公路隧道滑坡病害处理方法（浅谈营运高速公路滑坡处治技术及管理经验）

罗茂泉四川成渝高速公路股份有限公司

摘 要：结合四川省某营运高速公路大型滑坡体的处治过程，通过技术、经济、社会影响等多方面因素对比，提出大型滑坡体的处治方案及施工过程相关要求，经现场实测研究，证明方案的可行性，并从技术和管理方面总结出高速公路滑坡体处治经验，以期对类似的滑坡体处治有借鉴意义。

关键词：营运;高速公路;滑坡;处治;管理经验;

1 工程概况

成雅高速公路为G5京昆高速重要组成部分，K1920 390～ 580挖方高边坡段位于四川省雅安市名山县境内，该段范围内K1920 416处(原设计桩号K85 529)有一座单跨50m的钢筋砼跨线拱桥，桥台高约17m。

成雅高速于1999年12月建成并投入营运。2011年6～8月雅安地区持续干旱，气温偏高，8月13日始开始间断下雨，8月18～21日该路段出现暴雨天气，受连续强降雨影响，K1920 416跨线桥出现错缝，K1920 390～ 580段左侧上边坡路堑墙出现鼓胀，局部边沟挤压变形。该段左侧坡顶出现裂缝，长度100余米。8月23日上午该段路基左侧上边坡发生崩滑，挡墙、护面墙及跨线桥急剧变形，随后跨线桥垮塌，滑坡体掩埋高速公路，掩埋长度约180m，掩埋厚度0～7m(见图1)。滑坡平面形态呈圈椅状，堆积体顺路线长约200m，宽约90m，滑体厚10～16m，平均厚度约13m，总体积约30万m3，属于大型滑坡。滑坡产生的主要原因是受前期干旱后期连续4天的强降雨，大量雨水顺裂缝渗入土体及下部岩石裂隙之中，增大了岩土体容重，导致了已软化的岩层面抗剪强度急剧降低。同时，雨水下渗并汇聚于土岩裂隙中的地下水排泄不畅，在干旱等原因产生的裂缝中产生超高裂隙水压力，导致基岩变形快速发展，滑坡体启动终至崩滑。

2 设计方案

由于G5京昆高速车流量大，道路中断给沿线司乘人员带来极大不便，社会影响大。针对滑坡实际情况，设计提出了如下三个处治方案:方案一，清方减载 大直径旋挖钢管桩 挡墙 拱形骨架护坡为主的方案;方案二，清方减载 普通抗滑桩 拱形骨架护坡为主的方案;方案三，高桩板墙支挡为主的方案。

图1 滑坡外貌图(2011.8.23摄) 下载原图

方案比选主要针对应急抢险阶段各方案的工期长短、施工难易程度、安全性、工程造价及社会影响进行分析。在支挡设计中，旋挖钢管桩具有工期短、施工快捷，能够满足快速形成支挡效果的特点，能及时控制灾情和疏导交通，可以快速控制灾害带来的不利社会影响，但造价相对较高。普通抗滑桩方案，施工简便易行，对施工单位设备和技术要求相对较低，造价相对较低，但需要开挖较多土石方施工周期较长，可能会加剧滑坡，造成更大损失。高桩板墙支挡，可以减少边坡挖方、占地及拆迁，节约工程造价，对环境破坏的影响较小，但施工时间长。考虑到应急抢险救灾工作往往要求及时和快速，才能缓解社会影响的压力，所以经济因素相比于效率、社会影响因素影响较小，故方案一优于方案二及方案三，最终推荐采用方案一，即清方减载 大直径旋挖钢管桩 挡墙 拱形骨架护坡为主的方案(见图2)。方案一设计处治主要措施如下:

(1)清方:设计清方共分四级边坡，第一级边坡高度8.0m，坡比1∶2.0;第二级边坡高度5m，坡比1∶2.5;第三级边坡高度8m，坡比1∶2.0～1∶2.5;第四级边坡高度8～10m，坡比1∶2.0～1∶2.5。弃土场选择在就近路段前方的路堤边坡外侧。

(2)第一阶段旋挖钢管桩支挡:为尽快保证成雅高速半幅抢通，在第一级平台滑坡变形严重段(K1920 416～ 516段)前缘设置两排旋挖钢管桩，桩孔间距顺路线方向为5m，垂直路线方向为2m，梅花型布置，桩长15m，共41根，旋挖钢管桩孔径1m，内设直径90cm钢管，壁厚12mm，桩顶采用C30钢筋砼联系梁进行连接，联系梁厚度为150cm，宽度350cm。钢管桩内灌注C60高强度混凝土。

(3)第二阶段加锚索 联系梁支挡:锚索起止桩号K1920 407.25～ 549.75，顺路线方向间距2.5 m，锚索长度28m、30m，锚固长度12m，锚索采用垫梁连接成整体，垫梁截面0.8×1.5m，长144.5m。

(4)挡墙支挡:在K1920 388～ 571段路堑边坡坡脚设置挡墙支挡，墙高4m。

(5)坡面防护:一二级边坡采用喷播草灌绿化防护;三四级边坡采用拱形骨架植草、灌木防护。

(6)跨线桥恢复:垮塌的跨线桥考虑以后道路扩建需要，采用4×40钢筋预应力混凝土T梁替代原已垮塌的1×50m钢筋混凝土肋拱桥，下部结构采用桩基础、柱式台。

(7)截排水系统:用Ⅰ型、Ⅱ型排水沟恢复路堑边沟;一级平台钢管桩上联系梁上设置拦水坎;各级平台内侧设截排水沟;清方边界外坡顶设置截水沟和急流槽。

图2 抢险设计方案一:清方减载 大直径旋挖钢管桩 挡墙 拱形骨架护坡 下载原图

3 现场施工处治3.1 施工顺序

8月23日滑坡发生后，项目营运单位及时组织应急抢险施工单位开展抢险工作，于27日初步抢通半幅道路，后缘岩土体再次崩滑，新增滑体10余万立方米，经增加人员和设备，并于9月7日再次抢通成都至雅安方向半幅道路，并及时施作钢管桩。

图3 施工流程图 下载原图

3.2 施工技术要点3.2.1 清方施工

清方需分级，按照自上而下分级进行，首先需要对开口线以外的边坡进行清理、支护和加固处理。本工程清方为塌方，应先施工开挖边坡的截水沟，防止雨水冲刷，且应在最高一级边坡开挖前进行。

3.2.2 旋挖钢管桩施工

(1)施工前应做好安全防护工作，并对桩位进行复测。钻孔时应间隔2个孔，同时施工的两孔距离大于5m，每钻完一孔应及时进行浇注。先施工旋挖钢管桩，再开挖并浇筑联系梁。联系梁也应分段跳槽进行，每10至15m为一节段。

(2)第一批桩孔兼做勘察孔，为后续的桩孔施工提供地质参数。

(3)钢管桩身采用C60商品混凝土浇筑。钢管外侧无法浇注混凝土时，采用M35水泥浆管壁外侧补灌。

(4)桩顶预留钢筋骨架以便施作联系梁。

(5)成桩后及时进行无损检测，确保钢管桩整体受力是工程抢险的关键。

3.2.3 锚索及垫梁施工

(1)先做锚索抗拔力试验。

(2)锚索长度共有28m至33m四种规格，锚固段要进入12m的中风化岩体。

(3)锚索孔成孔孔径不得小于设计值的101%，孔深超钻50cm。锚固段锚索剥离出裸线进行除油、除锈和防腐处理。注入M35加早强剂砂浆务必连续不断，并及时补浆。当砂浆强度达到80%和垫梁混凝土强度达到70%时即可张拉锚索，锚索张拉必须按照循环和对称张拉进行。

(4)锚索垫梁在锚索施工完成后施作。锚索垫梁顶面与钢管桩联系梁顶面齐平。

3.2.4 挡墙施工

(1)挡墙应分段跳槽开挖浇筑，每8至15m一个节段。

(2)墙身泄水孔要深入墙背后侧10cm，进水口包裹防渗土工布。

(3)墙背自上而下回填粘土、砂砾石、混凝土止水带、灰土。

图4 治理后的边坡外貌图 下载原图

4 监测分析

K1920 390～ 580段抢险工程完成后，以地表位移和降雨量作为主要的监测变量，基于GPRS网络，开展了滑坡远程监测系统的总体设计(见图5)。

图5 滑坡远程监测系统结构设计 下载原图

滑坡处治完成后，在现场安装完成了监测设备。通过成都远程监控中心服务器上的监测系统控制软件，实时接收存储了6处监测点(见图6)的滑坡位移和降雨量监测数据。1#位移计、3#位移计和5#位移计的监测周期为2012年2月～2013年5月，2#位移计、4#位移计和6#位移计的监测周期为2012年6月～2013年5月。在监测周期内受到了2012年8月17～18日暴雨及4.20芦山强烈地震影响。

根据监测信息的综合分析和现场调查情况，在整个监测周期中，监测点位移的突变主要为人工扰动或施工作业影响所致，在排除受扰动产生的位移突变外，各监测点位移还还受降雨作用、卸荷效应和地震的影响。仅有1#位移计附近雅安侧护面墙受2012年8月17～18日暴雨影响，产生水毁灾害。仅有5#位移监测点处坡顶略有裂缝产生，主要由于第四级边坡坡面较陡，坡体有应力调整及卸荷效应，但裂缝没有扩张。其余监测点在监测周期内均无明显的变形迹象，4.20芦山强烈地震作用下坡体仍处于稳定状态。经过近十年的运营观测，综合判断，抢险处治方案一不仅工期短、施工快捷，能够满足快速形成支挡效果，并且已经受住强降雨、地震等不利工况的检验，工程处治效果已经显现，坡体整体处于稳定状态。

图6 远程监控系统布置图 下载原图

5 经验总结5.1 技术经验

(1)方案选择

在滑坡治理中首次采用了大直径旋挖钢管桩等新型支挡结构，同时这类旋挖钢管桩较普通抗滑桩具有工期短、施工快捷，能够满足快速形成支挡效果的特点，因此是一种好的特别是针对营运高速公路治理滑坡险情的应急方案。

(2)监测技术

本项目使用的基于GPRS网络的滑坡远程监测系统，将经济合理的监测方法与远程传输技术相结合，具有远程、实时、自动、无线的功能，相对传统监测方法，具有监测效率高、适应恶劣气候条件下的滑坡监测等优点，能够捕捉地质灾害发生前兆信息，迅速了解地质灾害现场的动态监测结果，为运营单位提供高效的决策依据。

5.2 管理经验5.2.1 和谐的“路群关系”

和谐有效的“路群关系”是提前获知危险因素、成功避险的重要原因。项目业主将成雅高速公路的路面清洁、路产保护、及时报险、绿化养护等任务发包给专业公司，由专业公司招聘沿线村民为员工，增加了沿线村民家庭收入，提高了保洁质量和工作效率，密切了路群关系。为鼓励沿线群众积极参与路产设施看护，公司实行了高速公路设施损坏举报奖励办法，建立了成雅高速公路沿线及相邻路段信息互通机制。这一措施使公司及时从地方获得各种信息，村民也得到相应的精神和物质奖励。这次村民发现桥梁裂缝就立即报告，使项目公司及时掌握了险情，为抢险工作赢得了宝贵时间。

5.2.2 应急预案与应急决策

应急预案的制定原则是，以人为本，经济合理，应急技术措施适宜，管控及时有效。该滑坡滑动变形征兆出现后，项目运营管理单位第一时间组织人员到现场核实，确认风险后立即联系高速交警、交通执法、当地政府及时进行封道管控，车辆从前后相邻互通收费站分流。从8月21日滑坡征兆出现到8月23日滑坡发生，前后不到两天时间。若不能当机立断实施交通管制，对于车流量、人流量巨大的国道主干线来说，后果不堪设想。由于发现及时，处置得当，才使得该运营高速虽发生大型滑坡，却没伤亡1个人，成为灾害避险的成功案例。

5.2.3 安全管理工作

当滑坡灾害发生后，在后期的处治工作中应做好防疫防爆、夜间作业安全防护和紧急避险演练等工作。做好现场照明布置，配置对讲机、反光背心及荧光棒等物品保证夜间作业。制定紧急避险方案，需要明确紧急避险的信号、路线、避险区域。临时实行交通管制后，项目公司及时在各个收费站口设立绕行提示牌、变换车道、增设应急收费机、增调人员加班，有序引导车辆分流，通过媒体及时向社会通报险情及路况。当地政府也全力配合并调集各方力量、出动警力，在沿线各个交叉路口摆放指示牌，维持分流道路国道108的交通秩序。

5.2.4 信息畅通高效

高速公路的建设、经营、管理是支撑社会经济发展和社会和谐的重要支点，高速公路管理者不能因为任何客观、主观原因影响交通的发展，影响交通的形象。保持信息传递渠道畅通，第一时间公开灾害原因、抢险过程及重建措施，对内利于领导决策，为科学制定抢险方案奠定了基础;对外安定了人心，避免了社会负面影响的发生。

5.2.5 多套抢险技术方案

在处理滑坡这类危害严重、情况复杂的滑坡灾害时，现场指挥应当根据现场实际情况，充分估计各种不确定因素，尽可能制定多套抢险技术方案，防止单一方案受阻时延误抢险时机。

6 结论

本文从技术、经济、社会影响、管理等方面，确定以清方减载 大直径旋挖钢管桩 挡墙 拱形骨架护坡为主的方案，对营运中的G5京昆高速公路成雅段K1920 390～ 580段滑坡体进行了处治。并利用基于GPRS网络的滑坡远程监测系统，选取6处监测点对处治后的路段边坡进行监测，得出本文所采用的滑坡处治方案具有快速且可靠的优点。最后从这次滑坡处治的过程中获得了技术和管理上的经验总结，对类似的营运高速公路发生滑坡后的快速处治具有一定的借鉴意义。

参考文献

[1] 马盛国．龙王坪滑波治理方案设计与研究．西南交通大学硕士毕业论文．2006.

[2] 赖增成，徐淼，尚涛．土质高边坡处治方案比选．公路交通科技(应用技术版)，2014,10(8):108-110.

[3] 李虎章，覃建，由淑明．深圳“12·20”重大滑坡抢险中的技术管理．人民长江，2016,47(11):1-9.

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