醴潭高速公路路塹邊坡破壞特征及處治技術研究

祖 希，劉 旭，賀陶安

（湖南省醴潭高速公路建設開發有限公司，湖南 株洲 412000）

0 引 言

湖南省醴陵至湘潭高速公路（以下簡稱醴潭高速公路）是國家規劃的“五縱七橫”12條國道主干線的上瑞國道主干線湘境中的一段。該項目起于湘贛兩省交界處的金魚石，路線沿祿水布設，跨祿水支流潭水，在醴陵市以東黃沙鄉跨106國道，醴陵市東北東堡鄉下穿醴瀏鐵路，至醴陵市的八步橋鄉，經芷錢橋跨入瀏陽市官橋鄉，在宋家橋進入株洲市，在明照鄉分路口下穿省道S211線，至株洲市龍頭鋪鎮，進入長沙縣的跳馬鄉，跨京廣鐵路進入湘潭市易家灣鎮，終于長潭高速公路殷家坳互通收費站，接潭邵高速公路與京港澳高速公路。

路塹邊坡是經常見到的一種人工邊坡，從另外一個角度來說，它也是一種永久性邊坡。路塹邊坡出現變形破壞最重要的一個因素就是坡上的巖石和土體的自重作用。而因為工程開挖，造成邊坡上的巖石和土體開始出現松動，再加上雨水的沖刷往往會帶來滑坡的危險，所以邊坡的變形破壞通常會給施工建設以及運營帶來極大的不利影響。不僅是安全風險，也包括經濟損失，所以需要給予重視。不過大量對滑坡進行整治的項目，設計者因為對地質體了解不夠深入，對造成滑坡的原因、條件分析不夠完善，因此造成設計沒有針對性，無法真正解決問題。本文以醴潭高速公路K1032+440～K1032+715下行路塹邊坡作為依托，對它如何被破壞，以及破壞程度做出一個整體的分析，并在此基礎上提出了醴潭高速公路路塹邊坡處治方法，為同類路塹邊坡分析與處治提供參考。

1 K1032+440～K1032+715下行路塹邊坡破壞特征

1.1 原邊坡設計

原邊坡采用臺階式邊坡，碎落臺寬2 m，邊坡坡率為1∶0.75～1，每級高 8 m，級間平臺寬 2 m。下設1.5 m高片石混凝土擋墻，一級坡面上部設有1 m左右高漿砌塊石擋土墻，如圖1所示。

1.2 邊坡破壞特征

醴潭高速公路K1032+440～K1032+715下行路塹邊坡滑坡體頂部高程約96.0 m，公路路面高程約70.91 m，高差約25 m，滑坡體前緣寬度約80 m，厚度約4 m，長約34 m，滑坡方量約為6000 m3。滑坡總體情況如圖2所示。

根據現場勘察情況，一級坡開裂下推，滑坡體前緣長度約40 m，如圖3所示。

圖3 滑坡體前緣情況

滑體下沉導致坡腳混凝土擋墻受推動出現變形、移位，如圖4所示。

圖4 坡腳混凝土擋墻變形

受混凝土擋墻的支擋作用，滑坡體沒有進一步發生滑動。邊坡曾發生過滑坡，后在一級邊坡平臺上部砌筑了兩級漿砌片石擋土墻進行加固，受此次滑坡影響，該擋土墻局部遭到破壞，如圖5所示。

圖5平臺處擋墻垮塌

根據現場勘察情況，坡體上發現三條裂縫：

（1）第一條裂縫。自邊坡原一級平臺位置向上延伸至原三級平臺的位置，裂縫處錯臺約50 cm，張開約10 cm，如圖6所示。

圖6第一條裂縫發育情況

（2）第二條裂縫。邊坡原二級平臺位置橫向裂縫，裂縫處最大錯臺約110cm，張開約15cm，如圖7所示。

圖7 第二條裂縫發育情況

（3）第三條裂縫。邊坡一級平臺橫向裂縫，裂縫處最大錯臺約70 cm，張開約10 cm，如圖8所示。

圖8 第三條裂縫發育情況

1.3 工程地質情況

該路段橫穿一山坡地，斜坡相對高差50 m，山坡自然坡度在25°～35°，如圖9所示。

圖9 該路塹邊坡工程地質平面圖

邊坡巖層：主要為強至弱風化砂質板巖，呈紫紅色至灰黃色，變余結構，板狀構造，節理裂隙發育，巖體較為破碎，巖質較軟，受風化作用處上而下漸弱，基本切割全為強至弱風化層，破裂得特別嚴重，會大大提升滑坡的可能性。

水文地質：一般有路塹位置的山體這方便的條件就會比較簡單，地下水的類型較為單一，就是基巖風化裂隙水，而且在這種地形構造下，地下水含量通常都不高，而且它主要靠雨水來進行補充。

2 滑坡成因分析

2.1 邊坡巖體結構

能夠對邊坡的穩定度起到絕對把控效果的就是巖體的結構以及結構面產狀。因為對于路塹邊坡來說，最上邊的部分土質比較疏散，而且之間空隙不小，這就使得如果出現雨水，很容易滲透下去，下一層是強至弱風化砂質板巖，這一層的結構會造成路塹邊坡面向天空的一面會出現緩慢的散開、漸進式坍塌，不斷的牽引會使得結構造成破壞。

2.2 地下水與大氣降雨的作用

可以說導致邊坡變形最重要的因素就是水的破壞，特別是洪水、大到暴雨、多日不斷的陰雨以及地下水等早成的破壞更為嚴重。本文以地下水為對象重點分析它如何對邊坡造成危害。首先，它會讓巖石和土體的整體性受到破壞，如果巖體吸收了足夠的水分，那么它的軟化系數只有0.5～0.7，有時候甚至會低于這一數值。其次，如果邊坡上有帶有膨脹特點的巖石，那么它在有水時會產生膨脹，水分流失后又被縮小，那么這會使得巖石產生裂縫，甚至分成數塊，整體性能進一步破壞。再次，它會導致結構面的力學性能變得非常脆弱或軟弱，這種改變是造成巖體不穩以及變形的最主要因素。吸收了大量水分的結構面會產生兩個明顯的變化：一個是軟化，它會讓強度顯著減??；另一個是泥化，它讓巖石的狀態產生了變化，因此造成輕度減弱也是最嚴重的。最后，它使得靜壓力進一步加大。同時根據研究數據測算，邊坡在有地下水影響時，會比沒有地下水時的穩定系數要低上30%。

所以說地下水與巖石產生的反應是邊坡變形的關鍵因素，醴潭高速公路K1032+440～K1032+715下行路塹邊坡質為砂質板巖及黏性土，這兩種土質遇水都很容易散開，而且散開所花的時間也非常短，通常僅僅幾個小時就能完全散開，特別是被曬干以后再遇水，更是加速散開的效率。所以強至弱風化砂質板巖遇到水就很容易發生滑坡。

3 滑坡處治

依據醴潭高速公路K1032+440～K1032+715下行邊坡的地形地貌特征、地層巖性、地質構造和巖體結構等，并考慮經濟因素，確定采用坡率法（減重法）進行處治。主要措施如下：

（1）封閉地表裂縫，疏通截排水溝。

（2）進行詳細勘察，查明滑面深度，準確確定滑坡范圍。

（3）對滑坡體分級進行卸載，坡腳采用重力式混凝土擋土墻進行加固處理，坡面采用混凝土骨架進行防護，并做好邊坡截排水措施。

（4）在滑坡處理前，加強對滑坡的穩定性進行巡查，確保道路行車安全。

4 結 語

（1）醴潭高速公路 K1032+440～K1032+715 下行邊坡坡體上有三條裂縫：第一條裂縫分布在自邊坡原一級平臺位置向上延伸至原三級平臺的位置；第二條裂縫分布在邊坡原二級平臺位置，為橫向裂縫；第三條裂縫分布在邊坡一級平臺，為橫向裂縫。

（2）該邊坡巖體為強至弱風化砂質板巖，呈紫紅色至灰黃色，變余結構，板狀構造，節理裂隙發育，巖體較為破碎，巖質較軟，受風化作用處上而下漸弱，對局部邊坡穩定性影響較大。

（3）在連續強降雨工況下，雨水滲入邊坡中，使得土體處于飽水狀態，土體容重增加，而力學性能降低，導致原滑坡體發生滑移失穩。

（4）對滑坡體分級進行卸載，坡腳采用重力式混凝土擋土墻進行加固處理，坡面采用混凝土骨架進行防護，并做好邊坡截排水措施。