高速公路路塹邊坡滑坡分析與治理

勞祺

摘要：文章結(jié)合汕昆高速公路廣西境河池至百色段工程K138+200～k138+355右側(cè)滑坡治理工程實例，分析了路塹邊坡滑坡類型與穩(wěn)定性，闡述了路塹邊坡滑坡的主要影響因子，并提出了相應(yīng)的治理措施。

關(guān)鍵詞：高速公路;路塹;滑坡;穩(wěn)定性;治理

中圖分類號：U418.55 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki wccst.2019.08.006

文章編號：1673-4874（2019）08-0018-04

0引言

高速公路施工中，基于邊坡地質(zhì)實際情況與人為擾動的影響，極易出現(xiàn)失穩(wěn)情況，最終導(dǎo)致滑坡事故的發(fā)生，威脅項目施工與運營安全。對此，高速公路建設(shè)中必須加強對邊坡的地質(zhì)勘察和實時監(jiān)測，掌握滑坡變形發(fā)展變化趨勢，及時制定出有針對性的治理措施，防止出現(xiàn)重大損失，保證工程的順利完工。

1高速公路路塹邊坡滑坡介紹

滑坡指的是斜坡上的土/巖體，由于受到自然或人為因素的影響，基于重力作用出現(xiàn)沿著軟弱面（帶）順坡向下滑動的現(xiàn)象，如圖1所示即為滑坡要素平面及斷面示意圖。從本質(zhì)上而言，滑坡屬于一種自然現(xiàn)象，但若是造成對集體、個人財產(chǎn)或是人身安全方面的威脅，則被稱為是滑坡災(zāi)害。

根據(jù)我國高速公路工程實踐情況調(diào)查來看，滑坡是主要的地質(zhì)災(zāi)害之一，其分布十分廣泛，凡是較陡地段或是歷年多雨季節(jié)均可發(fā)生。無論是在高速公路施工還是運營過程中出現(xiàn)滑坡災(zāi)害，均會對相關(guān)人員生命安全造成巨大威脅，因此加強滑坡治理必須從公路建設(shè)階段開始重視，防止后期影響公路正常使用。長期以來，人們對滑坡災(zāi)害機理與防治技術(shù)均展開了大量的研究，逐漸認知到了滑坡的發(fā)生是多種因素綜合影響的結(jié)果，存在復(fù)雜的物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，對此必須在總結(jié)歸納滑坡災(zāi)害發(fā)生機理的同時，加強對各工程項目的針對性分析，切實制定有效的防治方案，確保公路沿線安全。

2高速公路路塹邊坡滑坡類型與穩(wěn)定性分析

2.1滑坡類型

滑坡的類型眾多，其形成的環(huán)境、表現(xiàn)出的特征等均有所差異，通過滑坡分類可進一步歸納概括滑坡作用的表象特征與產(chǎn)生原因，以便進一步指導(dǎo)相關(guān)勘察、治理工作的開展。根據(jù)不同依據(jù)，可將滑坡分為不同類型：

（1）依據(jù)發(fā)生時間，可分為新生滑坡和老滑坡;

（2）依據(jù)動力形式，可分為牽引式滑坡、推移式滑坡和復(fù)合式滑坡;

（3）依據(jù)物質(zhì)組成，可分為巖質(zhì)滑坡、半成巖滑坡、土質(zhì)（類土質(zhì)）滑坡三大類，每個大類又可再細分為幾個小類。如圖2所示。

2.2滑坡變形過程及其穩(wěn)定性分析

滑坡變形是一個動態(tài)的過程，必須對各階段變形情況有一個全面且深入的了解，方可對應(yīng)各階段制定針對性的、有效的治理措施。

根據(jù)滑坡發(fā)生過程的分析可知，這是一個內(nèi)、外部系統(tǒng)不斷協(xié)調(diào)的結(jié)果，當外部系統(tǒng)變化導(dǎo)致內(nèi)部系統(tǒng)調(diào)整幅度超過滑坡自身能力時，就出現(xiàn)了滑動情況。如降雨會導(dǎo)致滑坡體滲流場改變，滑坡內(nèi)部應(yīng)力場就會進行調(diào)整維持滑坡系統(tǒng)平衡，但若是降雨強度過大，必然導(dǎo)致滑坡滲流場變化過大、滑體變形過度，如圖3所示。滑坡的變形主要可以分為5個階段：蠕變階段、擠壓階段、微滑階段、劇滑階段、壓密階段。

掌握滑坡變形各階段的性質(zhì)及地質(zhì)工程特征，可為不同階段滑坡治理提供針對性的建議。如在工程開始前，必須充分認識到可能存在的滑坡情況，開展穩(wěn)定性分析，并據(jù)此進行預(yù)加固工作，有效防止滑坡災(zāi)害的出現(xiàn);在滑坡的蠕動、擠壓、微滑階段，可對滑坡性質(zhì)、成因開展全面分析，并制定相應(yīng)的治理方案，常用且有效的措施有排水、后部減重、前部反壓等，切實遵循“治早治小”原則，保證工程安全;在滑坡的劇滑階段，滑坡變形己無法控制，必須立刻安排人員疏散、施工設(shè)備撤離，最大限度地減少相關(guān)損失。

3影響高速公路路塹邊坡滑坡的主要因子及其治理措施

3.1影響滑坡的主要因子

根據(jù)高速公路路塹邊坡滑坡發(fā)生情況的統(tǒng)計分析可知，其主要影響因子可歸納為內(nèi)因、外因兩種，前者是滑坡形成的必要條件，后者則是滑坡形成的充分條件，具體如表1所示。

3.2滑坡治理措施

在我國滑坡防治工程中，應(yīng)用于滑坡防治的工程措施眾多，但是部分治理措施使用效果不理想，或是造價過高存在可替代性，因此工程實踐中較少或是基本不采用。如在滑坡排水處理中，虹吸排水方法容易出現(xiàn)堵孔問題，倒吸效果差，除非科研需要，一般在工程實踐中很少采用;又如滑帶爆破、滑帶（面）焙燒等方法的可操作性十分差，僅僅作為一種理論存在，在工程實踐中基本沒有采用;其他如電滲排水、排架樁支擋等方法，均存在類似情況。

本文根據(jù)相關(guān)理論與實踐分析，將我國高速公路路塹邊坡滑坡常用治理措施歸納如圖4所示。根據(jù)圖中可知滑坡治理思路主要分為四大類：（1）維持滑坡現(xiàn)狀;（2）截排;（3）力學(xué)平衡;（4）滑帶改良。在高速公路路塹邊坡施工中，必須要根據(jù)實際情況合理確定治理重點，選擇治理措施。下文主要圍繞汕昆高速公路廣西境內(nèi)河池至百色段工程展開分析，通過對現(xiàn)場滑坡情況、基本特征及穩(wěn)定性進行分析，提出相應(yīng)的治理方案，切實保證工程施工安全。

4汕昆高速公路廣西境內(nèi)河池至百色段工程滑坡治理情況分析

4.1項目背景

擬治理滑坡場地位于河池市巴馬縣所略鄉(xiāng)六東村以東約500m處（汕頭至昆明高速公路廣西境內(nèi)河池至百色段工程主線k138+200～K138+360段右側(cè)深路塹）。此邊坡所處地形較陡，坡度約25°～45°，邊坡區(qū)表層為殘坡積層，下伏三疊系中統(tǒng)百蓬組（T2b）砂巖及其風(fēng)化層，主要為巖質(zhì)邊坡。邊坡在降雨后，風(fēng)化巖易軟化，易產(chǎn)生崩塌，不利于邊坡的穩(wěn)定。本次滑坡范圍為滑坡后緣位于山腰處，前緣位于開挖成形的坡面剪出至路基內(nèi)，滑坡周界沿山脊呈“u”形發(fā)展，若滑坡繼續(xù)滑動，將影響工程的施工進度。

4.2現(xiàn)場滑坡情況

原路塹現(xiàn)場邊坡開挖基本完成后，2017-06-25，在邊坡上方山體發(fā)現(xiàn)一條裂縫，裂縫距主線中線右163.6m，裂縫長326.5m，裂縫寬約0.3m，裂縫山梁位置處形成錯臺，錯臺落差最大0.5m，裂縫從山脊向主線延伸，走向呈U型狀，U型開口正對路基。2017-08-05，發(fā)現(xiàn)裂縫錯臺最大落差達3m，裂縫寬0.5～1.1m，有部分位置存在雨水沖刷形成的井坑。原開挖坡面受滑體蠕動破壞，滑體堆積于路基中;滑坡體出現(xiàn)較多的拉張裂縫，坡體裂縫處出現(xiàn)不同程度下挫（最大下挫位置約3m）。

4.3滑坡基本特征及穩(wěn)定性分析

4.3.1滑坡基本特征

滑坡所在位置自然坡體地貌類型屬低山斜坡地貌，為一坡向近于西北的單向斜坡，地勢東高西低，山坡植被發(fā)育，坡角差異較大?；潞缶墭烁?03m，前緣標高277m，前后高差約26m左右。

根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)繪和鉆探成果，滑坡范圍里程樁號k138+200～k138+355，長約60～190m，寬約100m，面積約15000m，是一個滑坡體厚度約9～16m、體積約135000～230000m的中型中層牽引式滑坡，主要在巖體結(jié)構(gòu)面中產(chǎn)生滑動，滑坡體表面坡度約25°～35°。該滑坡為仍繼續(xù)活動的活滑坡，滑體表面裂隙發(fā)育，與滑動方向近乎垂直，仍有發(fā)展趨勢。該滑坡是由于工程活動引起的工程滑坡，發(fā)生主要原因為：

（1）內(nèi)因：①存在易滑的地層條件，強風(fēng)化層中的泥巖軟弱夾層形成潛在滑動面，為滑坡形成提供了必要的物質(zhì)基礎(chǔ);②路基開挖后，在坡腳形成人工邊坡，造成臨空面，加之坡體表層土體與強風(fēng)化巖厚度相對較大，適逢雨季，經(jīng)雨水軟化與風(fēng)化作用，使巖土體強度下降產(chǎn)生塑性變形，引起坡體向下位移形成蠕滑，逐漸剪斷巖土層面與節(jié)理裂隙面間的棱角，使滑面貫通而滑動。

（2）外因：人工邊坡開挖，在坡體前緣形成臨空面并使坡腳處支撐應(yīng)力降低，大氣降水的加載，是滑坡形成的主要外因。

4.3.2滑坡穩(wěn)定性分析

（1）滑坡各層巖土體物理力學(xué)性質(zhì)分析評價

根據(jù)現(xiàn)場原位試驗、室內(nèi)試驗、巖土工程經(jīng)驗數(shù)據(jù)和《汕頭至昆明高速公路廣西境內(nèi)河池至百色段工程K138+200～k138+355右側(cè)滑坡工程地質(zhì)勘察報告》，河百滑坡巖土體的主要物理力學(xué)參數(shù)選取見表2。

（2）計算剖面的確定與計算參數(shù)的選取

本滑坡的穩(wěn)定性計算選取主滑方向上3-3斷面，滑面的位置根據(jù)鉆孔勘探結(jié)果確定。

根據(jù)《河百K138+200～k138+355右側(cè)滑坡工程地質(zhì)勘察報告》，滑體、滑帶土、滑床基巖宏觀特征，結(jié)合滑坡目前的變性特點，按照天然狀態(tài)y=21.8kN/m、飽和狀態(tài)ysat=22.5kN/m對滑坡進行了滑坡穩(wěn)定性指標反算。

本滑坡體巖土主要為粉質(zhì)黏土、含碎石粉質(zhì)黏土以及局部強風(fēng)化巖層，滑床面主要為強風(fēng)化巖層，滑帶土以含碎石粉質(zhì)黏土為主。本次勘察滑帶土在ZK1、ZK3孔中采取土樣進行室內(nèi)殘余剪實驗。

該滑坡已經(jīng)產(chǎn)生滑動，其滑動面抗剪強度指標宜介于滑帶土殘余剪的峰值強度與殘余強度之間，考慮到室內(nèi)試驗，為剔除滑帶土中碎石等較大硬顆粒后的重塑土試驗，其摩阻力一般較實際會偏低。因此，內(nèi)摩擦角取值低于峰值，粘聚力則取高于但接近于殘余值，同時類比同類巖土滑坡滑帶抗剪指標的經(jīng)驗值，綜合取值進行試算。根據(jù)試算結(jié)果，綜合確定本場地滑坡抗剪強度指標如下（工程地質(zhì)勘察報告提供）：

滑帶抗剪強度平均值：天然狀態(tài)c=20.0kPa，Ф=10.2°;飽和狀態(tài)C=18.0kPa，Ф=9.2。。

4.4滑坡治理措施

本項目根據(jù)滑坡特征、保護對象綜合分析，決定采用抗滑支擋與截水溝結(jié)合的治理措施，同時輔以監(jiān)測預(yù)警，實現(xiàn)綜合治理。

4.4.1治理方案

本項目采用“抗滑擋墻+刷方減載+后緣截水”的治理方案。為保證滑坡的整體穩(wěn)定，確保前緣路基施工安全及高速公路運營期間的安全，需充分結(jié)合滑坡的地形特征和地層特征，并為了有效降低滑坡推力，提高滑坡穩(wěn)定度，擬在第一級邊坡處沿路線方向布置一排擋墻，同時在滑坡外圍部分段距滑坡邊界約5m設(shè)置截水溝，以防外部的水進入滑坡體。

4.4.2分項工程措施

4.4.2.1支擋工程

在第一級邊坡處沿路線方向布置一排擋墻，墻高10m，頂寬2m，擋土墻采用（320片石混凝土澆筑，墻體每隔10～15m殳置一道沉降縫，縫寬2cm。

4.4.2.2刷方減載

根據(jù)滑坡特征，對滑坡中后部區(qū)域從第二級邊坡處開始刷坡，具體坡率見表3。每級邊坡及平臺兩側(cè)與原地形坡面應(yīng)平緩過渡進行順接。

4.4.2.3防排水措施

滑坡周界外3.0m設(shè)300m長的截水溝，采用M7.5漿砌片石砌筑，片石為中風(fēng)化砂巖，要求最小邊長度>15cm、抗壓強度≥30MPa。截水溝壁厚、底厚均為30cm，表面采用M10水泥砂漿溝陰縫處理，每隔10～15m設(shè)一道2mm寬的伸縮縫，以瀝青木板填塞，切實提高其抗沖刷能力，減小脹縮變形。

5結(jié)語

綜上所述，滑坡是我國高速公路建設(shè)中的重要病害之一，實際建設(shè)施工中必須加強邊坡監(jiān)測，實施相關(guān)支擋、排水工作，切實預(yù)防滑坡事故的出現(xiàn)。一旦出現(xiàn)滑坡事故，必須落實相關(guān)勘察工作，全面掌握滑坡基本狀況和特征。本文結(jié)合目前常用滑坡工程治理方法，在汕昆高速公路廣西境河池至百色段邊坡滑坡治理工程確定了“抗滑擋墻+刷方減載+后緣截水”的治理方案，并配以滑坡監(jiān)測預(yù)警，切實保證整個施工過程安全可靠。