某高速公路K14+933～K15+535 段左側滑坡治理

陶澄臻

（甘肅省交通規劃勘察設計院股份有限公司，蘭州730000）

1 概況

定西某高速公路工程HP2、HP3 滑坡位于內官營鎮文昌村東南側黃土斜坡，坡體前部為廟兒河河漫灘，河漫灘及坡體左側有農耕道和省道相連，交通條件較便利。2 個滑坡后緣是連接在一起的，線路以路基形式緊挨滑坡前緣而過，長約601m（HP2、HP3 合計），其中，HP2以填方形式通過滑坡前緣，HP3 以挖方路塹通過滑坡前緣，2 個滑坡首尾相連，均處于欠穩定狀態，現針對這2 種工況下的滑坡做進一步分析與處理，滑坡總體圖如圖1 所示。

圖1 滑坡總體圖

2 工程地質特征

2.1 地形地貌

滑坡區屬侵蝕堆積黃土地貌，沖溝斜坡地形，坡面植被稀疏，有零星楊樹，地表取土及開墾旱地呈臺階狀，滑坡前緣為廟兒河，水量極小，暴雨季節水量較大，水量隨季節及雨季而波動，具有暴漲暴落的特點，對坡體前緣有一定的沖刷作用。本文將高速公路K14+933～K15+535 段左側滑坡按照路線布設情況分解為2 個滑坡，即HP2 與HP3。

HP2 整體坡度為6°～16°，外貌特征不甚清晰，整體呈長條形，滑坡后緣無明顯陡坎，坡體表面取土及開墾旱地呈臺階狀，滑動方向約NW335°，橫寬180m，縱長約325m，厚度13.3～24.5m，面積約5.2×104m2，體積約9.1×105m3，為一大型中～深層推移式巖土混合滑坡。經在當地調查，2012 年滑坡右前緣由于磚廠開挖取土形成陡峻臨空面，局部產生塌滑,路線以路堤形式從前緣通過，斷面圖如圖2 所示。

圖2 HP2 滑坡1-1′斷面圖

HP3 整體坡度為8°～11°，滑坡外貌特征清晰，整體呈長條形，坡面植被稀疏，有零星楊樹，地表開墾旱地（梯田）呈臺階狀，滑動方向約NW353°，橫寬460m，縱長約320m，厚度9～21m，面積約1.1×105m2，體積約1.58×106m3，為一巨型中～深層推移式土巖混合滑坡。路線以路塹形式從前緣通過，斷面圖如圖3 所示。

圖3 HP3 滑坡2-2′斷面圖

2.2 地層巖性

滑坡區位于隴西盆地南緣側，地層主要為產狀緩傾的古近系泥質砂巖為主，上覆第四系黃土等松散覆蓋層，總體而言本項目構造條件相對簡單。覆蓋層主要為第四系全新統滑坡堆積物（）、滑坡堆積強風化泥質砂巖、上更新統風積成因新黃土（），下伏基巖為古近系泥質砂巖、砂巖（Egy）。

2.3 抗震及水文地質

根據GB 18306—2015《中國地震動參數區劃圖》，區內地震動峰值加度為0.15g，地震動反應譜特征周期為0.45s，相當于地震基本烈度為Ⅶ度。滑坡區內地表水貧乏，主要為廟兒河地表水，水量極小，暴雨季節水量較大，水量隨季節及雨季變化較大，具有暴漲暴落的特點；地下水較豐富，主要為第四系松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。

3 滑坡穩定分析

滑坡治理的保護對象為高速公路，根據JGT D30—2015《公路路基設計規范》第7.2.2 條第1 款有關規定，正常工況：滑坡在天然狀態下，安全系數取1.25；非正常工況Ⅰ：邊坡處于暴雨或連續降雨狀態下，安全系數取1.20；非正常工況Ⅱ：邊坡處于地震等荷載作用狀態下，安全系數取1.10。

根據滑坡區破壞邊界條件和可能失穩方式，采用覆蓋層沿基巖面折線滑動的破壞模式，穩定性系數根據GB 50330—2013《建筑邊坡工程技術規范》中傳遞系數法公式進行計算。

3.1 HP2 滑坡穩定分析

HP2 滑坡滑體主要為第四系黃土狀土及風化泥質砂巖，根據滑坡工程地質條件，結合室內試驗及相關規范，選取最不利1-1′剖面進行分析【1】，采用不平衡推力傳遞系數法對該剖面進行穩定性計算。HP2 滑坡主要物理參數推薦值如下：

黃土狀土其重度天然狀態取15.5kN/m3，暴雨狀態取17.3kN/m3；內聚力天然狀態取14.7kPa，暴雨狀態取12.8kPa；內摩擦角天然狀態取15.1°，暴雨狀態取13.5°。

強風化泥質砂巖其重度天然狀態取23kN/m3，暴雨狀態取23.5kN/m3；內聚力天然狀態取18.1kPa，暴雨狀態取16.9kPa；內摩擦角天然狀態取13.6°，暴雨狀態取11°。

通過調查及鉆探揭露該滑坡為土巖混合滑坡，上覆土層呈斷續分布，根據計算可知：

1-1′剖面在正常工況（天然狀態）及非正常工況Ⅰ（暴雨或連續降雨）下穩定性系數為1.364～1.478，下滑力小于抗滑力，處于穩定狀態，滑坡不會發生滑動；在非正常工況Ⅱ（地震）下，下滑力小于抗滑力，滑坡處于基本穩定狀態，但穩定性系數為1.087，小于規范值，安全度不夠，計算結果與滑坡目前的狀態是基本相符的。

3.2 HP3 滑坡穩定分析

HP3 滑坡滑體主要為第四系黃土狀土及風化泥質砂巖，根據滑坡工程地質條件、室內試驗及相關規范，結合鉆孔成果將該滑坡分成3 個剖面（1-1′剖面、2-2′剖面、3-3′剖面），采用不平衡推力傳遞系數法對該剖面進行穩定性計算。HP3 滑坡主要物理參數推薦值如下：

黃土狀土及強風化泥質砂巖取值與HP2 滑坡參數相同；強風化泥質砂巖次級滑面內聚力、內摩擦角值相對下降，內聚力天然狀態取16.5kPa，暴雨狀態取15.2kPa；內摩擦角天然狀態取11.8°，暴雨狀態取10.3°；河床沖積角礫其重度天然狀態取19.1kN/m3，暴雨狀態取20.6kN/m3；內聚力均為0kPa；內摩擦角天然狀態取28.7°，暴雨狀態取25.3°。

通過調查及鉆探揭露該滑坡為土巖混合滑坡，根據計算可知其最不利工況為2-2′剖面及其發展滑面，2-2′斷面基巖滑面（次級滑面）在正常工況（天然狀態）、非正常工況Ⅰ（暴雨或連續降雨）穩定性系數為1.373～1.416，下滑力均小于抗滑力，滑坡不會發生滑動，處于穩定狀態；在非正常工況Ⅱ（地震）下，穩定性系數為1.079，處于基本穩定狀態，但穩定系數小于規范值，安全度不夠。根據JGT D30—2015《公路路基設計規范》，計算結果與滑坡目前的狀態是基本相符的。

4 滑坡綜合處治措施

新建高速公路的滑坡處理優先遵循路線避讓原則，若必須從滑坡處通過應充分結合調查、地勘及分析結果，綜合考慮各種影響因素，優化設計方案，減小滑坡處理工程規模。

該處滑坡在最初設計中，從工程安全方面考慮，將HP2 及HP3 定義為一個大型滑坡，采用在路線左側設置抗滑樁的方案穩定滑體，HP2 處為埋入式抗滑樁，HP3 段為懸臂式抗滑樁，對于HP2 滑坡來說安全系數過大，工程造價高。通過進一步分析計算，在確保安全的前提下對HP2 滑坡段方案進行優化調整，采用路基反壓進行處理，降低了工程造價，更利于施工安全。

4.1 滑坡治理措施

通過分析判斷此處滑坡主要發生在巖土交界面的軟弱層處，路線從滑坡前緣通過，所以綜合處理方案主要采用排水與支擋結合的方法，即采用路基反壓及抗滑樁穩定滑坡，駁岸墻保護坡腳防止河道沖刷，同時做好滑坡體的截、排水工程，提高軟弱面的抗滑力。

4.2 路基反壓

HP2 滑坡處于基本穩定狀態，但在地震工況下穩定性系數小于規范值，設計中此段路線以填方路堤的形式從滑坡前緣通過，對HP2 滑坡進行反壓處理，處理后計算滿足規范要求，滑坡處理斷面圖如圖4 所示。

圖4 HP2 滑坡處理斷面圖

4.3 抗滑樁及防護工程

由于路線從HP3 滑坡前緣以路塹形式通過，經計算分析后，在路基左側碎落臺邊緣設置1 排懸臂式樁板墻，設置段落為K15+270～K15+480，滑坡處理斷面圖如圖5 所示。抗滑樁共計43 根，截面尺寸為3m×2m，抗滑樁單樁長度20～32m，懸臂端高度為6m，樁底嵌入新鮮基巖深度不小于樁長的1/3，樁中心間距為5m。該工點路線右側為廟兒河，所以在右側河道設置駁岸，設置段落為K15+042.9～K15+583.4，防止河水對滑坡前緣繼續沖刷侵蝕。

4.4 截、排水工程

水是構成滑坡發生的主要原因之一，在滑坡處理中應當更加重視排水設計【2】。該工點在滑坡范圍內設置多道截水溝，相互貫通排入兩側溝道進入廟兒河道中，截水溝底部及挖方坡腳均設置滲溝及仰斜式排水孔，盡量降低滑體含水量，增加滑動面抗滑力。

圖5 HP3 滑坡處理斷面圖

5 結語

通過對滑坡體設置多道截水滲溝及挖方坡面設置仰斜排水孔、滑坡體下部設置樁板墻、路基反壓滑坡前緣、河道側設置駁岸防沖刷等綜合措施使工程安全穩定。本文將一個大型滑坡通過進一步勘察及計算分析分解為2 個滑坡進行針對性處治，在滿足工程安全的前提下細化了設計方案，降低了工程造價及施工難度，為以后類似工程項目提供了設計思路，避免過度設計。