淺談普通國省干線公路水毀滑坡災(zāi)害的治理措施

陳桃林

（三明市公路養(yǎng)護中心，三明 365001）

1 前言

滑坡是邊坡上的巖體在自然或人為因素的影響下失去穩(wěn)定，沿一定的破壞面整體下滑的現(xiàn)象，是一種常見的邊坡失穩(wěn)而產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害，其產(chǎn)生條件、作用因素、運動機理具有多變性、多樣性和復(fù)雜性。

近年來， 國內(nèi)外對公路水毀滑坡的研究和防治也在不斷地擴展和深入，防治措施也在向小型化、輕型化方向發(fā)展，隨著機械和材料等方面的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進步，水毀滑坡的治理措施向復(fù)合型、小型機械化方向發(fā)展。

總體說來，滑坡的工程防治主要有3方面：一是終止或減輕各種誘發(fā)因素的作用； 二是改變坡體內(nèi)部力學(xué)特征，增大抗滑強度從而終止變形；三是直接阻止滑坡的啟動發(fā)生。

根據(jù)滑坡產(chǎn)生的原因， 目前對公路水毀滑坡的主要治理措施有：抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索框架、抗滑擋土墻、掛網(wǎng)錨噴等；輔助措施有：排水工程、三維掛網(wǎng)植草、邊坡體減載、反壓固腳，護腳、監(jiān)控量測等；還可以采取坡體強度加固法、抗滑明洞、柔性防護工程等治理方法。

2 水毀滑坡區(qū)自然地理及工程地質(zhì)條件

2.1 自然地理及氣象條件

2.1.1 地理位置及交通狀況

該滑坡區(qū)域位于三明市建寧縣濉溪鎮(zhèn)河?xùn)|村附近，距離縣城區(qū)1 km左右，原省道205線經(jīng)過該區(qū)域，也是通往建寧動車站主要交通道路，交通便利。

2.1.2 氣象水文條件

2016年6月， 建寧縣全境反復(fù)遭受持續(xù)性暴雨襲擊，其主要特點有：（1）短時間內(nèi)降雨量大，日平均降雨量達到100mm；（2）反復(fù)出現(xiàn)特大暴雨，持續(xù)時間較長；（3）部分地區(qū)短時間強降雨頻發(fā)， 上述特點是誘發(fā)水毀滑坡地質(zhì)災(zāi)害的主要原因。

該滑坡區(qū)常年無地表性水流， 邊坡體上土體呈干燥狀態(tài)，雨季坡體較濕潤。 在滑坡區(qū)北側(cè)為濉溪河，常年流水，季節(jié)性變化較大。

2.2 工程地質(zhì)條件

2.2.1 地形地貌

建寧縣河?xùn)|滑坡位于原省道205線K363+410～K363+510段左側(cè)山坡，公路右側(cè)為濉溪河，屬低山丘陵地貌，整體地形坡度較緩，自然坡度約25°～30°，坡腳由于修建原省道205線開挖形成人工邊坡，坡度約70°。

2.2.2 地層巖性

調(diào)查及勘探發(fā)現(xiàn)，該滑坡區(qū)域地層由新到老主要有：坡積含少量角礫粉質(zhì)黏土（Qd1）、殘積砂質(zhì)粘黏土（Qe1）、砂土狀強風(fēng)化花崗巖（γm3）、碎塊狀強風(fēng)化花崗巖（γm3）、中風(fēng)化花崗巖（γm3），地質(zhì)狀況斷面情況見圖1。各巖土層巖性分述如下：

①坡積含少量角礫粉質(zhì)黏土 （Qd1）： 灰褐色， 濕，可塑-硬塑，以黏粉粒為主，干強度中等，切面粗糙，韌性高，局部含有少量碎石、礫石等，地表多為薄層耕（腐）土，層厚0～5.3 m。

②殘積砂質(zhì)粘黏土（Qe1）：褐黃～灰褐色，稍濕，可塑-硬塑，稍有光澤，無搖震反應(yīng)，干強度和韌性中等，以黏土礦物為主，遇水易軟化，層厚0～6.5m。

③砂土狀強風(fēng)化花崗巖（γm3）：褐黃色，肉紅色，褐紅色，原巖組織結(jié)構(gòu)大部分破壞，巖芯多呈土柱狀，手捏易散，遇水易軟化，標(biāo)貫擊數(shù)大于50擊，含中風(fēng)化球狀風(fēng)化，層厚1.3～18m。

圖1 K363+470地質(zhì)狀況斷面圖

④碎塊狀強風(fēng)化花崗巖（γm3）：灰白色，肉紅色，原巖組織結(jié)構(gòu)大部分破壞，巖芯多呈碎塊狀，塊徑3～5cm，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體破碎，手折可斷，層厚3.6～16.6m。

⑤中風(fēng)化花崗巖（γm3）：灰白色，肉紅色，中粗粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖芯多呈短柱狀、柱狀，錘擊聲脆，RQD=50%,屬堅硬巖，層厚大于10m。

2.2.3 人類工程活動

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該滑坡區(qū)附近無工業(yè)設(shè)施及采礦等破壞地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動，主要的人類工程活動為修建原省道205線時，由于人工切坡形成高陡邊坡，且均未采取防護措施，這也是誘發(fā)水毀滑坡地質(zhì)災(zāi)害的因素。

3 滑坡基本特征

3.1 滑坡規(guī)模及形態(tài)

該滑坡體前緣寬約95m，后緣寬約60m，后緣高程約355.6m，前緣高程約325.69m，滑坡體斜長約55m，滑動巖土體平均土厚約5～8m， 面積約5000m2， 體積約25000～40000m3，屬于小型淺層土質(zhì)滑坡。

根據(jù)現(xiàn)場實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)， 該滑坡體后緣斜坡上正發(fā)育一條與路線方向相一致的張拉裂縫，裂縫長約35m，寬0.2m，下沉0.3m，且有繼續(xù)向下發(fā)展趨勢。 滑坡前緣以原省道205線為界，前緣邊坡已經(jīng)出現(xiàn)滑塌，溜方已經(jīng)堆積至道路上。

3.2 滑坡帶特征

滑坡體的滑面主要為上部殘積物的分界面， 在雨水的作用下充分飽和，強度降低，易形成多層面、階梯狀的滑坡。 而殘積砂質(zhì)黏土與坡積含角礫粉質(zhì)黏土之間的滲透性不同，對地表水的排泄能力不同，容易在該分界面處形成軟弱帶。 滑坡體整體沿土層分界面發(fā)生大規(guī)?；瑒拥目赡苄暂^大。

4 滑坡穩(wěn)定性分析

4.1 滑坡穩(wěn)定性評價

根據(jù)地質(zhì)勘查報告，得出各計算參數(shù)如表1所示。

表1 滑帶土穩(wěn)定性計算參數(shù)

滑坡穩(wěn)定性計算采用傳遞系數(shù)法對滑坡土體的穩(wěn)定性及推力進行計算，計算公式如下：

式中：

其中ψj為第i塊段的剩余下滑力傳遞至i+1塊段時的傳遞系數(shù)（i=j）；Wi為第i條塊的重量（kN/m3）；Ci為第i條塊內(nèi)聚力（kPa）；φi為第i條塊內(nèi)摩擦角（°）；Li為第i條塊滑面長度（m）；αi為第i條塊滑面傾角（°）；βi為第i條塊地下水流向（°）；A為地震加速度（重力加速度g）；Kj為穩(wěn)定系數(shù)。

4.2 滑坡區(qū)穩(wěn)定性計算與結(jié)果

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況，對滑坡K363+470剖面的潛在滑動面進行穩(wěn)定性計算，計算結(jié)果見表2。

表2 滑坡穩(wěn)定性分析計算成果

從計算結(jié)果中可以看出， 該滑坡在天然狀態(tài)下處于穩(wěn)定的臨界狀態(tài)， 在暴雨即土壤飽和條件下處于不穩(wěn)定狀態(tài)，該滑坡目前總體上處于臨界和不穩(wěn)定狀態(tài)。

5 滑坡治理方案

綜合考慮水文地質(zhì)情況、 滑坡體規(guī)模等情況， 按照“安全、耐久、節(jié)約、和諧”的原則，通過方案優(yōu)化對比，最終設(shè)計方案選取刷坡減載+預(yù)應(yīng)力錨索框架+三維植草+掛網(wǎng)錨噴+平孔排水對該滑坡進行綜合治理方案，具體方案如下。

（1）采用三級刷坡減載，自下而上第一、二級坡率為1∶1.0，第三級坡率為1∶1.25，后緣斜坡裂縫一并進行卸載；并在距路面8m、16m高度處設(shè)置寬2m防滑平臺，平臺設(shè)置4%向內(nèi)橫坡， 平臺內(nèi)側(cè)設(shè)置40cm×40cm的C20混凝土水溝， 第二級平臺排水溝兩側(cè)出口要求與截水天溝順暢連接；第一級邊坡設(shè)置一條寬1.0m的急流槽，與第一級平臺排水溝連接。

（2）第一級邊坡采用掛網(wǎng)噴射C20細(xì)石砼對松散破碎的坡面進行封閉防護； 在距路面高度50cm設(shè)置平孔排水，平孔排水排水管采用直徑100mm鋼塑透水管，排水孔間距5m，共14孔，單根長20m。

（3） 第二級邊坡采用7片預(yù)應(yīng)力錨索框架梁進行防護，框架內(nèi)三維植草，單片框架寬8m，設(shè)4孔錨索分兩排布置，單根錨索長40m，其中錨固段長度為10m，單孔預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計錨固力為700kN，框架采用C30鋼筋砼澆筑。

（4） 第三級邊坡采用三維掛網(wǎng)植草防護在距邊坡面頂邊大于5m處設(shè)置C20砼截水溝。 滑坡治理方案見圖2，滑坡治理構(gòu)造見圖3。

圖2 滑坡治理方案示意圖

圖3 滑坡治理構(gòu)造圖

6 治理成效

該邊坡治理的主要措施為錨索框架， 而錨索張拉力驗收是檢驗錨索施工質(zhì)量是否達到設(shè)計要求的重要指標(biāo)， 該邊坡錨索驗收由業(yè)主委托具有相關(guān)試驗檢測資質(zhì)的試驗檢測機構(gòu)進行檢驗， 其抗拔力和錨索張拉質(zhì)量檢測結(jié)果見表3。

7 結(jié)語

表3 錨索驗收實驗數(shù)據(jù)檢測結(jié)果

圖4 整治后的路面情況

滑坡的治理應(yīng)結(jié)合滑坡地質(zhì)勘查報告， 分析滑坡的成因機理，根據(jù)滑坡的特征，對滑坡穩(wěn)定性進行評價，按照“預(yù)防為主、防治結(jié)合、因地制宜、綜合治理”的方針，進行邊坡水毀滑坡治理。建寧河?xùn)|滑坡治理工程于2016年9月開工，12月完工，治理后經(jīng)過多年雨季考驗，整治效果明顯，滑坡體不再有滑移的跡象，也沒有發(fā)現(xiàn)新的邊坡變形。滑坡體上植被生長茂盛，同時配合每年的公路綠化養(yǎng)護工程，該路段已呈現(xiàn)出清晰整潔的路容路貌，行車通行順暢，過往行人安全通行，樹立了公路養(yǎng)護系統(tǒng)的良好社會形象，取得了良好的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益、社會效益，整治后的路面情況如圖4所示。