1中国市政工程中南设计研究总院有限公司 湖北武汉 430010 2秀山县华城文化旅游开发有限公司 重庆 409900
摘要：本文以某新建旅游公路某一路堑高边坡滑坡工程治理为工程背景，详细介绍了路堑高边滑坡工程相关情况，分析了滑坡应急抢险治理措施，从技术、经济等优缺点方面比较了高边坡滑坡治理方案，对滑坡治理推荐方案进行详细结构分析，并对高边坡滑坡治理技术、施工过程、监测手段等提出了安全可靠、技术合理、投资节约的技术解决方案和措施。本项目已建成通车，实践效果良好，为类似路堑高边坡滑坡治理工程提供了一定的借鉴意义。
关键词：滑坡；高边坡；滑坡抢险；锚索抗滑桩；工程设计；滑坡治理
The Project Design of Landslip Treatment on High-cut Slop of Tourist Road
Zhang Qin1，Zhou Tianbo2，Xiong Yuan1，Gao Dinggang2，Li Jie1
（1.Central and Southern China Municipal Engineering Design & Research Institute Co.，Ltd，Wuhan 430010，China）
（2.Xiushan Huacheng Cultural & Tourism Development Co.，Ltd，Chongqing Xiushan 409900，China）
Abstract：In this paper，based on the real engineering background of a landslip treatment on high-cut slop of a newly built tourist road，it introduces the landslip on high cut slop design and construction environment in detail，and analyses the methods and measures for emergency treatment of landslide.Then，it puts forward two design treatment plans of the landslip on high cut slop and the advantages and disadvantages of the design treatment plans in the aspect of technology and economy are compared，and acts the detailed calculation and analysis on treatment scheme of landslide.Meanwhile，the technical solutions and measures for high slope landslide treatment，construction process and monitoring means are put forward，which are safe，reliable，reasonable and economical.The project has been completed and opened to traffic，and it gets good practical effect，which provides a certain reference for similar projects as methods and measures for emergency and permanent treatment of landslide on a high-cut slop.
Keywords：landslide；high-cut slop；emergency treatment；anchored slide-resistant pile；engineering design；Landslide treatment
1引言
近年来，西部大开发基础设施建设正处于高速发展阶段，尤其是水利、交通和市政基础设施行业不断向山岭重丘区推进，公路路基高边坡、滑坡病害经常同时存在。由于外部荷载和周边环境等条件变化，导致各种土岩质边坡变形病害甚至是滑坡灾害，在水利、建筑、公路和铁路工程中屡见不鲜，不仅带来了巨大的经济损失，而且直接危害人民生命财产安全[1-4]。
本文以某旅游公路高边坡滑坡治理工程为背景，充分研究了路基高边坡滑坡抢险处置、治理技术设计重点和控制要求，通过实际治理成效，在经济技术方面取得良好的治理效果。本文对山区类似高边坡滑坡类似工程的设计经验总结和提炼，极大提高地质灾害应急抢险处置能力和效率，减少经济损失，为类似工程提供了一定的借鉴意义。
2工程概况
某旅游公路设计公路等级为二级公路，设计车速60km/h，标准路基宽度10m。高边坡滑坡体位于公路K7+340～K7+520左侧，为山区崩坡积碎石土山体高边坡滑坡复合形式。滑坡体后缘位于原古崩塌堆积体上部，所处地势较陡，地表覆盖层较厚，下伏基岩破碎，受强降雨和公路施工切坡影响，出现坡体变形开裂。滑坡前缘高程480m，后缘高程527m，宽约100m、长约180m，整体呈不规则椭圆形，平均厚约10m，面积0.5×104m2，体积约5×104m3，滑动变形方向约112°。滑坡体处于蠕滑变形阶段，后缘拉裂裂缝长46.2m；前缘出现局部鸭嘴型错台长约40m；前缘、后缘裂缝均未贯通。坡面局部垮塌范围长约46m，面积约560m2。本滑坡危及公路施工作业人员设及30户居民生命财产安全，可能造成直接经济损失约4000万元。
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图1高边坡滑坡平面图 图2高边坡滑坡体位置的地质剖面
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图3方案一坡顶锚索抗滑桩+坡脚放坡方案 图4坡脚锚索抗滑桩+坡面反压+锚杆框架梁防护方案
3高边坡滑坡应急抢险处置
高边坡滑坡应急抢险处置措施主要有反压、卸载、排水、支档、监测等综合措施[5-7]。本项目出现滑坡险情后，主要运用坡脚紧急用约2000m3碎石土反压处理、坡体设D=100mm仰斜式泄水孔、坡面防水薄膜表面遮盖、坡顶设截水沟、后缘裂缝防水薄膜铺底封闭和坡体变形监测等综合抢险处置措施。
通过工程实践，一般坡脚反压土体约为整个滑坡体5%即可使滑坡体基本稳定，综合多种应急处置措施，滑坡整体基本稳定，为黄色预警；局部欠稳定、为橙色预警；滑坡抢险处置效果较好，风险可控。
4高边坡滑坡治理方案比选
滑坡永久性治理方案应结合现场实施条件、地质条件、环境、工期、费用、技术等综合因素比较确定[8-13]。本文综合各种因素提出坡顶和坡脚治理两个对比方案，详见图3和图4。方案一为坡顶锚索抗滑桩+坡脚放坡方案，方案二为坡脚锚索抗滑桩+坡面反压+锚杆框架梁防护方案，详见表1。经过比较，推荐方案二，滑坡和高边坡分开治理，抗滑桩治理滑坡、坡面反压防护治理边坡，治理方法明确，治理思路清晰。
表1高边坡滑坡治理方案比选表
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5高边坡滑坡治理技术设计
5.1滑坡体参数选择
土岩设计参数分为滑坡体土岩参数和滑床面参数。滑床面需采用无水干钻法取样获取参数。工程经验表明滑床面参数一般都比滑体参数低。若用滑坡体岩土参数进行滑移计算，计算剩余下滑力偏小，属工程不安全设计。故在滑坡体治理设计中，滑床面岩土参数尤为重要，设计参数为：
①设计使用年限50年，设计安全等为二级。
②抗震设计：抗震基本烈度6度，Ⅱ类场地，6度构造设防。
③崩坡积层碎石土滑坡体：天然重19.0kN/m3，饱和重19.5kN/m3；天然抗剪C=12.5kPa；φ=11.84°；饱和抗剪C=11.57kPa；φ=10.64°。
④滑床面为粉砂质页岩：天然重26.3KN/m3，饱和重26.4KN/m3，天然抗压强度标准值17.31MPa，饱和抗压强度标准值11.61MPa；天然抗剪C=2.15MPa、φ=32.23°。
⑤中风化页岩：基底摩擦系数0.45，容许承载力800kPa，地基承载力特征值500kPa，水平地基弹性抗力系数220MN/m3，与锚固体粘结强度标准值600kpa。
5.2滑坡体计算工况
本滑坡体有三个典型剖面，仅列出最复杂剖面2计算结果。滑坡体滑床面通常为复杂折线形式，下滑力计算前，应准确勾画出潜在滑移面。HM2-1为剖面2的浅层潜在滑移面，从坡面剪出破坏形式；HM2-2为深层滑动滑移面，从坡脚剪出破坏形式，详见图2和图4。
项目采用方案二治理，充分考虑以下五种最不利工况：①潜在滑移面剩余下滑力；②边坡反压体沿坡面下滑力；③边坡反压后整个滑体下滑力；④反压后桩后有限范围填土土压力；⑤反压后桩后填土主动土压力。选择剩余下滑力最大值用于滑坡治理设计；而坡面锚杆防护只需考虑第①种下滑力。
表2 剖面2的HM2-1坡脚抗滑桩整体下滑力和HM2-2在桩顶反压体坡面二次剪出下滑力
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上表分析，本项目典型剖面2中，浅层潜在滑面HM2-1天然工况下稳定系数1.079，在暴雨工况下稳定系数1.006，介于1.0～1.05之间，规范[6-7]表明滑坡体整体处于蠕变阶段；深层滑移面HM2-2天然工况下稳定系数1.063，暴雨工况下稳定系数0.962，介于0.95～1.0之间，规范[6-7]表明坡面处于暴雨垮塌阶段；计算结果判定与滑坡体现状情况基本符合 [6-7]。方案二坡脚抗滑桩设计抗力大于876.65kN/m，坡面防护设计抗力大于590.76 kN/m。
5.3坡脚锚索抗滑桩设计
锚索抗滑桩设计应综合地质地形条件、结构安全、施工可行、技术合理、结构美观、投资节约等相关因素确定[6-13]。坡脚抗滑桩用D=1.5m，桩中心距3m；桩长12m～18m，嵌岩5m，悬臂10.5m，详见图5。桩悬臂设3排锚索，均用7φ15.24钢绞线，张拉力设计值911kN，据地质索长为20～40m。在回填和崩塌范围内用套管跟进钻孔，钻孔直径D=0.16m，俯斜角15°。桩后填筑透水性良好的砂性土，压实度≥85%；坡脚设仰斜式泄水孔和反滤层，详见图6。经结构检算和工程实践表明，锚索抗滑桩满足工程技术经济要求。
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图5方案二 滑坡治理锚索抗滑桩立面设计图
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图6方案二 典型断面设计图
5.4坡面防护设计
坡面用锚杆（索）框架梁防护，防止滑坡体从桩顶二次剪出，即沿浅层潜在滑面HM2-1破坏。锚杆（索）框架梁用3×3m格子，节点锚杆用32mm钢筋，长15m；节点锚索设4φ15.24钢绞线，张拉力设计值521kN，索长22m。
5.5锚索抗滑桩施工时序设计
锚索抗滑桩施工关键工作是拟定桩上锚索张拉力及张拉顺序[13]。通过计算施工过程模拟，确定施工工序为：①抗滑桩实施；②桩后填土4m高；③桩上第一排锚索张拉锁定3000kN；④桩后填土8m高；⑤桩上第二排锚索张拉锁定150kN；⑥桩后填土10.5m高；⑦桩上第二排锚索张拉锁定200kN；⑧二次调整索力至0.5～0.55倍锚索设计值。经过实践表明，桩上锚索张拉工序合理可行。
5.6 滑坡体治理监测设计
本项目滑坡治理实施后，布设边坡表面裂缝监测、结构物倾斜状态、降雨量监测、锚杆（索）预应力监测等自动化监测设备，监测周期为施工实施和3年运营期，以检测滑坡治理效果。通过实际监测数据表明，滑坡治理实施完毕约三个月后，坡体基本稳定，本项目高边坡滑坡治理效果良。
6研究结论
本文通过分析和研究，可得出如下结论：
①高边坡滑坡治理采用坡脚锚索抗滑桩+坡面防护方案施工难度低、技术可行、经济节约、治理效果良好。
②高边坡滑坡应急处置应充分运用坡顶卸载、坡脚反压、坡体泄水孔排水、坡面防水、后缘裂缝封闭和坡体变形监测等综合措施；坡脚反压土体量约为滑坡体5%是经济反压量。
③高边坡滑坡体永久治理方案应充分考虑现场环境、地质条件、施工难度、工期、技术可行性、投资节约等综合因素，路堑高边坡滑坡治理可选择坡脚桩或半坡桩，实施难度低、工程费用小。
④滑床面参数比滑坡体参数小，用滑坡体岩土参数计算是属于工程不安全设计，应采用滑床面岩土参数设计。
⑤滑坡体下滑力计算应充分考虑潜在滑移面剩余下滑力、反压体沿坡面下滑力、反压后整个滑体下滑力、反压后桩后有限范围填土土压力、反压后桩后填土主动土压力等各种工况，用最不利工况进行结构设计。
⑥锚索抗滑桩为多次超静定结构，应注重锚索抗滑桩施工工序设计，合理确定锚索张拉、桩后回填时序，确保抗滑桩变形和锚索张拉力相匹配。
⑦应重视施工期和运营期土体和结构位移、锚索（杆）张力和雨量等相关监测，并对工程治理效果进行检验。
⑧本项目目前已经建成通车，实践证明深层、浅层滑坡面分开治理技术思路可行，坡脚锚索抗滑桩+坡体反压+坡面锚杆（索）防护方案治理路堑高边坡滑坡技术可行、投资节约、治理效果较好，并丰富了类似高边坡滑坡治理工程经验。
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作者简介：
1、张勤，1988年生，男，重庆市，工程师，注册土木工程师（道路工程）、一级注册建造师（公路、市政）、注册监理工程师，2014年硕士研究生毕业于西南交通大学桥梁与隧道工程专业，现从事公路、城市道路桥梁设计研究工作。
2、周天伯，1993年生，男，重庆市秀山县，助理工程师，二级注册建造师（公路），现就业于秀山县华城文化旅游开发有限公司，从事秀山旅游景区建设开发工作。
3、李杰，1966年生，男，深圳市，教授级高级工程师，注册土木工程师（道路工程）、注册监理工程师。