成永刚：高海拔断层破碎带边坡病害处治长期有效

文章来源于公众号：悠游2019，作者：成永刚，原文链接：高海拔断层破碎带边坡病害处治

高海拔地区由于空气相对稀薄，人工效率大幅下降，故边坡病害处治时宜尽量采用机械施作或采取轻型支挡工程，尽量减少人工施作规模。且应尽量提高工程的防冻标准，防止冻融造成防治工程的失效。
处于断层破碎带的边坡病害处治，宜尽量避免松散斜坡上的长细比过大工程设置，力求准确核查工程的有效锚固能力，避免处治工程失败。且工程的设置应尽量考虑到现场可实施性，避免施工难度过大造成工程质量难以有效控制。

基于此，高海拔断层破碎带边坡病害的处治，应在充分考虑工程有效锚固能力基础上，优先考虑机械施工的轻型支挡工程。尤其是对高烈度地震区，轻型支挡工程较传统圬工挡墙具有明显的优势。

案例

某海拔约3300m高海拔自然斜坡坡度约25°左右，地表植被茂盛，汇水面积大。地表为厚约1.5m的含碎石粉质粘土层，下伏断层破碎带板岩。区内地震烈度为Ⅷ 度，地震动峰值加速度0.3g。
二级公路采用开挖自然斜坡后，在坡脚设置高9m浆砌片石挡墙进防护，墙后采用1:0.75坡率开挖的形式，边坡最大高度15m。

图1 原设计工程地质断面图

边坡开挖到位，在坡脚挡墙工程完工后不久，由于高海拔地区浆砌片石挡墙质量较差，坡体含水量较高，以及边坡坡率较陡的原因，造成宽约50m范围内的边坡发生垮坍，坡面渗水严重，下部挡墙损坏。

图2 边坡滑塌

病害发生后，技术人员采用在边坡顶后部设置两排?140mm,壁厚6mm@1.5m,长15m钢管制作的微型桩，桩顶采用筏板连接后，设置一排?32mm钢筋制作,长16m@2.0m锚杆进行预加固处治，防止坡体向后牵引，并对坡面进行挂网喷混凝土进行防护，继而恢复坡脚挡墙工程进行的处治方案。
在微型桩施工完成，而桩顶部的筏板尚未施作时，由于微型桩长细比过大，且半坡上施工导致注浆质量欠佳，造成在断层破碎带为主的坡体内发育形成近圆弧形滑面后再次发生变形，形成了宽约80m，体积约2万方的工程滑坡，坡后张拉裂缝向后扩展约25m，下错约0.7m。
此外，该方案中的微型桩顶部设置锚杆工程也是欠合理的。因为，全粘接刚性粘接的锚杆将很难与微型桩形成协调受力，这与预应力锚索微型桩的受力有着本质区别。

其次，在高海拔地区的松散、富水坡面上采用挂网喷混凝土进行防护也是合理的。因为，松散坡体采用挂网喷混凝土很难形成两者的结合，且在冻融作用下极易造成挂网喷混凝土损坏。

图3 变更后坡体变形工程地质断面衅

图4 坡面渗水

图5 坡体后部贯通性张拉裂缝

图5 半坡微型桩倾斜变形

依据现场调查，笔者结合现场实际情况，建议：
1、在坡脚设置工程扰动较小，施工速度较快的轻型微型桩挡墙，有效实现对滑坡的整体支挡。即利用微型桩对整个轻型微型桩挡墙体系提供主要的抗滑、抗剪、抗倾覆作用，7m高的轻轻型挡墙主要起到微型桩群的连接作用。其中微型桩采用长9~12m，?127m，间距为2m两排精轧无缝钢管制作，挡墙采用C20混凝土浇注，顶宽0.5m，底宽1.2m。
2、对墙后垮塌进行必要的清坡后，在陡坎部位设置锚杆长9m的框架工程进行加固，即对坡体的局部稳定性进行加固处治，继而防止陡坎垮塌牵引后部坡体变形。
３、在坡脚设置长度为15ｍ的仰斜排水孔，有效疏排坡体地下水。在坡后设置必要的环状截水沟，有效截排后部地表汇水。

图6 调整后的工程地质断面图

综上，高海拔断层破碎带边坡病害处治，宜尽量考虑到现场的实际情况，优先采用机械施作为主的轻型支挡工程，并宜将主要工程布置于易于施工平台部位，从而有效加快工程施工进度，减小施工难度和提高工程施工质量。

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。