啟動應急反應機制，反壓方案立即執行，現場應立即組織施工，對路堤進行有效的處治。

另外，路堤變形逐日變化，設計方案也應隨路堤的變化形勢進行動態調整，對于目前方案的工后安全應與后期的監控量測數據相結合，綜合判斷處治方案的安全可靠性。

最后，四方均應密切積極配合應急處治方案的執行，爭取項目按期安全通車。

2 路基滑坡處治方案

針對路基出現的問題，項目指揮部召開專家會議進行處治方案討論，最終確定施工處治方案。首先對路基進行卸載減壓，其次完善路基整體及上下邊坡的防排水措施，再次對路基進行分部反壓，最后用加強型鋼管樁對路基進行防護。

2.1 滑坡段路基卸載

處治開始后，先按照方案將滑坡段路基左側邊溝外側凹陷區域填平區土方清除。這樣做既減輕了滑坡段上方的荷載，也使得地表水不再匯集在此處，避免滲透至路基。再及時將施工單位遺留的活動板房等拆除，然后將活動板房區域近三萬方土的原有邊坡清除，大大減輕了上邊坡對原路基的壓力，減小滑坡荷載。

2.2 完善路基上下排水措施

對滑坡段路基卸載完成后，要求施工單位完善路基上下邊坡的排水措施，防止地表水再對路基造成侵害。排水措施為以下幾點：

（1）對路基滑坡段左側上邊坡坡腳排水溝優先加速施工，接順排水溝并將坡體上部匯集地表水排導至路基范圍外，避免上邊坡水再次浸泡路基。

（2）封閉上邊坡及路基范圍內的地表裂縫，防止自然水滲入路基。

（3）盡快完善上邊坡坡頂的截水溝，并將水排至路基范圍外。

（4）對上邊坡噴射防水混凝土并布置仰斜式排水孔，排出邊坡土體中的水。

（5）完善中央分隔帶排水系統。

（6）將下邊坡漿砌片石擋墻部位安裝仰斜式排水孔并用片石碼砌坡面進行掛網噴混凝土封閉。

2.3 對原路基進行分步反壓

為了防止路基持續滑坡，本工程采用反壓方案來處治滑坡。方案如下：

（1）首先將原地面表土植被清除。

（2）根據不同的情況對高速路面以下17～20 m以及36～37 m的兩個滑動面進行反壓處治（詳見下頁圖2）。

（3）利用拋石擠淤施工工藝對底部沖溝進行處理。

（4）土石方進行分層填筑碾壓，分層厚度為50 cm，土方壓實度≥90%。

（5）反壓完成后應立即完善坡面防護和排水措施，防止地表水浸入反壓層，造成軟化失穩。

（6）進行反壓工作時應做好安全交底和原路基的實時監控，如有失穩現象應及時疏散施工人員。

2.4 原擋墻加固

原擋墻對于穩定面以下17～20 m的滑動面有一定的作用，但原擋墻為漿砌片石結構，而且已經出現結構裂縫，需要對其進行加固，保證其穩定下邊坡的作用。加固方案如下：

（1）平行于擋墻布設3排加強型鋼管樁，鋼管采用無縫鋼管，規格為外徑219 mm，壁厚8 mm。鋼管樁出露長度呈階梯型，單根鋼管樁長24 m。第一排樁體內邊緣（靠擋墻側）距擋墻坡腳80 cm，第二、三排樁中心距為1 m，單樁縱向間距1 m，要求采用旋挖鉆孔干鉆工藝施工成孔，禁止沖孔作業，嚴禁在擋墻下方震動作業對擋墻穩定性產生擾動。施工時必須保證成型的設計凈斷面尺寸，鋼管采用內絲扣接樁，成樁后管內插入50 kg/m的型鋼軌，鋼軌采用接頭夾板固定連接，接頭夾板與鋼軌間接縫進行滿焊，插入鋼軌后在管內注入水泥砂漿，水泥砂漿規格為M30，要求填滿固結。

（2）鉆孔偏差≤±1°，鉆孔過程中必須進行孔向測量，發現偏差超過要求時，應及時糾正。

（3）鋼管樁采用H16型鋼進行聯接，型鋼布置方向須確保鋼管樁變形時能發揮出最大抵抗慣性矩。在第一排鋼管樁支撐與擋墻支撐點處設鋼板墊片，以防止擋墻變形時型鋼刺入造成擋墻破壞，鋼板墊片規格為75 cm×30 cm，鋼板四角鉆孔。用短錨桿固定在擋墻上，短錨桿長度60 cm，鋼管樁支撐與鋼板墊片滿焊固定。第一排鋼管樁支撐體系施工完成后以同樣工藝施工第二、三排鋼管樁及型鋼骨架。

（4）加強型鋼管樁骨架體系完成后，在擋墻外側立模澆筑護面擋墻，防止擋墻錯動開裂，擋墻采用C25混凝土澆筑。澆筑前在擋墻范圍內的型鋼腰部加焊肋板，以增加型鋼與擋墻的整體性，擋墻立模時預留PVC泄水孔，墻體澆筑完成后補鉆透漿砌片石擋墻疏通泄水孔。擋墻應分幅施工，分幅長度為6～8 m。

（5）主要施工順序為：第一排鋼管樁→鋼板墊片及第一排型鋼支撐→第二排鋼管樁及型鋼支撐→第三排鋼管樁及型鋼支撐→護面擋墻→補鉆深層泄水孔→防銹處理。

3 路基滑坡處治結果

本階段反壓作業區繼續往橋頭區逐漸拓展，2019-06-06至2019-06-10，深層測斜兩級滑動面變形速率預警次數進一步減少，只有兩日發生深層測斜變形速率超過橙色警戒值的情況，大部分測點的變形速率均有所減小。見后頁圖3。

2019-06-11至2019-07-10，連續30日未出現超橙色預警值的情況，各測點的深層測斜變形速率均有減小的趨勢，2019-07-11預警等級從橙色警戒降為黃色警示Ⅱ級。

經過大規模反壓施工，滑坡總體逐步趨于穩定，總體處治已經完成，達到了預定效果。

4 結語

大體積路基滑坡一直是危害高速公路交通安全的大問題。本文通過介紹某高速公路路基滑坡的成因和處治方法，突出了處治的時效性，用科學技術手段分析出大體積路基的滑坡面，抓住滑坡處治的重點，并通過監測變形數據，分析出本次處治的可行性、安全性、有效性。

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收稿日期：2020-05-10