國(guó)道104線K2292+440右側(cè)上邊坡滑坡原因分析及治理方案

■ 鄭志鋒

（1.福州市交通建設(shè)集團(tuán)有限公司；2.福州路信公路設(shè)計(jì)有限公司，福州 350002）

1 前言

早期，普通公路由于建設(shè)資金問(wèn)題，路基邊坡坡面未進(jìn)行有效防護(hù)。經(jīng)過(guò)若干年運(yùn)營(yíng)后，經(jīng)常出現(xiàn)滑坡、塌坍等地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重威脅道路交通安全。滑坡是普通公路比較常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害，因滑坡的形成條件、影響因素、破壞機(jī)理的復(fù)雜性和多變性，一直是公路工程邊坡災(zāi)害治理研究的主要課題[1]。本文以國(guó)道104線K2292+440上邊坡滑坡治理工程設(shè)計(jì)為背景，對(duì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)和治理的方案進(jìn)行介紹分析。

2 工程概況

國(guó)道104線K2292+440段為二級(jí)公路，路基寬18m。道路右側(cè)為巖質(zhì)邊坡，坡面陡直，地層巖性為強(qiáng)-中風(fēng)化凝灰?guī)r；坡頂生長(zhǎng)喬木、灌木和雜草；由于持續(xù)的強(qiáng)降雨導(dǎo)致該段落右側(cè)石質(zhì)邊坡發(fā)生兩次崩塌，溜方高度達(dá)到3.5m左右，寬度24m，坡度47°左右，表層為土夾石，厚度約為3m，滑坡體積約1000m3。溜方?jīng)_入路面右側(cè)半幅，導(dǎo)致該段落出現(xiàn)交通中斷。

3 滑坡原因分析

本工程滑坡成因根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況分析，主要有以下因素：（1）強(qiáng)降雨

強(qiáng)降雨是導(dǎo)致滑坡的最主要外界條件之一。由于2017年6月12號(hào)至16號(hào)期間持續(xù)中到暴雨，地表水大量滲入，增加了巖土體重量，增大了下滑力，從而誘發(fā)滑坡的產(chǎn)生。

（2）巖土體、地下水

表層為坡積砂質(zhì)粘性土，松軟，吸水性強(qiáng)，遇水軟化崩解。大氣降雨入滲后，沿著強(qiáng)風(fēng)化花崗巖與坡積粘性土接觸面下滲，從而形成軟弱面，并沿著該軟弱面滑動(dòng)而失穩(wěn)。

（3）人類工程活動(dòng)

主要為邊坡坡腳修路開(kāi)挖削坡，形成高約33.5m的陡坎，坡度約75度，為滑坡的形成提供了較好的臨空面。這是滑坡形成的外在因素之一。

4 滑坡穩(wěn)定性分析

滑坡體計(jì)算選用圖1。邊坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)選用見(jiàn)表1。

本次邊坡穩(wěn)定性計(jì)算方法，采用不平衡推力法計(jì)算，采用GeoStudio工程設(shè)計(jì)分析軟件中SLOPE/W模塊對(duì)現(xiàn)狀邊坡及治理后邊坡進(jìn)行建模、計(jì)算和分析（圖2、圖3），確定計(jì)算該邊坡最小安全系數(shù)和確定滑移面的位置。通過(guò)分析：在正常工況（天然狀態(tài)下）安全系數(shù)為1.130；在非正常工況Ⅰ （暴雨或連續(xù)降雨?duì)顟B(tài)下）安全系數(shù)為1.038，如表 2。

表1 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)表

圖1 工程地質(zhì)剖面圖

圖2 正常工況（Geo-SLOPE）

圖3 降雨工況（Geo-SLOPE）

表2 加固前邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)計(jì)算對(duì)比表

根據(jù)邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)計(jì)算結(jié)果，邊坡安全系數(shù)均小于《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D30-2015）表3.7.7中（本工程公路等級(jí)屬二級(jí)公路）的規(guī)定值。從計(jì)算的結(jié)果表明，該滑坡體安全儲(chǔ)備不足，在外部因素的誘導(dǎo)下仍有可能下滑風(fēng)險(xiǎn)，故該滑坡段應(yīng)采取工程支護(hù)措施進(jìn)行加固。

5 設(shè)計(jì)方案

根據(jù)該邊坡巖土體破壞的原因，本邊坡設(shè)計(jì)遵循 “減載、固腳、強(qiáng)腰、排水、監(jiān)測(cè)”的原則，貫徹“水土保持、綜合治理、因地制宜、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)美觀”的理念[2]。對(duì)該段邊坡進(jìn)行綜合治理。具體加固方案如下（邊坡加橫斷面圖見(jiàn)圖4）：

圖4 邊坡加固橫斷圖

（1）減載

先對(duì)破面危石浮土進(jìn)行清理，第一階按1∶0.75進(jìn)行坡面修整，第二階對(duì)坡面危石浮土進(jìn)行清理，以露出節(jié)理發(fā)育較為完全坡面為準(zhǔn)。

（2）固腳

對(duì)第一階 8m按 1∶0.75修整坡面后采用錨固力700kN的錨索地梁+系統(tǒng)錨桿防護(hù)。

（3）強(qiáng)腰

第二階16m修整坡面后對(duì)節(jié)理發(fā)育較為完全的坡面進(jìn)行噴錨防護(hù) （Φ8鋼筋網(wǎng)，@20×20cm，Φ22的系統(tǒng)錨桿，噴射厚度為15cm的C20混凝土）。

（4）排水

在邊坡坡頂外5m設(shè)置截水溝，第二階坡面上設(shè)置Φ90仰斜式平孔排水，以排除坡體內(nèi)地下水，提高坡面的抗剪強(qiáng)度，提高坡面穩(wěn)定性。

（5）監(jiān)測(cè)

本項(xiàng)目為水毀搶險(xiǎn)工程，存在諸多不確定性因素，因此監(jiān)測(cè)在邊坡整治中是一項(xiàng)必不可少的工作。根據(jù)本項(xiàng)目特點(diǎn)分別在坡腳、第二階平臺(tái)設(shè)置地表位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)（圖5）。

圖5 地表位移監(jiān)測(cè)圖

根據(jù)上述加固設(shè)計(jì)方案，對(duì)加固后邊坡采用GeoStudio工程設(shè)計(jì)分析軟件中SLOPE/W模塊對(duì)加固邊坡進(jìn)行建模、計(jì)算，分析加固方案的可行性。

通過(guò) Geo-SLOPE分析（圖 6、圖 7）：在正常工況（天然狀態(tài)下）安全系數(shù)為1.240；在非正常工況Ⅰ（暴雨或連續(xù)降雨?duì)顟B(tài)下）安全系數(shù)為1.138（見(jiàn)表3）。

圖6 正常工況（Geo-SLOPE

圖7 降雨工況（Geo-SLOPE）

表3 加固后邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)計(jì)算對(duì)比表

根據(jù)加固后邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)計(jì)算結(jié)果，邊坡加固后邊坡安全系數(shù)均滿足 《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D30-2015）表3.7.7中（本工程公路等級(jí)屬二級(jí)公路）的規(guī)定值，故該滑坡段經(jīng)加固后能處于穩(wěn)定狀態(tài)，能滿足使用要求，從而驗(yàn)證了加固方案是可行的。

6 施工要求

（1）開(kāi)工前施工組織

邊坡施工前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，編制詳細(xì)、可行的施工組織設(shè)計(jì)方案。

（2）測(cè)量放樣

嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑淖鴺?biāo)對(duì)坡頂線、截水溝位置進(jìn)行放樣；對(duì)于錨固工程結(jié)構(gòu)的放樣，應(yīng)在坡面按設(shè)計(jì)坡率開(kāi)挖后進(jìn)行，禁止造成框架梁結(jié)構(gòu)的懸空。

（3）土石方工程施工

土石方開(kāi)挖應(yīng)按《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行開(kāi)挖。

（4）排水

截、排水溝應(yīng)在路塹邊坡土石方開(kāi)挖前施工，并發(fā)揮其作用，保證排水通暢。為了減少地表水對(duì)坡面沖刷和入滲坡體的作用和影響；施工期間，需完善坡面排水系統(tǒng)，并應(yīng)經(jīng)常維護(hù)臨時(shí)排水設(shè)施，保證水流暢通。

（5）錨固

錨固工程為地下隱蔽工程，其工程質(zhì)量與施工技術(shù)密切相關(guān)。成孔質(zhì)量及注漿質(zhì)量好壞是影響錨固效果的重要一環(huán)。錨索施工時(shí)應(yīng)采用二次注漿工藝和二次張拉工藝，以確保錨索施工質(zhì)量。錨索工程應(yīng)按規(guī)范和施工圖的要求提前作好現(xiàn)場(chǎng)張拉試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果調(diào)整錨索設(shè)計(jì)。嚴(yán)格按照有關(guān)錨固工程施工與驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，確保邊坡穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全。

（6）監(jiān)測(cè)

施工期間，應(yīng)設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)坡體位移和變形、同時(shí)加強(qiáng)施工地質(zhì)工作，以利于動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)計(jì)。

7 體會(huì)

（1）該滑坡段經(jīng)過(guò)四個(gè)月的突擊施工，順利完成工程任務(wù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)的地表位移觀測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，顯示該觀測(cè)點(diǎn)平面位置以及高程均未發(fā)生移動(dòng)變化，從而表明該邊坡已趨于穩(wěn)定狀態(tài)，為過(guò)往車輛的安全提供保證。

（2）該滑坡的成功綜合治理，表明以錨索地梁進(jìn)行錨固并輔以截排水和減載的治理方案在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)上是良好的。

（3）通過(guò)本項(xiàng)目成功的案例，為普通公路滑坡?lián)岆U(xiǎn)提供了有效的、寶貴工程經(jīng)驗(yàn)。

[1]郭琳娜.論公路滑坡現(xiàn)象的防治與施工技術(shù)[J].黑龍江科技信息，2011 （23） ：284-284.

[2]唐花香.高邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)理論及處理措施[J].江西建材，2015（6）：132-132.

[3]邊坡與滑坡工程治理新技術(shù)應(yīng)用手冊(cè)[M].北京：地質(zhì)出版社，2017.

[4]JTG D30-2015，公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2015.

[5]GB 50086—2001，錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].北京：工業(yè)出版社，2001.