某公路工程玄武巖風(fēng)化地質(zhì)滑坡及處治措施分析

任軍

摘要 高速公路建設(shè)線路較長，地質(zhì)狀況復(fù)雜，極易產(chǎn)生邊坡滑坡、坍塌等病害，尤其對于玄武巖風(fēng)化地層，滑坡災(zāi)害更加頻繁，嚴(yán)重影響道路施工及運營安全。鑒于此，文章依托某高速公路工程實踐，針對玄武巖風(fēng)化地質(zhì)滑坡及處治措施展開綜合探究，分析了滑坡形成原因，并對其穩(wěn)定性實施計算評價。根據(jù)滑坡具體狀況及穩(wěn)定性評價結(jié)果，提出了四種不同的處治方案，通過經(jīng)濟性、安全性等各方面比較，確定了最佳處治方案，即邊坡修整+抗滑樁加固+排水系統(tǒng)，取得了顯著成效，具有重要的參考價值。

關(guān)鍵詞 高速公路項目；玄武巖風(fēng)化土質(zhì)；滑坡成因；滑坡治理方案

中圖分類號 U418.55文獻標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2024）05-0111-03

0 引言

玄武巖呈節(jié)理裂隙發(fā)育，在干濕環(huán)境條件下，其風(fēng)化程度較高，降雨條件下玄武巖表層土體吸水膨脹，迅速達到飽和狀態(tài)，穩(wěn)定性較差，極易產(chǎn)生坍塌、滑坡現(xiàn)象。為有效提升玄武巖風(fēng)化地質(zhì)邊坡穩(wěn)定性，保證高速公路建設(shè)及使用安全，該文依托某高速公路玄武巖滑坡處治案例，系統(tǒng)分析了滑坡形成原因，并提出了科學(xué)有效的處治措施，具有十分重要的實踐意義。

1 工程概況

某高速公路項目，K50+240～K50+550段左側(cè)路塹邊坡，采用三級邊坡，單級高為10 m，坡度1∶1。其中K50+420處距紅線邊緣65 m、80 m位置分別建有民房和220 kV高壓輸電塔。2019年10月二級邊坡防護即將完工時，開始進行一級邊坡施工，開挖過程中一級坡面產(chǎn)生沿道路縱向平行剪切裂縫，縫寬5 cm，且存在滲水現(xiàn)象。邊坡頂部紅線外側(cè)30 m位置處存在2 m錯臺，地表產(chǎn)生大量裂縫，蔓延至民房區(qū)域，導(dǎo)致房屋外墻出現(xiàn)大面積開裂；坡面防護部分混凝土格柵及排水溝垮塌；K50+450～K50+500段距離道路中心線10 m位置出現(xiàn)擠出破壞。滑坡滑動方向大體垂直于道路中心線，滑體長、寬、厚分別為160 m、120 m和20 m，總體積為380 000 m3，潛在滑動體體積為540 000 m3，為大型滑坡。此滑坡平面如圖1所示。

此滑坡地帶屬構(gòu)造剝蝕中山地貌。海拔介于2 050～

2 200 m之間，構(gòu)造深度為200～700 m。地層以P1-2玄武巖為主。地勘報告顯示，滑坡區(qū)域地層分布包括第四系坡殘積（Q4dl+el）層、二迭系上—下統(tǒng)（P1-2）地層。其地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

2 滑坡成因分析

工程實踐中，影響邊坡滑坡的因素較多，通過調(diào)查分析，主要原因包括以下幾個方面：

（1）地形因素?；碌囟芜吰碌匦味妇瑑A角為20 °～30 °。受邊坡土體自身重力影響，邊坡形成較大的重力勢能[1-3]。

（2）地質(zhì)條件?；碌囟沃饕刭|(zhì)條件為玄武巖風(fēng)化地層，質(zhì)地疏松、孔隙較大，遇水易軟化，強度顯著下降。實地勘查顯示，玄武巖風(fēng)化層之間出現(xiàn)光滑構(gòu)造面，摩阻力相對較小，是導(dǎo)致該滑坡產(chǎn)生的最主要原因。

（3）施工干擾。路塹開挖使邊坡產(chǎn)生大面積臨空，導(dǎo)致坡腳位置應(yīng)力增大，滑坡體沿光滑構(gòu)造面滑出，從而形成滑坡。

（4）降雨影響。場區(qū)內(nèi)遭遇連續(xù)性降雨，在雨水滲透作用下，玄武巖殘積土發(fā)生軟化，強度顯著下降，重量增加，進一步加劇滑坡產(chǎn)生[4]。

3 滑坡穩(wěn)定性分析

3.1 計算參數(shù)選取

滑坡體以第四系玄武巖殘積土、全—強風(fēng)化玄武巖為主，屬典型的巖土類滑坡。目前，該滑坡仍呈現(xiàn)滑動趨勢，結(jié)合滑坡具體情況，穩(wěn)定性系數(shù)取0.98。選擇最薄弱部位2-2?斷面實施穩(wěn)定性分析，通過具體實驗及數(shù)值計算，得到滑坡巖土技術(shù)指標(biāo)參數(shù)[5]。

3.2 穩(wěn)定性計算

滑坡地帶地震最大烈度為Ⅷ度，地震加速度為0.20 g，應(yīng)充分考慮地震影響。利用傳遞系數(shù)法對最薄弱部位2-2?斷面穩(wěn)定性實施計算，具體結(jié)果如表1所示。

從表1可知：天然、暴雨及地震工況下滑坡體均未達到穩(wěn)定狀態(tài)，仍舊處于滑動階段，滑動體逐步帶動上部結(jié)構(gòu)滑移，使滑坡范圍顯著增大。所以，應(yīng)先對滑坡實施應(yīng)急處理，待其達到基本穩(wěn)定狀態(tài)時，再進行永久性加固處理。

4 滑坡處治方案優(yōu)選

4.1 應(yīng)急處治措施

因滑坡體附近分布民房與高壓輸電塔，并且房屋外墻出現(xiàn)裂縫，如果不及時對邊坡實施加固處理，將會引發(fā)更加嚴(yán)重的后果。為此，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，先對一級邊坡剪切裂縫位置實施回填反壓處理，處理完成后，通過位移觀測滑坡基本達到穩(wěn)定狀態(tài)。在輸電塔和民房中間部位布設(shè)3排規(guī)格為φ108 cm注漿管進行注漿加固，注漿管長度為9 m，布設(shè)間距為1.5 m，呈梅花形設(shè)置。

4.2 處治方案比選

參照滑坡體穩(wěn)定性計算數(shù)據(jù)，并結(jié)合現(xiàn)場具體情況，初步擬定四種處治方案：

（1）方案一：對滑坡段線路進行改線，繞避滑坡區(qū)域，僅針對滑坡實施加固處理。線路改線后，對局部路塹實施回填。在邊坡坡腳位置布設(shè)寬度為8 m、高度為10 m的柔性防護。在高壓輸電塔滑坡側(cè)基礎(chǔ)外圍布設(shè)一排抗滑樁，共8根，單根長度25 m，同時對坡面進行生態(tài)防護，并完善排水系統(tǒng)。此方案會形成大量廢棄工程，且需新建橋梁，綜合成本約5 928萬元[6]。

（2）方案二：保持線路平面布局不變，適當(dāng)調(diào)整道路縱向坡度，盡可能降低對滑坡體的干擾，減小滑坡治理難度。道路縱坡調(diào)整后，在道路左側(cè)邊緣布設(shè)一排2.5 m×3 m抗滑樁，輸電塔下方布設(shè)一排2 m×2.5 m抗滑樁，共7根，單根長度為25 m，同時對坡面進行生態(tài)防護，并完善排水系統(tǒng)。此方案會形成大量廢棄工程，且需新建橋梁，綜合成本約4 509萬元。

（3）方案三：對邊坡實施削坡并重新分級，在一級平臺位置布設(shè)2.8 m×4 m抗滑樁，一級、三級坡面利用錨桿框格梁實施防護，二級坡面利用錨索框格梁實施防護，錨索共6根，長度30 m。輸電塔下方布設(shè)一排2 m×2.5 m抗滑樁，共8根，單根長度為25 m，同時對坡面進行生態(tài)防護，并完善排水系統(tǒng)。總成本約3 145萬元[7]。

（4）方案四：不改變道路線形，對邊坡實施削坡并重新分級，分別在一級、二級邊坡8 m和15 m寬平臺上布設(shè)一排1.5 m×2 m和2 m×3 m抗滑樁；一級坡面利用錨桿框格梁進行防護；二級、三級坡面利用錨索框格梁進行防護，同時對坡面進行生態(tài)防護，并完善排水系統(tǒng)?？偝杀炯s2 173萬元。

綜合比較：方案一、二會形成大量廢棄工程，資源浪費嚴(yán)重，成本較高，經(jīng)濟性較差；方案三抗滑樁截面較大，挖方量較大，存在較大安全風(fēng)險，且成本較高；方案四設(shè)置雙排抗滑樁，受力合理，安全性高，成本較低。經(jīng)綜合比選，最終確定采用方案四[8]。

4.3 滑坡處治措施

滑坡治理按照削坡后最薄弱部位滑坡推力進行設(shè)計，安全系數(shù)天然、暴雨、地震狀態(tài)下分別取1.25、1.15和1.15。通過計算求得一級、二級平臺抗滑樁最大滑坡推力分別為1 342 kN/m和1 929 kN/m[9]。

處理方案：

（1）在寬度為15 m的二級邊坡平臺上布設(shè)一排2 m×3 m錨索抗滑樁，共25根，單根長度25 m，樁頂部位布置一孔錨索，長度為35 m，錨固區(qū)長度10 m，錨索采用6根規(guī)格為φS15.2 mm高強低松弛1860級鋼絞線編制而成，樁體布設(shè)間距中—中為6 m與7 m。

（2）在寬度為8 m的一級邊坡平臺上布設(shè)一排1.5 m×2 m抗滑樁，共39根，長度16～20 m，樁體布設(shè)間距中—中為6 m與7 m。

（3）一級坡面設(shè)置錨桿框格梁，錨桿長度12 m；二級、三級坡面設(shè)置錨索框格梁，錨索長度30 m、35 m，錨固區(qū)長度10 m，并進行生態(tài)防護[10]。

（4）完善排水系統(tǒng)，降低水損破壞。在距離強變形區(qū)域5 m處設(shè)置尺寸為0.6 m×0.6 m截水溝，各級平臺處布設(shè)尺寸為0.6 m×0.6 m排水溝。

（5）各級邊坡滲水部位布設(shè)仰斜式泄水孔，深度15×20 m，角度為8 °?；绿幹卧O(shè)計平、剖面示意圖如圖3～4所示。

5 結(jié)論

綜上所述，該文依托某高速公路工程實踐，系統(tǒng)分析了滑坡形成原因，并對其穩(wěn)定性實施計算評價，通過綜合比選提出了最佳治理方案，具體結(jié)論如下：

（1）玄武巖風(fēng)化路塹邊坡滑坡影響因素較多，受地形及地質(zhì)因素影響，玄武巖風(fēng)化層之間容易形成光滑構(gòu)造面，在雨水滲透作用下，玄武巖殘積土發(fā)生軟化，沿光滑構(gòu)造面產(chǎn)生滑動。

（2）玄武巖風(fēng)化地質(zhì)滑坡治理時，應(yīng)根據(jù)滑坡具體情況，綜合經(jīng)濟、安全等各方面進行比較，從而確定最佳處治方案。

（3）玄武巖風(fēng)化地質(zhì)滑坡治理時，應(yīng)先對邊坡進行削坡處理，并進行重新分級，在邊坡平臺處設(shè)置抗滑樁進行加固，同時對坡面進行生態(tài)防護，完善排水系統(tǒng)，降低水損破壞，全面提升邊坡穩(wěn)定性。

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