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爆破振动，也极易诱发坡体的局部松动而导致局部坍塌以及滑移。（4）该边坡及右侧施工期间，加上持续性的降