瀏大公路滑坡穩定分析及治理技術

何 方

(湖南省公路管理局，湖南長沙 410000)

滑坡是山區公路一種常見的自然災害，往往對公路運營造成嚴重安全隱患。引起滑坡的因素很多，因此滑坡處理技術也很多，下面介紹瀏大公路k31+380處滑坡穩定分析及治理技術。

1 項目簡介

瀏大公路k31+380山體滑坡，地處瀏大公路k31+260～k31+440為路塹式高邊坡，東端北側東接江西境約1 km，屬丘陵地帶，邊坡依山脊走勢而生，北高南低，相對高差約80～120 m，植被稀疏，坡腳40°～50°。原邊坡已設置了擋墻、截水溝、草皮等簡易防護，經過2002年和2009年滑坡后，擋墻已出現裂痕，部分地段已坍塌，近期由于地質與氣候等因素作用，致使坡體不斷變形，坡體出現明顯的坍塌，位移、滑動面大，特別是k31+380處，滑動、位移尤為突出，出現極其嚴重的險情，對公路運營和周邊居民生產生活形成重大安全隱患。

2 地質水文情況

2.1 地層巖性

經過地質勘察和物理勘察，結合現場路勘，k31+380邊坡此處地質情況非常復雜，坡體的斷層多，山體下可能存在采空區。該處邊坡內部巖層由新及老為:

1)第四系全新統:

人工雜填土:褐紅色、灰褐色，松散－稍密狀態，以碎石、煤屑為主，含水量在50%左右，厚度0～1.1 m，分布在邊坡表層。

土夾石:褐黃色，稍密－中密狀態，以石英砂巖和頁巖為主，含水量在70%左右，厚度3.2～8.4 m，系坡積成因。

2)第四系更新統:

塊石:灰褐色，稍密－中密狀態，以石英砂巖和頁巖為主，含水量多大于70%，厚度0.7～5.9 m，系坡積、殘積成因。

3)三疊系上統:

頁巖:全－強風化層，灰色、褐灰色，巖石較軟，遇水浸泡表層易軟化，手易折斷，成碎片狀、土樁狀，分布在滑坡東部，厚度0～3.2 m。

石英砂巖:強風化巖層，褐黃色、灰白色，砂粒結構，中厚層角礫狀結構，節理裂隙發育，巖石堅硬，遇水浸泡后呈散狀，場內均有分布，厚度0～7.2 m。

煤層:黑色，鱗片狀結構，巖石富水性較好，膠結較弱，巖石較軟，含硅質巖角礫，僅分布在滑坡體東部，厚度0～12.5 m。

2.2 區域地質構造

根據區域地質資料，區域附近無大的區域構造通過，受其影響而產生的次級褶皺，在滑坡體附近有所表現，巖層產狀變化較大，總體走向120°～150°，傾角21°～35°。軟質巖層有明顯擠壓擦痕，無較大的斷裂構造。

2.3 水文地質條件

邊坡水文地質條件較簡單，地下水主要為第四系覆蓋層中孔隙水和基巖裂隙水，邊坡北部以石英砂巖為主，含水性弱，地下水位埋深較大，多在9.8 m以上，東南部下伏煤層，富水性較好，地下水位埋深較淺，多在2.3～4.8 m之間，且附近多處泉水出露，出露泉水最大流量為10 L/s。

區段以大氣補水為主，地下水隨季節變化不均，水交替迅速，直接排泄于溪溝，由于煤系地層的強富水性，對邊坡的穩定會產生一定的影響。

3 滑坡成因及穩定分析

k31+380地質非常復雜，坡體斷層面多，強度低，容易產生滑坡。煤系地層主要分布在邊坡東南地勢較低地段，強度低，富水性好，周邊可見人工采挖的痕跡，在覆蓋層的自重和地下水的侵蝕等多重作用下，沿巖石界面和侵蝕產生滑動，其附近可見泉水露頭和邊坡坍塌現象。由于軟弱夾層和巖石分界面等綜合作用，本區域存在深層(第三系)主控滑動面，另外第四系內部，及第三系與第四系分界面存在淺層滑動。受不均勻風化的影響，邊坡北部險峻山崖經常有崩塌落石，最大直徑達5 m，滾動距離可延綿幾公里，落石巨大的沖量能破壞邊坡的穩定。

滑坡剩余下滑力采用傳遞系數法，把整個邊坡分成四段，見圖1。

圖1 傳遞系數法計算剩余下滑力

計算滑坡推力時應考慮的荷載:滑體重力、滑坡體上建筑物產生的附加荷載、地下水產生的荷載(包括靜水壓力和動水壓力)、動荷載(如汽車荷載)等永久荷載，以及地震水平作用力、作用在滑體上的施工臨時荷載。

根據《公路橋涵地基基礎設計規范》和《公路工程地質勘察規范》以及巖土室內試驗資料、極限平衡反算值、工程地質類比經驗數據，結合原位測試數據，確定主要的巖土力學指標如表1。

表1 主要的巖土力學指標

根據現場滑坡區地形、地質資料及目前邊坡的穩定情況，選取k31+380作為典型的橫斷面計算，滑坡的安全系數為0.896，根據《公路路基設計規范》(JTG D30－2004)規定:滑坡體計算的穩定系數Fs小于1.15，與當前滑坡體的狀態比較吻合，處于不穩定狀態。當抗滑安全系數設定為1.1時，經計算得出設計支擋結構所承受的推力為774 kN/m。

4 處理方案

治理工程的設計在貫徹安全、合理、經濟的設計原則，保證安全和正常使用的前提下，尋求方便施工、對環境影響小、最經濟的結構形式。

滑坡治理方案為先削坡，減小下滑力，再以“抗滑樁+格構錨桿+截排水+裂縫封填+人字形骨架護坡+樹根樁加固坡腳+修復已建擋墻”治理(見圖2)，削方時，應從上往下分層分段開挖。削坡后，設置兩級平臺寬5.0 m，下部為格構錨桿支護，上部為人字形骨架護坡支護，一級平臺設置抗滑樁，并設置樹根樁穩固坡腳后，再對下部擋墻進行修復。

抗滑樁為矩形截面，采用人工挖孔樁，尺寸1.6 m ×2.0 m，樁心距 4.0 m，樁長L=20.0 m。

錨桿采用Ф28的螺紋鋼，長度為15 m，骨架為C25鋼筋混凝土。

截水溝分為 A型和 B型，A型水溝尺寸600 mm×450 mm，布設于滑坡體內，B型水溝尺寸600 mm×600 mm，布設于滑坡體周界以外。滑坡體深層排水采取用軟式透水管將地下水引排出滑坡體。

采用人字形骨架植草進行護坡和加固，滑坡體坡面采用人字形片石骨架護坡，縱橫間距為2.5 m×3.5 m，M7.5 砂漿漿砌片石砌筑，網格骨架間鋪設草皮或種植灌木等綠化護坡，以防雨水沖刷，保證坡體表層土體的穩定，消除其對道路與居民安置區的威脅。

對坡體裂縫進行封閉。擋墻變形破壞嚴重處，應拆除重建，其余部分擋墻輕微變形裂縫采用1∶1純水泥漿灌漿嵌補加固，對路面破損較嚴重處進行修復。

圖2 滑坡處理方案圖

5 處理效果

雖然滑坡體地質條件比較復雜，按上述施工方法施工現已安全治理結束。經過一個雨季的考驗，通過對抗滑樁固定和滑坡體深部位移監測，沒有明顯位移突變，治理措施有效地抑制滑坡體變形失穩，達到預期的效果。

［1］JTG D30—2004，公路路基設計規范［S］.

［2］JTJ 064－98，公路工程地質勘察規范［S］.

［3］馬惠民，王恭先，周德培.山區調高速公路高邊坡病害防治實例［M］.北京:人民交通出版社，2006.

［4］瀏大公路k31+260～k31+440段路基邊坡工程地質詳細勘察報告及滑坡處治設計［Z］.2010.