云茂高速公路高边坡失稳治理分析

曾健雄，蔡敏

（广东云茂高速公路有限公司，广州 527300）

1 工程概况

云浮（罗定）至茂名（信宜）高速公路属山区公路，植被发育，工程建设较少，人为活动少，开挖后形成较多路堑高边坡，其中四级及以上高边坡达100处。

云茂高速公路K92+660～K92+755左侧路堑高边坡，坡高44m、坡长95m，为四级边坡。2018年5月1日～5月3日监测发现异常情况，边坡位移加速变形，并伴随二级及三级坡面出现裂缝，裂缝斜交于坡面，裂缝沿两侧向边坡下部延伸，一直延伸至二级坡面并形成剪出裂缝，边坡二级、三级平台中部出现明显下沉，发生局部浅层滑塌。

2 地质条件

2.1 地形地貌

路段地处低缓丘陵，地形起伏较大，坡体地面标高113～200m，自然坡角最大约22°，山体植被发育，生长各种灌木及松树。

2.2 地质构造

根据现场调查情况，K92+660～K92+755路堑左侧边坡为土岩混合边坡，坡体第四系覆盖层及全～强风化层较厚，该边坡有 2 组不利结构面，340°∠40°、320°∠50°，边坡有滑塌风险。

2.3 地层岩性

边坡主要为第四系坡残积粉质黏土，基底由加里东期粗粒花岗岩及风化层组成。

2.4 水文地质条件

区内气候温和，雨量充沛，大气降水渗入为地下水的主要补给来源。地下水主要来源为孔隙水及基岩裂隙水，水位埋深随季节变化，2016年11月～2017年1月勘察期间，未测得地下水稳定水位。

3 异常情况

3.1 监测情况

本边坡在K92+660～K92+755里程范围共布设6个地表位移监测点（二级平台2个、三级平台2个、坡顶2个），在K92+720三级平台及堑顶断面分别布设1个测斜孔，孔深各20m。

1）2018年5月1日～5月3日深部水平位移监测数据如下：

K92+720断面三级平台深层水平位移监测点，监测数据显示2018年5月1日，在13m深处存在位移突增的拐点，最大位移速率为1.92mm/d，2018年5月2日监测数据显示，最大位移速率为3.64mm/d，2018年5月3日监测数据显示，最大位移速率为2.62mm/d，最大累计水平位移量达8.67mm，K92+720三级平台深部位移出现持续加快变形趋势；坡顶深层水平位移监测数据正常。

2）2018年5月1日～5月3日，连续3d进行地表位移监测，其中边坡二级平台及三级平台地表点监测数据出现异常，边坡坡顶地表点监测数据无异常。监测点数据详细如下：

于2018年4月25日在该边坡布设6个地表位移监测点，并进行初始监测。于2018年5月1日～5月3日，连续3d进行监测，在监测过程中发现监测数据异常，K92+750二级平台监测点位移变形最大，水平位移达到-20.3mm，平均位移速率为-6.77mm/d；在K92+710二级平台，水平位移达到-16.3mm，平均位移速率为-5.43mm/d；在K92+715三级平台，水平位移达到-20.2mm，平均位移速率为-6.73m/d；在K92+745三级平台，水平位移达到-17.4mm，平均位移速率为-5.80m/d；地表位移变形速率大，超出警戒值。

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3.2 巡查情况

边坡里程位置为TJ11标K92+660～K92+755左侧四级边坡，该边坡三～四级坡面开挖完成，二级坡面已开挖7m左右。经现场巡查，二级及三级坡面出现裂缝，裂缝斜交于坡面，裂缝沿两侧向边坡下部延伸，一直延伸至二级坡面并形成剪出裂缝，边坡二级、三级平台中部出现明显下沉，发生局部浅层滑塌。

4 失稳原因分析

该边坡为深挖方路堑边坡，边坡最大坡高度为44m，现场调查边坡揭露岩性主要为粉质黏土、强风化花岗岩、强风化变质砂岩，边坡岩质极软，遇水软化，裂隙发育，物理力学指标低，对边坡稳定形成不利影响[1]。该边坡为土岩混合边坡，在开挖第二级边坡过程中出现裂缝，现场量得2组结构面340°∠40°、320°∠50°，现场实测 2 组结构面与设计坡向及坡角基本一致，对边坡稳定性产生不利影响，开挖过程中引起岩体应力释放，地应力调整过大。经现场了解，该边坡现场开挖未严格按照开挖一级防护一级原则施工，在三级坡面锚杆未进行加固情况下对二级坡面进行开挖，由于连日降雨，加上边坡地表水入浸土体，边坡自身承载力降低，坡体沿不利结构面产生滑动，最终导致边坡局部失稳。

5 监测分析

根据实际监测内容进行分析，具体内容如下：

1）根据2018年5月1日～5月3日监测数据可知，本边坡在布设的2个深层水平位移监测点中，只有K92+720断面二级平台深部位移出现异常，K92+720断面堑顶深部位移变形无异常。在布设的6个地表位移监测点中，二级平台K92+710、K92+750及三级平台K92+715、K92+750监测点位移变形速率较大，边坡坡顶位移监测点变形量较小。综合判断，该边坡二级、三级坡面出现局部失稳，边坡整体暂未出现失稳，若不及时有效处理，造成整体失稳的可能性极大。

2）根据现场调查及监测位移数据分析，该边坡沿不利结构面出现局部浅层滑塌，滑塌范围大致为：K92+710～K92+750里程段，在二级坡面形成剪切口。

3）根据深部位移监测数据及裂缝分布情况，潜在滑动面如图1所示。

6 治理研究

遵循一次治理、不留后患的原则[2]。根据本次病害情况，结合边坡整体稳定性进行综合治理，避免再次发生失稳病害。

1）应急处理：立即停止坡面施工，对滑塌部位进行封闭，阻止雨水渗入；滑塌部位进行堆载反压，阻止变形，避免诱发整体滑塌。

图1 潜在滑动面位置示意图

3）监测措施：应急处理及治理过程中加密监测，一旦发现险情及时上报参建各方。

7 治理措施

结合监测数据、现场病害情况和地质资料，对本边坡整体进行重新计算分析，综合治理措施如下：

1）对该边坡第二级坡体滑塌位置进行土体堆载反压；

2）采取调整坡率，由原设计一～三级坡率为1∶1.00调整为一～三及坡率为 1∶1.25；

3）一级坡面锚杆按原设计施工，锚杆长度为11.5m，防护桩号为 K92+690～CK0+233；

4）第二级防护形式由24m锚索调整为20m锚索，防护桩号范围为K92+696～CK0+221；

5）第三级由原设计锚杆变更为锚索加固，锚索长度20m，防护桩号为K92+702～K92+750。

8 结语

综上所述，本边坡病害情况主要为局部存在失稳迹象，病害主要发生在二三级坡面，控制边坡整体稳定性至关重要。根据边坡“固脚强腰”理念，本次治理结合监测成果、地质情况、当前施工状况等因素，对边坡进行了综合治理。通过及时有效治理，边坡未酿成整体失稳病害。该边坡治理后，根据后续监测数据及结合现场巡查，该边坡当前为稳定状态。治理效果良好。