某公路滑坡設計方案優(yōu)化

魯國鵬 楊朝輝 李小膀 袁宗峰

(1.云南省未成年犯管教所，云南 安寧 650305； 2.中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司，云南 昆明 650041)

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某公路滑坡設計方案優(yōu)化

魯國鵬1楊朝輝2李小膀2袁宗峰2

(1.云南省未成年犯管教所，云南 安寧 650305； 2.中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司，云南 昆明 650041)

結合云南省某公路滑坡的工程概況，從邊界條件、滑坡體變形破壞、滑坡內(nèi)外因等方面，闡述了滑坡的成因機制與變形特征，并提出了滑坡的整治方案，分析了整治后滑坡的穩(wěn)定性，結果表明，該滑坡達到了理想的治理效果。

滑坡，變形破壞，抗滑樁，穩(wěn)定性

1 工程概況

云南省玉溪市老孔寨滑坡位于城南側約4 km，滑坡體處于縣道公路下方，其上方分布有老孔寨村10戶居民房屋?？h道公路路面寬度約6 m，為柏油路面。

2009年雨季期間縣道老孔寨附近路段的外側邊坡發(fā)生坍滑，當時進行了擋墻支護。2013年8月～9月雨季期間，該段公路外側邊坡再次發(fā)生滑坡，后緣延伸至公路外側邊線，局部已達路面中部，前緣部位的原擋墻已產(chǎn)生位移破壞，并喪失了支護功能，截止2014年5月，該段公路僅有半幅路面通車。2014年6月進入雨季后，該滑坡發(fā)生了多次下滑，并在后緣產(chǎn)生牽引、拉裂，致使長約120 m的路面已完全坍滑，公路內(nèi)側的排水溝產(chǎn)生了拉裂縫，部分居民房屋已完全倒塌破壞，局部已明顯傾倒變形，原公路外側邊坡的擋墻已產(chǎn)生位移破壞，并喪失了支護功能。該滑坡體失穩(wěn)已對部分居民房屋和公路路面造成了嚴重的破壞，其進一步變形失穩(wěn)將直接威脅上部其余居民的生命財產(chǎn)安全，并對道路交通安全造成更為嚴重的影響，應盡快進行永久性綜合治理。

2 滑坡成因機制與變形特征

2.1 邊界條件

1)滑坡體范圍?；麦w處于居民房屋平臺及公路下方，部分公路路面已產(chǎn)生坍滑。滑坡體總體地形坡度約10°～25°，平面呈上部略寬、下部略窄的倒梯形狀，滑坡后緣呈明顯的圈椅狀，前緣剪出口處于龍洞河左岸一級階地的農(nóng)田內(nèi)側部位，后緣延伸至公路內(nèi)側已破壞的房屋墻腳，主滑方向為NWW?；麦w中部1 585 m高程的寬度約76 m，上下長度約85 m?；麦w前緣高程1 573 m，后緣高程1 591 m，高差18 m，平均厚度約6.6 m，平面面積約7 050 m2，滑坡體方量約為5萬m3。

2)滑面特征。根據(jù)地面地質(zhì)測繪及勘探資料分析，該滑坡主要沿基巖與覆蓋層接觸帶產(chǎn)生滑動破壞，滑坡前緣局部在全風化基巖中產(chǎn)生滑動，滑面基本呈圓弧形。通過鉆孔揭露，滑面部位主要為含礫粉質(zhì)粘土或粘土，后緣及側緣均在第四系殘坡積層(Qedl)中產(chǎn)生拉裂?；嫔疃仍?.7 m～8.99 m之間，滑帶土厚度約為30 cm～49 cm。

3)滑坡體物質(zhì)組成及下伏基巖。根據(jù)勘探資料分析，該滑坡屬第四系淺層滑坡?；麦w的物質(zhì)主要由第四系人工堆積層(Qs)、殘坡積層(Qedl)組成，滑坡前緣底部有少量全風化基巖?；麦w下伏基巖為三疊系中統(tǒng)(T2)地層，主要為灰紫、紫紅色薄～中厚層狀粉砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖，巖層緩傾坡內(nèi)。

2.2 滑坡體變形破壞特征

1)居民房屋破壞及變形情況。受滑坡體后緣拉裂影響，位于公路內(nèi)側的部分居民房屋已完全倒塌破壞，局部已明顯傾倒變形(見圖1)。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，在滑坡體上方約25 m范圍內(nèi)的房屋墻體和地面共發(fā)現(xiàn)3條拉裂縫，其延伸方向多與主滑方向近垂直，張開寬度從0.2 cm到2 cm不等，延伸長度一般在3 m～8 m之間。

2)公路變形破壞情況。根據(jù)現(xiàn)場訪問調(diào)查，2009年雨季期間老孔寨附近路段的外側邊坡發(fā)生淺表層坍滑，估計方量約為500 m3～1 000 m3，并對公路造成一定程度的危害，隨后針對坍滑部位的外側邊坡進行了干砌石擋墻支護。2013年8月～9月雨季期間，該段公路外側邊坡再次發(fā)生滑坡，后緣延伸至公路外側邊線，局部已達路面中部，前緣部位的原干砌石擋墻已產(chǎn)生位移破壞，并喪失了支護功能，滑坡體一直處于蠕變狀態(tài)。截止2014年5月，該段公路僅有半幅路面通車。2014年6月進入雨季后，該滑坡變形速度加快，發(fā)生了多次下滑，并在后緣產(chǎn)生牽引、拉裂，致使長約120 m的路面已完全坍滑(見圖2)，公路內(nèi)側的排水溝產(chǎn)生了拉裂縫。

3)滑坡體后緣拉裂變形情況?；麦w后緣高程1 591 m，分布多條橫向裂縫，張開最大寬度約20 cm，下錯高度一般10 cm～30 cm，局部達1.0 m～2.0 m，延伸最大長度約10 m～20 m(見圖3，圖4)。

2.3 滑坡體成因分析

1)內(nèi)在因素。工程區(qū)處于山坡底部相對低洼的負地形下方，地形條件有利于山坡上部的地表水及地下水匯集，且本身地下水位埋藏較淺。在雨季期間，由于地表雨水下滲和地下水位的進一步抬升，公路外側邊坡表層巖土體基本處于飽和狀態(tài)，其力學強度大幅降低。公路下方及居民房屋平臺部位第四系覆蓋層厚度較大，約2.5 m～5.5 m，其物質(zhì)成分主要為粉質(zhì)粘土或粘土，含水量及粘粒含量較高，力學強度指標較低。工程區(qū)內(nèi)下伏基巖為粉砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖，其透水性微弱，為相對隔水層。此外，工程區(qū)發(fā)育兩條與山坡走向近平行的Ⅲ級結構面的斷層(F1，F(xiàn)2)，且陡傾坡內(nèi)，破碎帶約0.5 m～1.5 m，具有較好的阻水性質(zhì)。

2)外在因素?；麦w范圍內(nèi)公路車輛動荷載及集中降雨是影響斜坡穩(wěn)定的外在因素。a.公路車輛動荷載。公路車輛動荷載的不利影響主要為增加斜坡坡頂荷載。b.降雨作用。集中降雨是滑坡體變形破壞的主要因素。由于雨水的入滲在第四系殘坡積層和全強風化巖體接觸帶部位形成暫時性地下水富集現(xiàn)象，地下水的富集對殘坡積層底部的粉質(zhì)粘土層形成靜水壓力，并進一步降低其力學強度。

3)失穩(wěn)機制分析。2014年6月之前，公路仍有半幅路面通行，但其下方邊坡基本處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，局部處于蠕變狀態(tài)。由于2014年6月底至10月初的連續(xù)降雨，地表雨水下滲和地下水位的進一步抬升，公路外側邊坡巖土體基本處于飽和狀態(tài)，其力學強度大幅降低，第四系覆蓋層底部的粉質(zhì)粘土及粘土層多為可塑～軟塑狀。在暴雨入滲的影響下，增加了邊坡部位的下滑力，在第四系覆蓋層底部形成靜水壓力，導致邊坡逐漸失去臨界穩(wěn)定狀態(tài)，邊坡上部土體在重力作用和公路動荷載作用下，沿覆蓋層底部的粉質(zhì)粘土及粘土層向下方產(chǎn)生圓弧形牽引式滑移。綜合判斷，該滑坡體仍處于變形蠕滑發(fā)展階段，穩(wěn)定性差，并有進一步發(fā)展的趨勢。

3 滑坡方案設計及穩(wěn)定性評價

3.1 滑坡設計措施

3.1.1 治理方案比選

1)移民改遷方案與滑坡整治方案對比。移民改遷方案優(yōu)點是可以避開現(xiàn)在的滑坡區(qū)，同時為公路改線提供場地。改線搬遷方案有以下缺點：a.要選擇移民場地，并對擬用場地進行穩(wěn)定性評價及場地平整及征收，而山區(qū)本身可以利用的土地就少，因此征收及平整難度較大，搬遷費用較高。b.公路需要重新改線?；抡畏桨傅膬?yōu)點：a.居民不用搬遷，現(xiàn)有公路不用改線，保持現(xiàn)有公路的線形。b.可以徹底整治現(xiàn)有滑坡體，防止由于現(xiàn)有滑坡的繼續(xù)發(fā)展危及上邊坡及坡腳河道的安全。c.投資相對搬遷方案要低。缺點是工程施工可能對現(xiàn)有居民造成一定的影響，但這只是暫時的。

綜上所述，滑坡整治方案為優(yōu)選方案。

2)抗滑樁整治方案與擋土墻整治方案對比。抗滑樁方案目前在滑坡治理過程中是最有效的工程治理措施，其突出優(yōu)點就是治理滑坡，其治理滑坡的規(guī)模大、深度較深、范圍廣，且施工較簡單。而擋土墻方案通常是以防為重點，施工簡單，造價較低，但其通常應用于較小規(guī)模的邊坡工程，治理深度較小，且施工質(zhì)量很難控制。

因此綜合對比，為保證本工程治理的有效性、經(jīng)濟性，推薦采用抗滑樁治理方案。

3.1.2 滑坡設計

通過綜合考慮，制定治理的原則是對整個滑坡區(qū)進行防治，達到標本兼治的目的。主要整治措施為在滑坡體中下部布置一排C30混凝土樁板墻，同時對破壞路面按照設計坡比進行填筑，并結合排水措施，保證邊坡的穩(wěn)定，具體措施如下：

1)抗滑樁：由于滑坡體變形較大，原有支護擋墻已經(jīng)廢棄，公路無法通行，部分住戶房屋出現(xiàn)裂縫，為防止滑坡的進一步發(fā)展，在滑坡體中下部設置一排抗滑樁，保護路堤邊坡的穩(wěn)定性，間距為5 m，樁身截面為2.0 m×2.5 m(寬×高)，樁身混凝土強度為C30，樁長9 m～16.5 m，外露地面1.5 m?？够瑯吨g設置C30混凝土預制板。2)路堤修整及回填：由于路堤邊坡已經(jīng)破壞，因此需對現(xiàn)有滑坡體坡面進行整理，按照分臺階去除坡面雜物后回填，回填土體必須分層碾壓密實，壓實度不低于相關規(guī)程規(guī)范要求?；靥盥返踢吰路謨膳_進行填筑，下部邊坡坡高6 m～7 m，坡比1∶2.5，上部邊坡高度4 m，坡比1∶2，兩級邊坡之間設置2 m寬馬道。3)排水系統(tǒng)：修復現(xiàn)有公路混凝土邊溝，保證坡外集水不滲入下部坡體。在抗滑樁樁頂設置一道M7.5漿砌石排水溝，將坡面集水排出坡外。同時考慮到本工程的特點，在現(xiàn)有坡面整理時在坡面設置樹枝狀碎石排水盲溝，將回填路堤內(nèi)地下水排出坡外。4)坡面植草綠化：為了環(huán)境美觀，同時減少雨水對坡面的沖刷，對抗滑樁樁后部邊坡坡面進行植草綠化。

3.2 滑坡整治后穩(wěn)定性評價

針對優(yōu)化后的工程的穩(wěn)定性，通過地質(zhì)勘察及反演分析確定物理力學參數(shù)，采用巖土工程專業(yè)軟件進行分析，計算結果如表1所示。經(jīng)過工程治理，滑坡整體穩(wěn)定性得到提高，滿足了規(guī)范要求，達到了治理滑坡的目的。

表1 整體治理后的復核計算成果表

4 結語

1)該滑坡體通過以上方法處理，上部房屋、道路開裂現(xiàn)象未進一步發(fā)展，表明該滑坡體整治達到了加固處理的效果。在滑坡體整治工程中，只有結合工程實際情況，選擇合理、全面的方法，才能對癥下藥，達到理想的治理效果。2)整個岸坡的變形失穩(wěn)方式牽引式逐級后退分級解體。從滑坡體的特征分析，產(chǎn)生變形失穩(wěn)主要是雨水及上部生活集水，導致孔隙水在堆積體與基巖的接觸面附近富集，增加土體重量，降低了松散層與基巖接觸面土體的強度，同時在車輛荷載的影響下，使邊坡表部的松散層沿松散層與基巖接觸面土層產(chǎn)生滑動形成滑坡體，因此建議在今后開展工程活動時，應采取有效的工程預防措施，防止地質(zhì)災害的發(fā)生。

Optimization of the highway landslide design scheme

Lu Guopeng1Yang Zhaohui2Li Xiaobang2Yuan Zongfeng2

(1.YunnanJuvenileCriminalPrison,Anning650305,China; 2.KunmingSurvey&DesignAcademyCo.,Ltd,ChinaPowerConstructionGroup,Kunming650041,China)

Combining with the highway landslide engineering conditions of Yunnan province, starting from aspects of boundary conditions, landslide deformation damage, and internal and external landslide causes, the paper describes landslide cause mechanism and deformation features, and puts forward landslide processing scheme. Through analyzing the landslide stability after treatment, it proves that: the landslide achieves ideal processing effect.

landslide, deformation damage, anti-sliding pile, stability

1009-6825(2016)11-0080-02

2016-01-24

魯國鵬(1979- )，男，工程師

P642.22

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