乐百高速公路高边坡顺层滑坡综合处治研究.docx

?

?

乐百高速公路高边坡顺层滑坡综合处治研究

?

?

刘威勤

摘要：持续性强降雨及施工过程中的外力扰动是诱发山区高速公路砂-粉砂岩顺层边坡滑移引起下埋隧道开挖过程中出现拱顶下沉、开裂的重要影响因素。文章以乐业至百色高速公路顺层高边坡滑坡为例，从地形地质、水文构造等方面分析了滑坡形态及失稳机理，提出了安全可靠、经济有效的综合处治方案。采用该方法处治后，经过时间和雨季检验，该边坡及下埋隧道质量稳定无变形，可为类似工程提供借鉴和参考。

关键词：山区高速公路;边坡;粉砂岩顺层坡;滑坡处治;隧道拱顶处治

0引言

广西乐业至百色高速公路（以下简称乐百高速）位于桂西北山区，项目沿线地质灾害弱发育，地质环境条件复杂。该区域桥隧比高，深填高挖产生的高边坡数量多，受外力扰动及当地季节性降雨影响[1]，该山区高速公路砂-粉砂岩顺层边坡在施工开挖过程中极易发生局部或者整体坍塌情况，既严重影响高边坡及下埋隧道的质量安全，又直接影响到高速公路项目的如期建设。本文以乐百高速主线路基ZK72+400～ZK72+600处砂-粉砂岩43m顺层高边坡滑坡为例，通过对其所处工程地质、水文构造、滑坡形态及失稳机理进行了深入的研究和分析，提出了安全可靠、经济有效的综合处治方案。

1工程概况

滑塌边坡自隧道左侧出口，位于ZK72+425.87～ZK72+560段高边坡。该边坡为五级边坡，坡率自下而上依次为1∶1.0，1∶1.0，1∶1.25，1∶1.25，1∶1.25，第一、二级采用预应力锚索格梁防护，第三至五级为喷播植草绿化。原设计下埋隧道顶标高低于左侧路基顶标高，设计边坡坡面距离下埋隧道顶最短距离不足20m。该段隧道设计围岩级别为Ⅴ级，支护类型为Sd5a复合衬砌。

受季节性持续性降雨及右侧隧道施工影响，ZK72+425.87～ZK72+560段高边坡在开挖过程中，第三、四级坡面出现局部滑塌。为了保证边坡工程质量，决定对该滑塌边坡进行放坡处理，清除滑塌土石方。后开挖一、二级边坡，进行坡面防护期间，一、二级边坡均出现不同程度的顺层滑移，导致施作的锚索格梁出现了较大变形而失去防护作用。

另外，ZK72+505～ZK72+560段对应的右线隧道在左线开挖后，由于受到边坡顺层偏压的影响，初支出现较大变形。由于该控制性结构面为岩层岩面，岩层产状80°∠44°，边坡走向180°，岩层视倾角43.6°，滑移平面形态贯穿整个坡面。

1.1气候、水文

该滑塌顺层高边坡位于广西西北部，属季风型亚热带气候，光照充足，雨热同季，夏长冬短，年平均温度为20.9℃，极端最高温度为38.4℃，极端最低温度为-2.5℃，年平均日照为1500.6h，年平均降雨量为1700mm。该区域雨季集中出现在5～10月份，全年无严寒酷暑。

滑塌区地表水系发育较差，因为地形陡峭，坡降大，水流多顺山坡流失，山体两侧冲沟水主要为降雨及地下水排泄汇流形成，水量受降水量控制，暴涨暴跌。根据钻探资料，地下水多成点滴状出水。

1.2地质、地形

根据野外地质钻探及调绘，边坡滑塌地质岩性主要为第四系及三叠系中统板纳组构成，具体如下：

第1层，粉质黏土：棕黄-黄褐色硬塑状粉质黏土，土质较均匀，韧性中等，无摇震反應，含较多棱角状砂岩碎石，分布不均匀，其土、石工程等级为Ⅱ级普通土;

第2层，碎块状强风化砂岩：黄褐色、灰色，细粒结构，中厚层状构造，岩石破碎，裂隙发育，含钙质，送水回转钻进较慢，岩芯呈块状，返水呈黄色。其土、石工程为Ⅱ级软岩;

第3层，中风化砂岩：灰色，砂质结构，中厚层状构造，岩体完整，裂隙发育，含钙质，送水回转转进较慢，岩芯呈块状，短柱状，返水呈灰色，土、石工程分级属Ⅴ级次坚石。边坡区岩层产状为350°∠65°，未见地下水，未见滑坡，崩塌有直接影响不良地质构造及不良地质体，自然坡体现处于稳定状态。

根据物探资料表明，该隧道段为物探低阻异常区，钻探破碎带。围岩为中风化砂岩夹风砂岩，裂隙发育，岩石呈镶嵌碎裂状结构，Rc=32.8MPa，Kv=0.53，开挖中地下水多呈淋雨状出水，侧壁稳定性较差。拱顶无支护时易产生小-中坍塌，自稳能力差[2]。

2边坡滑移及下埋隧道初支拱顶开裂成因分析受当地地质构造影响，地形地貌、工点岩性、降雨及周边施工扰动是诱发坡体局部滑塌及顺层滑移的重要原因。根据现场勘探及坡面滑移特点，具体分析如下：

（1）该处地形陡峭，局部坡度为47°～52°。山体覆盖层由粉质黏土及强风化砂岩、碎石土构成，在自然条件下，坡体已有下滑的趋势[3-4]。

（2）坡体开挖后，原本覆盖该山体上的植被被破坏，又形成了较大的临空面，为坡体局部坍塌提供了有利的空间条件。

（3）开挖后，第三、四级边坡坡面上的粉质黏土、松散的堆积体以及第一、二级边坡暴露出来的顺层强风化砂岩受季节性降雨冲刷及附近施工