山區(qū)公路堆積體滑坡穩(wěn)定性分析及處治對策研究

李云

（中鐵長江交通設(shè)計集團有限公司，重慶401147）

0 引言

堆積體是山區(qū)廣泛分布的一類不良地質(zhì)體，是斜坡變形破壞后的產(chǎn)物，是一套成因多樣、組分復(fù)雜、結(jié)構(gòu)無序、土石混雜堆積的第四紀地質(zhì)體[1]。近年來山區(qū)道路建設(shè)中，常因開挖坡腳和不合理的堆載引發(fā)工程滑坡，張俊德對云陽至萬州高速公路韓婆埡隧道進口段滑坡的穩(wěn)定性進行了評價并進行了方案比選[2]，馮玉濤分析了南川至道真高速公路省界站場大型堆積體滑坡[3]、K13+055～K13+320段堆積體切坡滑坡[4]的失穩(wěn)機理，總結(jié)了關(guān)鍵的處治技術(shù)。本文以重慶山區(qū)某斜坡堆積體為例，考慮地下水，引入飽水工況，對該滑坡進行了穩(wěn)定性分析，結(jié)合滑坡處治難點提出了處治措施。

1 工程概況

2020年雨季，重慶市涪陵區(qū)某省道升級改造工程K12+450～K12+520段發(fā)生山體滑坡，前緣坡腳擋墻推出位移約1.0m，側(cè)緣剪切錯動帶痕跡清晰，后緣拉裂下錯約0.8m，為一碎塊石土質(zhì)牽引滑坡，主滑方向161o，縱長約140m，寬約85m?；轮率姑穹?幢（建筑面積200m2）和在建水窖（180m2）被沖毀，在建公路被掩埋長度90m，并威脅滑坡下方居民6戶19人，亟須對滑坡進行處治設(shè)計。

2 滑坡穩(wěn)定性分析

2.1 地質(zhì)模型建立及分析方法

2.1.1 滑坡變形特征

滑坡區(qū)后緣拉裂縫、側(cè)緣剪切裂縫和前緣擋墻推移等變形現(xiàn)象明顯，但滑坡后緣870～940m高程間，地形坡度35～38o，地形較陡，堆積物厚度約6.5m，為一潛在變形區(qū)，需確定其是否有變形破壞的趨勢。根據(jù)布置在潛在變形的GNSS監(jiān)測點，自2020年7月2日后最大位移小于5mm，變形過程分析曲線沒有出現(xiàn)累計遞增和向下沉降的趨勢，可以判定在監(jiān)測期間內(nèi)處于穩(wěn)定狀態(tài)。

2.1.2 滑（帶）面特征

滑坡變形跡象明顯，滑面目前基本貫通，根據(jù)勘探資料，滑帶土一般位于基巖面與覆蓋層接合處以及土體內(nèi)部?；瑤镔|(zhì)主要為粉質(zhì)黏土，含較多量碎石，呈灰黃色，稍濕，可塑狀態(tài)，手捻滑膩感較強。

2.1.3 剪出口分析

根據(jù)水池邊坡爆皮開裂和擋墻推移等現(xiàn)象，可以很好地確定開挖后路面的位置標高處的剪出口，確定為淺層滑面。下部居民區(qū)后緣陡緩交界處的地形急變處存在臨空，加之公路需要開挖現(xiàn)狀堆積區(qū)，造成阻滑段減載，故確定了深層滑面。

2.1.4 分析方法

采用《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021—2001）（2009年版）推薦的傳遞系數(shù)法[5]，計算軟件為理正巖土計算6.5PB4版之抗滑樁設(shè)計滑坡推力模塊，采用加大下滑力的KT方法，不考慮地震荷載。根據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTGD30—2015）考慮下部有居民點，安全系數(shù)正常工況取1.20，暴雨工況1.10[6]。

2.1.5 滑面參數(shù)的確定

根據(jù)取樣試驗、參數(shù)反演和經(jīng)驗參數(shù)等進行綜合取值，本分析的參數(shù)取值如下：

表1 滑坡體穩(wěn)定性計算參數(shù)取值表

2.1.6 分析工況的擬定

滑坡呈一“榆樹葉”狀山坳地形，促使地表水體向溝心匯聚，碎塊石堆積體為水體入滲提供了有利條件，為確定水體作用下最不利工況的支擋下滑力，確保處治可靠性，本分析的3種工況分別是：天然工況，即是無持續(xù)降雨作用，此時滑動面參數(shù)選擇為天然強度參數(shù)，滑體為天然重度；有水工況（降雨工況），即是勘察期測得的最大水位高度2m，為地下水位線，此時滑動面參數(shù)選擇為飽和強度參數(shù)，水位線以上滑體為天然重度；飽水工況，即是假設(shè)水位線持續(xù)上漲（上漲至穩(wěn)定性系數(shù)在1.0附近即可），此時滑動面參數(shù)選擇為飽和強度參數(shù)，滑體容重持續(xù)增加，僅少部分滑體為天然重度。

2.2 穩(wěn)定性分析結(jié)果

根據(jù)破壞模型和滑動面參數(shù)，斜坡堆積體開挖2.0m形成原地方道路時，在天然和降雨工況下處于穩(wěn)定狀態(tài)，在飽水工況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，見表2，與地方道路建設(shè)完成后斜坡堆積體當(dāng)時穩(wěn)定性、符合性較好。

表2 堆積體開挖2m時穩(wěn)定性分析成果表

斜坡堆積體開挖5.5m，邊坡頂部開4m，形成路面和水窖平場狀態(tài)時，淺層滑面處于欠穩(wěn)定-基本穩(wěn)定狀態(tài)，深層滑面處于基本穩(wěn)定-穩(wěn)定狀態(tài)，見表3，與滑坡發(fā)生、推移擋墻等現(xiàn)象符合性較好。

表3 堆積體發(fā)生滑坡時穩(wěn)定性分析成果表

以上分析說明，計算參數(shù)與斜坡堆積體及工程滑坡各階段穩(wěn)定性狀態(tài)符合較好，可以用于設(shè)計支擋工程的穩(wěn)定性分析計算。

水對滑坡穩(wěn)定性影響較大，飽水工況較天然工況下穩(wěn)定性系數(shù)下降約13.9～22.3%；在雨季長期降雨和短時極端降雨的條件下，下部居民區(qū)后緣陡緩交界處的地形急變處的深層剪出口將處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，需要進行深層支擋處治。

3 處治對策研究

根據(jù)該滑坡水環(huán)境復(fù)雜、清方條件較差、支擋位置選擇困難、施工安全問題突出、處治工程可靠性要求高等難點，擬定了“治水+坡腳支擋”的處治對策，秉承一次性徹底處治、少擾動坡體、方便施工等原則，確定了前緣強支擋+集水引流+支撐滲溝+坡面防護+綜合截排水的方案。

公路邊坡左側(cè)設(shè)置14根抗滑樁，抗滑樁采用圓形截面，截面直徑為3m。起到側(cè)向約束、鎖固地基及填筑坡體的作用，抗滑樁頂部設(shè)置2根長35m的設(shè)計錨固力400kN錨索。樁前設(shè)0.8m厚C20片石混凝土護面墻，護面墻頂樁后平臺采用20cm厚C20混凝土硬化。

樁后部堆積土體按坡比1∶1.5，坡高8m一級對坡面進行修整，第一二三級邊坡采用支撐滲溝+拱形骨架進行防護，第四五級邊坡采用掛土工格室植草防護，在樁前護面墻和樁后一二級邊坡間距3m設(shè)仰斜式排孔，通過坡面防護和地形排水穩(wěn)定樁后斜坡堆積體。

對凹地匯水采用在滑坡后緣外低處開挖小型水井，匯聚地表和地下水體，通過水管穿越涵洞引流至公路外側(cè)，并修建水池，即歸并匯水又利用于當(dāng)?shù)卮迕?。滑坡區(qū)域匯水，采用環(huán)線截水溝、平臺截水溝和急流槽，引至邊溝中，通過涵洞排至公路外側(cè)。

4 結(jié)論

其一，“榆樹葉”狀山坳地形以及碎塊石土+粉質(zhì)黏土+強風(fēng)化砂巖的地層結(jié)構(gòu)為該工程滑坡的發(fā)展演化提供了條件，地下水長期侵蝕促進滑帶土的形成，雨季水體匯聚下滲飽和滑帶土體，降低了滑動面強度參數(shù)，坡腳公路邊坡的多階段開挖是該滑坡的誘發(fā)因素。

其二，水對滑坡穩(wěn)定性影響較大，飽水工況較天然工況下穩(wěn)定性系數(shù)下降約13.9%～22.3%；在雨季長期降雨和短時極端降雨的條件下，下部居民區(qū)后緣陡緩交界處的地形急變處的深層剪出口將處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，需要進行深層支擋處治。

其三，該工程滑坡處治方案擬定的難點是：水環(huán)境復(fù)雜、清方條件較差、支擋位置選擇困難、施工安全問題突出、處治工程可靠性要求高。結(jié)合處治難點，確定了前緣強支擋+集水引流+支撐滲溝+坡面防護+綜合截排水的方案。