太祁高速公路滑坡治理的思考

维普资讯 http://www.cqvip.com 增刊１（总第１５２期）　２００２年１０月　山西交通科技ＳＨ　Ｉ　＆　ＯＦ　ＣＯＭＭＵＮＩＭＭ　ＣＡＴＩＯＮＳ　ＡＮＸ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＬＯＧＹｓＨ　Ｉ　＆　。ｃｔ…．’　太祁高速公路滑坡治理的思考　刘子兴　，王宏志　，詹　元　（１．山西省太祁高速公路有限公司，山西　清徐０３０４００；２．冶金部勘察研究总院，河北　保定０７１０００）　摘要：介绍了太祁高速公路出现崩塌、滑坡等地质灾害的基本类型和特点，分析了各种类　型的成因机制和触发因素，提出在路线选线和施工时，应重视地质环境的保护，在滑坡等地质　灾害整治时，应注意调查灾害的形成机制，重视排除地表水和地下水的措施，有针对性应用抗　滑和加固等边坡治理方法。　关键词：滑坡；治理；思考　中图分类号：Ｕ４１８．５５　引言　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—３５２８（２００２）Ｓ１—００５２—０３　堑，受区域构造影响，线路右侧山体岩层多反坡缓倾，　太祁高速公路在清徐境内线路经过山沟谷地，多　主要地层岩性为砂岩、薄层泥页岩，以及泥页岩、煤系　地层夹层，岩体构造结构面十分发育，岩体风化破碎、　完整性较差。其中多处为古滑体堆积。线路所经部位　多为山体坡脚部位，有些是古滑坡滑舌部位，路基开挖　破坏原有坡体的平衡。对于古滑坡来说，挖除部位是滑　形成高切边坡深填路基地段。由于地质地貌环境复杂　多变，区域断裂次级构造发育以及古滑坡堆积体的存　在，使线路内路堑边坡稳定性较差，在各种自然因素和　人为作用的影响下，滑坡、崩塌等公路地质灾害时有发　生，个别路堑段滑坡出现较严重的趋势。为做好公路地　质灾害的整治和预防工作，须通过深入调查，分析地质　体前缘抗滑段，由此造成后方破碎岩体及松散堆积物　侧向失去支撑，在自重力作用和诱发因素下产生张裂　变形、滑塌。　综观线路内所出现的边坡变形失稳状况，可归纳　为以下３种类型。　１．１滑坡　灾害的类型和特点，判定其成因机制，提高防灾意识，　加强公路的建设管理，减少灾害造成的损失，不仅意义　重大，而且任务急迫。太祁高速公路有限公司在太祁高　速公路建设过程中，针对路堑开挖不稳定边坡出现的　变形滑塌问题，积极召集设计、监理、旋工等单位，现场　勘察研究，特别是在Ｋ２２、清徐互通Ｅ匝道等几处潜　在危险较大的路堑滑坡段，还专门聘请了有关专家会　诊。２００１年下半年至２００２年初的半年多时间，对路堑　山体沿某一软弱面（古滑坡分离面，残坡积分界　面，岩体自身结构面）而产生的整体滑动。　１．２座落　反坡缓倾岩砂岩与泥页岩互层分布，由于泥岩在　各种外力作用下，易软化崩塌，造成上覆坚硬岩石整体　“漂移”滑塌。　１．３崩塌　滑坡问题，经过了十几次的现场调查和方案对比论证。　日前，路堑滑坡整治基本完成。　对于太祁路段（清徐境）不足１０　ｋｍ的路段上，出　现了如此多的边坡滑塌、崩塌不良地质问题，整治投入　的人力、物力是超常的，通过本路段滑坡问题的整治全　山体松软，在修筑路基时，挖去支撑，重力式下坠　引起表层岩石块体的塌落。　２滑坡灾害成因概述　过程，不能不给业内带来一些值得思考的问题。　ｌ路堑滑坡类型　太祁路（清徐境）线路依山穿行，路基右侧开挖路　收稿日期：２００２—０９—２３　作者简介：刘子兴（１９６５一　）。男．山西柳林人．副总经理．高级工程师。１９８２年毕业于山西省交通学校，１９９０年毕业于西安公　路学院；　王宏志（１９６８一　），男，山东日照人，高级工程师。１９９２年毕业于中国地质大学；　詹元（１９６８一　）。男，浙江诸暨人。副部长，副总工程师，高级工程师，１９８９年毕业于福州大学。　工程滑坡灾害的发生原因，一方面在于线路所经　山区地质条件复杂，环境恶劣，在道路选线、规划和设　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年增刊１　刘子兴，等：太祁高速公路滑坡治理的思考　・５３・　计过程中，为了照顾当地政府的意见，变更原设计路线　线位，造成对施工路线沿线的地质环境认识不足，对复　杂和特殊的工程问题考虑不周。一些路段未能按照岩　土条件和力学强度合理设计坡形，在施工过程中的信　息反馈机制衔接不够好。另一方面，由于在工程施工过　程中，施工单位为了降低成本或赶进度，忽视了地质构　造和岩层结构以及岩土性质对边坡稳定性的影响和对　山体稳定性的观察，集中力量快速推进，极大扰动了所　在山体的稳定能力，加之防护工程未及时跟上或措施　不力而诱发滑坡的发生。　３减灾防灾对策　针对施工过程中出现路堑滑坡不良灾害，太祁高　速公路公司作为业主多次会同设计部门、施工单位进　行现场调研。按照信息化施工原则，省交通规划勘察设　计院通过现场勘测，进行可行性防治措施对比论证，有　针对性提出了改善边坡稳定条件的整治措施，借鉴国　内外滑坡整治的方法和思路，结合太祁高速公路出现　的滑坡类型和机制，采取了多种形式综合治理措施。　３．１抗滑桩工程　对于滑坡治理来说，抗滑桩的可靠性不言而喻，太　祁路Ｋ２２大滑坡采用了３　ｒｎ×２　ｒｎ方桩，深度２０　ｒｎ。　抗滑桩治理多层次滑坡裂体效果非常明显。而象清徐　互通Ｅ匝道古滑坡由于滑坡主滑方向不明显，设计最　初按圆桩布置，并辅以锚索锚拉加固；虽然圆桩较方桩　在滑坡中的功能差一些，但在主滑方向不明显的条件　下，也是一种很好的办法。　３．２锚索工程　预应力锚索工程在主动加固边坡潜在滑裂方面功　能较强，它通过增加滑裂面上的正应力，来增加滑体的　抗滑力。太祁高速公路Ｋ１７、Ｋ１８、清徐互通Ｅ匝道均　采用这种主动防护形式。但对预应力锚索来说，其穿孔　施工难度较大。施工中须采用反复注浆二次钻进工艺，　一定程度上改善了坡体整体强度，提高了锚固段的岩　石与浆体的粘结强度。　３．３挡墙　无论是浆砌片石挡墙还是现浇砼挡墙，在坡体破　碎、下滑力不大的情况下，使用效果明显，如Ｋ１８、Ｋ２２　段潜在滑裂面位于路基以上，且下滑力不大，重力式挡　墙提供了有效阻滑抗力。　３．４削坡减载　在滑坡治理中削坡减载作为一种辅助手段，对滑　坡已明显变形的坡体实施清除，可大大降低滑体下滑　力，从而减少主动防护的工程量，从而使整治工程的可　靠性、经济性得以提高。象Ｋ１８、Ｋ２２处均首先采用了　滑体上方减载工程。但作为减载工程，需区分抗滑段和　致滑段，明确滑坡成因机制，而不是盲目实施全坡削坡　减载，对某些滑坡来说，削坡部位不当，可能会引发滑　塌连锁反应，增加治理难度。　３．５堆载反压　太祁路穿行山脚地带，滑体裂面位于路基下方时，　其剪出口要在路堑左侧出露，Ｋ２２处部分段落左侧采　用滑坡剪出口堆载反压，很好地遏止滑坡体的剪出位　移，效果较好。　４对滑坡整治的思考　太祁高速公路路面工程虽然于８・１８按期完成，　但滑坡整治工程的庞大，一定程度上影响了路面进度。　期间各方积极协调，优化滑坡整治方案，突出重点打　“歼灭战”。尤其对于Ｋ２２处大面积滑塌，业主、设计、　各级部门步调一致，全力支持滑坡整治施工，使Ｋ２２　处滑坡整治工程得以最快速度完成。综观上述各段滑　坡，从其滑坡体的成因、方案的设计及施工期间的信息　反馈，也带给我们不少值得思考的东西。　４．１公路选线　高等级公路的选线阶段，对于地质环境的调查分　析，是极为重要的一环。因其直接涉及工程的设计、施　工与投资，需从新的角度认识和研究这一问题。　传统的认识上都认为路基工程是造价相对低廉、　施工简单的项目，事实上，由于山区路堑开挖而引起诸　多不确定性，特别是对山体所在工程地质环境知之甚　少的情况下，往往造成工程开工后的种种不利因素的　出现。对已出现问题的路段所采取的治理费用，往往要　大大超出原有工程的施工费用以及后续维护费用，甚　至要超过其他形式（如明洞、桥梁等形式）的费用。　从Ｋ２２处和清徐互通Ｅ匝道情况看，线路左偏　１００　ｒｎ，可能会绕避各种不利因素，由此节省的投资将　不在少数。　当然，任何滑坡的发生也有其他因素，譬如施工方　法、施工顺序以及诸多自然诱发因素。　４．２开挖防护及整治设计　路堑爆破开挖往往是诸多滑坡发生的直接诱因。　常规的大开挖思路，采用一次装药一次起爆或微差爆　破形式，如控制不好对边坡岩体损害是相当大的。现在　看Ｋ１７处如采用微差爆破结合膨胀剂预裂施工，无论　工期、投资还是边坡的稳定性均要好于现在。在省外一　些公路上采用膨胀预裂或分段微差预裂爆破，效果很　好。说明了爆破即边坡“建设”的开始，一旦爆破开挖控　制不利，边坡出现变形，后面采取的整治设计往往是事　倍功半，一旦出现滑坡后，常规的边坡防护设计观念已　很难满足整治工程可靠性的要求。尽管整治设计方案　采用抗滑桩、锚索、挡墙、锚拉桩等主动抗滑工程，但还　需对滑坡区的地表水、地下水进行必要的引排，水是形　成滑坡的重要作用因素，特别是作用于滑动面的水可　维普资讯 http://www.cqvip.com ・５４・　山西交通科技　２００２年增刊１　增大滑带土孔隙水压力，减少阻滑力，因此，排水工程　总是滑坡治理中首先应考虑的措施。　山区高等级公路点多、面广、线长，边坡工程问题　较为突出，往往成为公路建设的制约点，由于边坡岩体　工程地质的复杂性，往往因认识不足，导致边坡防护治　理工程保守或冒进，使投资浪费或留下安全隐患。因　此，设计部门应提高对路堑边坡的认识水平，在工可和　初测阶段即将地质环境的调查分析应用到选线上，尽　可能绕避或重点设计潜在危险的路堑边坡。　在实际工程中。由于总有一些问题无法避免，这就　Ｋ２２处大滑坡治理中，在削坡减载后，滑坡体表面　松散存在大面积的过水隐患。我们筑了截水沟、排水　沟，还要表层绿化封闭，既防止雨水下渗，又美化环境。　除此外，我们还考虑在一、二级坡面设置一些水平排水　孔排除地下水，这样对山体的稳定更加有利。　清徐互通Ｅ匝道滑坡体内含水量较高，状况非常　不利，我们在滑坡整治中，采取了地表、地下排水相结　合，通过水平疏干孔将坡体内的地下水引出坡外，有效　地保证了抗滑桩及锚索加固工程的功能发挥。　４．３施工控制与管理　滑坡整治属专业性很强的工程，滑坡整治效果的　要求科学确定边坡的破坏机制，建立路堑边坡专家咨　询与决策系统，为公路建设决策提供参考，指导公路路　堑边坡的防护设计与施工，确保边坡稳定安全，控制投　资，提高经济效益。　可以说，太祁高速公路所遇到的路堑滑坡问题比　好坏，与施工单位的技术能力密切相关，太祁公司在此　次滑坡整治工程中采用公开招标形式，选用具有相当　资质和专业技术能力的队伍进场。只有从专业角度上　去把握滑坡体自身主要矛盾，在施工中才能有的放矢．　并配合设计部门研究实施方案和每个工序的控制措　施。　较复杂．期间经过各方专业人士的勘察论证和精心施　工，取得＿『满意的结果。　随着山西省高速公路的不断延伸，滑坡总是难免　还要摆在公路建设者们面前，我们要总结经验，吸取教　训，为公路建设顺利安全进行，保证工程的可靠性、经　济性，提供一些认识。　ａ．应充分认识山区公路路堑边坡的岩体地质和稳　定性是公路建设中最主要的工程地质问题之一；　另外，滑坡治理工程中，特别强调其时效性。即对　于一个滑坡整治工程，各工序需配套衔接，一旦管理不　到位，造成停工、工期滞后，滑坡体往往已产生了很大　的变化，难以有针对性地进行整治。　ｂ．“专业化勘察、概念化设计、信息化施工”的原　则，要在工程建设中有效地贯彻实施；　滑坡整治工程中，按照“信息化施工”原则，即对一　个处于不断活动的滑坡体，通过施工监测和揭露出新　Ｃ．公路选线从根本上决定了沿线工程地质问题的　难易程度，要重视对地质环境的前期调查与预测；　ｄ．公路路堑爆破开挖，应当看作是公路边坡“建　设”的开始．应有效降低对山体的危害．更大程度上降　低工程防护治理的造价；　ｅ．路堑边坡所遇到滑坡、崩塌等灾害，治理手段多　种多样．只有把握灾害发生的根本机制和成因，才能针　对性地采取有效的整治措施。　的地质问题，必须反映到设计方案上来，及时补充修正　原有方案。任何一个滑坡整治方案都不是一成不变的。　“信息化施工”是施工与设计最好的结合，只有这样才　能保证工程的顺利实施和滑坡的有效整治。　５今后亟待解决的问题　Ｔｈｅ　Ｓｌｉｄｅ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｔａｉｑｉ　Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ　ＬｌＵ　Ｚｉ—ｘｉｎｇ　．ＷＡＮＧ　Ｈｏｎｇ—ｚｈｉ　．ＺＨＡＮ　Ｙｕａｎ　（１．Ｔａｉｑｉ　Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ　Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｑｉｎｇｘｕ．Ｓｈａｎｘｉ　０３０４００，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｔｈｅ　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ，Ｂａｏｄｉｎｇ，Ｈｅｂｅｉ　０７１０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｔｙｐｅ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｔａｉｑｉ　Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ　ｓｌｉｄｅ．ａｎａｌｙｚｅｄ　ｉｔｓ　ｃａｕｓｅ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｌｉｄｅ；ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｓｔｕｄｙ