桥隧结构物通过滑坡时的反压措施选用长期有效

本文来源于公众号：悠游2019
作者：成永刚，博士，教高，注册岩土工程师，中国岩石力学与工程学会滑坡与工程边坡分会理事，中国土木工程学会非饱和土与特殊土专业委员会常务委员和交通岩土工程专业委员会委员，国际工程地质协会会员，中国国家公路建设项目评标专家，四川省交通运输专业人才教育专家。

一、问题的提出
滑坡反压可大大提高滑坡的抗滑能力而提高滑坡的稳定性，是一种能有效消化弃方、施工速度快、工程造价低的滑坡处治措施。在确保反压体稳定、占地等要素的基础上，一般情况下，当反压体为被反压滑坡总体积的1/10~1/7时可取得良好的工程效果，该类滑坡处治措施深受广大技术人员的喜爱。
如四川藏区某工程滑坡体积约30万方，若采用坡脚设置抗滑桩为主的工程进行支挡，则工程造价高达1700万元，这对于一个低等级公路的改建来说是无法承受的。现场咨询时，笔者考虑到公路前方河流二级阶地宽阔和线路等较低的特点，建议在坡脚设置设置约4万方的弃渣进行反压治理。不但有效消化了弃渣，且施工简单快捷，非常适合高海拔藏区的施工特点，且工程造价约100万元，与原位支挡方案相比具有明显的优势。

图1 采用反压处治前的大型滑坡全景

但是线路以桥梁、隧道形式通过滑坡时，由于受到结构物刚度较滑体相对较大的影响，很多技术人员认为反压不能有效解决滑坡对桥梁的影响，而不愿意用反压措施，而更多的喜欢采用支挡措施。
如某高速公路大桥经过滑坡，由于疏漏没有发现该滑坡的存在，将大桥设置在滑坡前部通过。在桥梁施工的过程中滑坡前部发生过局部浅表层溜滑。桥梁建设完成后的对滑坡进行处治，技术人员采用桥梁后部设置大截面抗滑桩+多排锚索为主的工程对滑坡进行支挡加固，工程造价达A万元。

图2 某高速公路大桥通过滑坡前部全景

图3 某大桥后部设置大型抗滑桩支挡滑坡全景

图4 最终采用的滑坡处治工程地质断面图

但笔者认为，该老滑坡虽在桥梁施工时由于开挖形成过浅表层滑塌，但老滑坡整体上并没有其它裂缝产生，滑坡整体是基本稳定的，即稳定系数K≥1.1，故可以采用桥梁前部便道附近设置抗滑桩后进行反压处治。这样做的好处是施工工艺相对便捷，对滑坡扰动小。工程造价约2500万元。
但由于相关技术人员认为桥梁结构物刚度明显较堆积体滑坡大，即使在桥梁前部设置反压工程，由于滑坡变形对前部反压体进行挤压时，必然先对桥梁进行挤压，从而可能造成桥梁损坏，故没有采纳该方案，而采用了桥梁后部设置大截面抗滑桩+多排锚索进行处治的工程方案
附注：该滑坡位于藏区施工环境恶劣地区，除了工程造价偏高外，尤其需要注意的如果工程施工时抗滑桩在坡脚开挖对滑坡扰动大，锚索桩位处的断层影响工程锚固力，坡脚设置锚索和抗滑桩的质量较难控制，一旦施工质量欠佳，极易降低老滑坡的稳定性。

图5 笔者建议的滑坡处治工程地质断面图

二、桥隧结构物通过滑坡段的反压处治有效性分析
滑坡反压可有效提高滑坡的抗滑能力，既而有效提高滑坡的稳定性，这在没有控制性结构物地段是可以广泛应用的，这是大家的共识。但对于桥隧结构物通过滑坡时，该如何采用反压措施呢？下面笔者结合工程实践分别进行论述。
1、滑坡采用抗滑桩、锚索等抗滑、锚固工程加固确保其安全系数满足工程安全使用要求后，采取反压措施可进一步提高滑坡的安全系数，这时，反压可放心使用。
如川藏高速公路葫芦坪滑坡由于桥梁桩基开挖造成33万方的老滑坡复活，导致下部3个桥桩被剪断。工程应急时在顺河侧修建抗滑挡墙后对滑坡进行了反压，并在永久处治工程时在桥梁后部设置抗滑桩工程对滑坡下滑力进行有效支挡处治后，桥梁前部反压工程是不会影响桥梁永久使用的。

图6 川藏高速公路大桥通过葫芦坪滑坡反压全景

2、对于滑坡变形或滑动后，前期采用反压使滑坡稳定，且静置时间较长的（如两年以上的），桥梁结构物可安全通过滑坡区。
但对于隧道，由于存在较大的开挖采空区特征，故应评估隧道开挖对滑坡的整体或局部影响后方可确定是否可以通过，或设置支挡工程、或绕避于滑面以下一定安全距离的滑床部位通过。
3、对于稳定系数K≥1.1的老滑坡，可以在滑坡前部设置反压体，进一步提高滑体的稳定系数而达到规范要求的安全系数后，桥梁结构物可安全通过滑坡区。
如云南保龙高速公路的滥渣河老滑坡体积达300万方以上，但滑坡长期处于基本稳定状态以上。故为有效确保大桥的安全，在滑坡前缘设置大规模的弃渣对滑坡进行反压，使滑坡的安全系数由1.12提高到1.25后，在滑坡中部设置了滥渣河在桥使用近十七年来一直处于安全状态。

图7 云南保龙高速公路大桥通过滥渣河滑坡反压全景

同样，隧道工程也要进行工程开挖的稳定性评估后，方能确定是否通过滑坡体或如何通过滑坡区。
如雅康高速公路天河隧道经过处于欠稳定的老滑坡体时，技术人员在隧道左、右线内侧各设置了一排抗滑桩支挡后，在滑坡前部采用大量玄武岩弃渣进行滑坡反压后，采用隧道通过老滑坡全取得了良好的工程效果。

图8 雅康高速公路天河隧道通过滑坡反压全景

综上，桥隧可否经过滑坡区，或以什么样的形式经过滑坡区，取决于滑坡的稳定状态、工程扰动程度，而不宜一刀切式的全盘否定。
其实只要滑坡的稳定系数大于1.0，滑坡就没有下滑力，就不会对桥梁、隧道结构物产生影响。只是人类工程存在一定的安全度，故我们给予工程一个安全系数后“算出”了“滑坡的潜在下滑力”。
在现实中，为了提高重要结构物的“安全度”，故建议在滑坡稳定系数大于1.1时，对存在桥隧重要结构物的滑坡采用反压处治滑坡是为确保更高的“安全度”，并不代表安全位于[1.0~1.1]区间的滑坡不能采用反压进行处治。只是为了获得更高的安全度保障桥隧结构物安全，故可适当结合支挡工程进行反压处治。
此外，考虑到桥隧结构物的重要性，治理的滑坡安全系数可取规范的中、上限值。