华南某煤系地层高边坡病害方案讨论
一、概况
华南某K167+382～K167+625右侧路堑高边坡最大高度33.6m，坡体构造作用强烈，岩体破碎而风化强烈。坡体主要由高岭石含量高的泥岩和风化强烈的炭质页岩构成，所依据附的自然坡体为突出山脊，坡后汇水面积较大。坡体所在岩土体性质差，且在历史上在自然坡体前部发育有老滑坡。边坡开挖后整体上呈“双M形”地貌，本次高速公路在自然坡体山脊中部通过。
图1 工程边坡全景
图2 全风化炭质页岩
图3 全风化砂质泥岩
工程在开挖施做的过程中，坡体多次出现变形，地下水位线距地表约2.0m。依据深孔位移监测，技术人员最终采用：
1、K167+425～K167+560段
图4 K167+425～K167+560段工程地质断面图
1）一、二级边坡采用1:1坡率，二级边坡采用长30~40m锚索进行加固。
2）一级平台设置直径为2.0m@4.5，长19.0m，桩头设置一孔5束钢绞线的锚索圆形抗滑桩。
3）二级平台宽12m，且在平台前部设置三排直径为108mm、纵横向间距为0.75m，长19.0m，桩头联系梁连接微型桩。
4)三级平台宽15m，三、四级边坡采用1:1.25~1:1.5的坡率，边坡采用长11.5m锚杆加固。
5）一、二、三级边坡坡脚设置长10m的仰斜排水孔。
2、K167+560～K167+625段
图5 K167+560～K167+625段工程地质断面图
1）一、二、三级边坡采用1:1坡率，采用长21~24m锚索进行加固。
2）一级平台设置三排直径为108mm、纵横向间距为0.75m，长19.0m，桩头联系梁连接微型桩。
3）一级平台宽2m，二级平台宽12m，三级平台宽15m，三、四级边坡采用1:1.25~1:1.5的坡率，边坡采用长11.5m锚杆加固。
4）一、二、三级边坡坡脚设置长10m的仰斜排水孔。
二、工程通车后半年后
坡体在距坡脚约120m的部位出现贯通性裂缝，多级边坡渗水现象严重，坡脚抗滑桩出现位移，在“双M形”冲沟正对部位的高速公路对侧边沟和中央分隔带部位出现上拱现象，一级边坡在水的作用下出现滑塌，多级平台出现裂缝。从现场看，该段坡体出现了为富水、破碎岩质滑坡的迹象，若不及时治理，将可能发生大规模的滑坡而危及高速公路。
图6 坡体变形全貌图
图7 高速公路对侧边沟外倾
图8 高速公路路面上拱
图9 距坡脚120m新发展滑坡后缘拉裂缝
三、病害分析
1、该段坡体病害具有高边坡和滑坡两种病害，需兼顾治理。
2、该段坡体岩土体性质差，坡体富水，工程开挖后形成的新临空面成为地下水的新排泄通道。
图10 坡脚地表水漫流
图11 平台截水沟地表水漫流
3、由于原加固工程力度偏弱，尤其是坡体由炭质页岩和富含高岭土的泥岩，在地下水的作用下力学强度不断降低，导致抗滑桩、微型桩和锚固工程的锚固力不断下降，从而使坡体的稳定性不断降低。
4、由于原加固工程力度偏弱，造成坡体在地下水的作用下滑面下移，导致滑坡规模不断扩大，最终造成新的更大规模的潜在滑坡出现。
5、在“双M形”冲沟正对部位的高速公路对侧边沟倾斜、路面出现上拱现象，而其余地段变形较小，这说明冲沟沿沟部位在水的作下，该段滑坡深度较大而稳定性较低，即在两个冲沟附近，沿着裂缝分布位置，存在形成较大规模滑动的可能。并造成抗滑桩和钢管桩位移而导致路面出现大范围鼓胀，若不及时处治，可能引发大规模的坡体的变形。
目前滑坡右侧界已基本显示，但左侧界目前发育不明显，但随着时间推移存在逐渐显现的可能。
图12 滑坡最新裂缝发育图
6、从现场看，既有工程的工程质量欠佳，炭质页岩和富含高岭土的泥岩的锚固力较差。尤其是在地下水的作用下导致力学强度不断降低，导致抗滑桩、微型桩和锚固工程也是造成坡体变形的一个主要原因。
图13 边坡出露的含高岭土泥岩和炭质页岩
7、坡体地下水和地表水截、排、引工程欠佳，地下水位的过高形成的水压力，以及地表水漫流形成的冲刷，对坡体稳定性起到相当不利的作用，这是本次坡体变形的另一主要原因。
图14 一级边坡滑塌抗滑桩外露
四、滑面位置分析
由于目前深孔位移监测点滑坡前部没有布置或刚刚成孔，故需暂时推测滑面用于抢险。具体准确的滑面，需结合后期监测与地表调绘后勾给或调整应急推测滑面。
1、坡体在距坡脚约120m的部位出现贯通性裂缝，多级边坡渗水现象严重，这说明坡体存在深层和浅层多层滑面。
图15 二级平台部位裂缝
图16 滑坡右后部位拉张裂缝贯通
2、坡脚抗滑桩后部平台截水沟出现张拉开裂，这说明该处滑面并没有造成抗滑桩出现“坐船”现象，而是位于抗滑桩的某个部位。
图17 一级平台抗滑桩后部平台边沟拉裂缝
图18 一级平台抗滑桩连系梁错位裂缝
图19 一级平台微型桩连系梁开裂
3、“双M形”冲沟正对部位的高速公路对侧边沟和中央分隔带部位出现上拱现象，且路面裂缝较不发育，这说明该处滑面深度较大。结合剪出口上拱部位，说明滑坡在路基附近有多个剪出口。
结合地表裂缝、膨胀部位，抗滑桩和锚索框架变形特征，该段坡体在抗滑桩部位的存在两层滑面。
图20 潜在滑面推断图
（用于工程应急，准确滑面需进一步结合深孔监测和钻挖与试桩确定，需要说明的是，随着滑而下移，原深孔监测可能存在深度不足而“坐船”可能，故需尽快完成新增测斜孔的监测应用）。
五、应急工程措施
1、尽快疏排、引排地表水，防止地表水不断的冲刷作用下造成坡面锚索框架悬空失效。
2、在一级边坡坡脚出水部位，尽快施做长度不小于25m的仰斜排水孔对地下水进行疏排，有效降低坡体地下水位，提高坡体的自身稳定性。
3、由于一级边坡滑塌严重，二级以下边坡坡面由于多次变更而没有空间设置锚固工程，且潜在滑面过深，故宜在高速公路的右侧应急车道设置长约20m的多排微型桩对深层滑面进行支挡。
六、永久处治工程建议
1、从坡体的现状来看，宜在边坡坡脚在取消坡脚边沟的基础上，利用路肩与坡脚之间的2.6m空间，设置抗滑桩改善提高抗滑桩的锚固力。
2、在新增坡脚抗滑桩后间采用透水性材料反压滑坡，并将新增抗滑桩与既有抗滑桩之间设置连系梁，从而形成桩排共同抵抗滑坡的多层滑面。
3、由于桩体部位炭质页岩发育，新增抗滑桩应核查桩体锚固能力，必要时可适当加长桩体、加大桩截面或缩小桩间距进行核查。
4、为有效减小抗滑桩对地层的压应力，建议在新增抗滑桩上设置多排、二次注浆的锚索，并力求使锚索置下伏的灰岩或砂岩之中。
图21 K167+425～K167+560段建议永久工程
图22 K167+560～K167+625段建议永久工程
5、在下一步调查中，在三级边坡设置锚索工程加固，在各级边坡出水点设置仰斜排水孔进行处治。