路堤邊坡滑坡成因分析及處理措施

劉 歡 黃學(xué)超 楊樹華

(中國十九冶集團有限公司 云南 臨滄 677000)

滑坡作為公路地質(zhì)的主要災(zāi)害，嚴重地影響著公路通行的效率和質(zhì)量[1]。邊坡滑坡若處理不當費工費時達不到預(yù)期效果消除不了隱患，還可能增大隱患。所以必須要充分認識邊坡、了解邊坡，才能做到減少邊坡災(zāi)害和消除邊坡事故隱患[2]。以云南省省道S232，K70+820～K70+845段左側(cè)邊坡滑坡處理措施及防護展開分析。

一、工程概況

云南省省道S232于2011年建成通車，省道施甸-軍塞段工程地質(zhì)較差，為砂巖、花崗巖、頁巖、泥灰?guī)r、白云巖及其混雜巖類分布，局部地段會發(fā)生山體滑坡、泥石流等自然災(zāi)害，有軟土分布。有山區(qū)突出的立體氣候，小區(qū)氣候明顯，趨于南亞熱帶河谷季風(fēng)氣候。本道路邊坡滑坡位于省道K70+820～K70+845段，該段地質(zhì)主要為粉質(zhì)粘土，往大里程方向100m內(nèi)為一條山溝，且該處有一直徑為10m左右的魚塘，K70+910～K70+960為黍米壩橋。

省道S232為雙向兩車道，路寬7.5m,路肩30cm,K70+820～K70+845段邊坡，滑坡前路邊沿道路方向路肩位置已經(jīng)有原有裂縫長13m，滑坡處距路邊約有3m，滑坡頂端路面出現(xiàn)新裂縫，新裂縫長約19m，縫寬最寬處達到2cm，新裂縫距離原有裂縫7m。主要滑坡體長25m，寬約3m，高12m，滑塌土體約有1000m3，詳見圖2。發(fā)現(xiàn)滑坡后立即進行了應(yīng)急處理，做了掛網(wǎng)噴漿護坡，待雨季過后進一步處理，但在處理過后兩個月滑坡二次下滑，且拉裂了公路路面，原有滑坡體擴大，路面裂縫距路邊6.1m，裂縫長20m，最大縫寬達到了20cm，坡面的掛網(wǎng)噴漿護面砼10cm，也同樣被拉裂，且形成較多裂縫，詳見示意圖1。

圖1 路堤邊坡滑坡圖示意

二、路堤邊坡滑坡原因分析

(一)不良地質(zhì)影響

路堤邊坡滑坡地段(K70+820～K70+845)地質(zhì)屬于云南山區(qū)較為普遍的紅褐色粉質(zhì)粘土，詳見圖2。該紅粘土是碳酸鹽類巖石(石灰?guī)r，白云巖，泥質(zhì)泥巖等)，經(jīng)風(fēng)化而成的殘積、坡積或殘-坡積的褐紅色、棕紅色的高塑性粘土，具有天然密度小，含水量高，孔隙比大，液、塑限高，壓縮性中至低，強度中至高的特性。具有明顯的收縮性，但壓縮性低。該種土質(zhì)因其收縮性較大，收縮容易引起土體開裂，裂隙擴張進一步可能演化成溜塌，最終引起滑坡?；绿幫罄锍谭较蛴凶匀粶瞎龋托钏~塘，說明該處地下土體含水量豐富，且該處含有大量沖積巖，沖擊巖成分含較多砂礫土，判斷滑坡體下層為砂礫石與粉質(zhì)粘土的混合軟弱層。

圖2 路堤邊坡滑坡現(xiàn)場

(二)施工因素影響

該路堤邊坡滑坡地段，公路下方原是農(nóng)田，現(xiàn)因要在此處修建拌合站，所以進行了征地紅線內(nèi)的場地平整，對路堤邊坡進行了刷坡，刷坡嚴格按照從上到下逐級刷坡，坡頂距路肩4m，坡率1∶1.5，屬于緩坡，刷坡完成后沿坡底開挖一條寬40cm的排水溝。刷坡完成后第二天突然發(fā)生邊坡滑坡，其原因有三，①刷坡施工破壞原有土體力學(xué)平衡，剝離表土后原有土體重力內(nèi)摩擦力值變化，需重新達到平衡；②施工中大型機械震動使富含水的含沙軟弱土體產(chǎn)生共振趨向液化發(fā)展；③公路車流量較大，多數(shù)為拉貨重車，給下部土體一個振動震源，同時給滑坡體施加了重力。以上幾條均加劇了軟弱土層的弱化，讓滑坡具備了必要條件。

(三)天氣因素影響

該地區(qū)天氣為亞熱帶河谷季風(fēng)氣候，6-9月正值雨季，降水量大，山高坡陡，具有明顯山區(qū)河水暴漲暴跌的特征，且多為雷陣暴雨，來去交替快，雨后太陽暴曬。雨水沿裂縫下滲，又經(jīng)高溫蒸發(fā)，加速土體收縮，增大裂縫開裂速率。

三、路堤邊坡滑坡處理方案

(一)滑坡?lián)岆U處理

該段路堤邊坡出現(xiàn)滑坡后，立即采取了滑坡?lián)岆U處理。①用挖掘機垂直坡面拍擊塌陷土，以達到夯擊震動壓實裂隙；②打設(shè)3.5m砂漿錨桿并注漿；③掛設(shè)鋼絲網(wǎng)，并噴射混凝土封閉覆蓋邊坡；④路肩裂縫采用灌注水泥砂漿封堵避免雨水滲入；⑤埋設(shè)位移沉降監(jiān)控量測點，每兩天觀測一次。

沉降位移觀測詳見圖3，通過位移沉降監(jiān)測變化可知?，F(xiàn)場邊坡二次滑坡及沉降均為突發(fā)性變化，并非緩慢變化。由前文原因分析加上監(jiān)測數(shù)據(jù)可以判定，二次滑坡是由于路基深層夾雜軟弱土體，重力分力與摩擦力達到臨界值，超過土體粘結(jié)力凝聚力，出現(xiàn)失穩(wěn)突發(fā)性滑移。對現(xiàn)場實際情況了解以后，通過經(jīng)濟性、安全性比選，重新制定了處理方案。首先根據(jù)裂隙走向判定軟弱土體深度位置，確定了滑坡體體積約為4000m3，由牛頓第二定律計算出重力G=mg,m=ρv,則G=ρvg=1.87×4000×10=7.48×104KN，ρ為黏土飽和密度取1.87kg/m3，g取10N/kg。若使用重力式擋墻由此便可計算出擋墻的抗推力，合理設(shè)置擋墻。

圖3 路堤邊坡滑坡監(jiān)測變化

(二)滑坡加固處理

滑坡的加固處理，一般處理方案可以總結(jié)為“擋、夯、換、錨、排”等方法。擋為支擋工程，通過減重反壓，減少滑坡體上部重量，在滑坡體下部擋壓，人為施加抗滑動反力；夯為夯實地基土，根據(jù)現(xiàn)場實際土體采用夯擊密實路基土，改善土物理性能，避免因不密實引起下沉；換為地基土改良，通過土質(zhì)改良或更換軟弱土體增強路基承載力，或通過注漿固結(jié)改善土體力學(xué)性能，最終達到增強穩(wěn)定性；錨為錨索抗滑，可設(shè)置橫向錨索施加拉力，拉錨滑坡體，也可以設(shè)置豎向錨索(錨索抗滑樁)，阻擋滑移；排為排水工程原理不外乎“截排護填”，通過截水，地表、地下排水，防護防止雨水滲入，填充地勢低洼處防止出現(xiàn)積水，最終達到降低滑坡地下水位和滑帶土孔隙水壓力，提高其穩(wěn)定性，減少支擋工程量[3]。

本工程通過現(xiàn)場施工難易情況、經(jīng)濟、安全的比選之后確定了最終的處理方案：

(1)擋，通過上文計算，采用重力式擋墻，并填土反壓。

(2)換，通過已有裂縫，沿裂縫豎直打設(shè)注漿鋼花管，注水泥漿，固結(jié)下部軟弱土體增加抗滑摩擦力。

(3)排，沿邊坡坡面用潛孔鉆鉆設(shè)橫向排水管，裝入外部包裹土工布的打孔波紋管，最后在反壓土表層植草。

四、路堤邊坡滑坡的預(yù)防

路堤邊坡主要是提高其穩(wěn)定性，在云南山區(qū)地帶雨水充沛，一是防治水土流失，在路堤邊坡植樹，撒播草種，以增加降水涵養(yǎng)量，確保山體穩(wěn)定，以期達到消除滑坡隱患的目的[4]；二是做好截排水，路面出現(xiàn)凹陷及時填補引排，保證不積水，水統(tǒng)一引流到水溝，保證水有處可流；三是在邊坡底設(shè)置排水底溝，必要時在邊坡設(shè)置盲管，引排土中含水量；四是加強觀測，在發(fā)現(xiàn)有微小裂縫時就應(yīng)該及時采取預(yù)防措施，不能等其嚴重后才做處理。

五、結(jié)語

對于路基邊坡滑坡遵循“一次根治、不留后患”的原則[5]。對復(fù)雜的滑坡，做好詳細的工程地質(zhì)調(diào)查、勘探與分析是制定治理方案的基礎(chǔ)。短期內(nèi)不易查清何原因引起，治理投資巨大、危害不嚴重者，則應(yīng)加強監(jiān)測，統(tǒng)一規(guī)劃，逐步勘察，分期治理，且應(yīng)優(yōu)先考慮地表及地下排水工程，盡量避開雨季處理。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，結(jié)合經(jīng)濟和安全做出最優(yōu)處理方案。