云南某高速公路滑坡分析和處治方案設(shè)計(jì)

金黎

（云南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司 云南昆明 650011）

1 滑坡概況

K32+760-K32+900段滑坡處于一自然斜坡，斜坡坡度15-35°，開挖后坡體出現(xiàn)較多臨空面，工程邊坡坡體基巖出露，多呈全～強(qiáng)風(fēng)化狀，坡面形態(tài)呈臺階狀。現(xiàn)滑坡前緣公路已基本開挖接近設(shè)計(jì)高程，開挖后上部出現(xiàn)了局部垮塌現(xiàn)象，坡體上半部出現(xiàn)裂縫，現(xiàn)已形成工程滑坡。

目前該段邊坡處于蠕滑狀態(tài)，但在暴雨及不利工況下，坡體還將會繼續(xù)下滑破壞。隨著挖方的加大，工程邊坡上方自然坡體也出現(xiàn)大量裂縫，工程滑坡范圍增大，邊坡的應(yīng)力平衡嚴(yán)重破壞，邊坡變形蠕動不斷加劇。如果不進(jìn)行相應(yīng)的滑坡處治，工程滑坡的范圍將會加大加深，使滑坡后緣進(jìn)一步向山體上部發(fā)展，造成滑坡規(guī)模進(jìn)一步的擴(kuò)大。

2 滑坡坡體物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

滑坡坡體上半部分坡體多為麥地有覆蓋層，下半部分坡體為開挖工程邊坡，基巖出露。覆蓋層為含碎石粉質(zhì)黏土層，其結(jié)構(gòu)松散，孔隙比較大，地表水下滲浸濕后，土體強(qiáng)度降低，工程力學(xué)性質(zhì)降低；基巖為頁巖，全～強(qiáng)風(fēng)化層厚，巖體破碎，工程力學(xué)性質(zhì)也較低。

3 滑坡發(fā)生機(jī)理分析

3.1 地形地貌

該段滑坡處于構(gòu)造剝蝕中山地貌，山體總體坡度15°～35°為主。在長期的重力作用下，較為高陡的地形為斜坡巖土體儲存了較大的勢能，有利于滑坡地質(zhì)災(zāi)害的形成發(fā)展。

3.2 地質(zhì)構(gòu)造

由于工程滑坡區(qū)位于長蟲街弧形斷層（屬把邊江斷層北西向的延伸）南西側(cè)200m左右，受斷層影響，工程滑坡區(qū)巖層擠壓嚴(yán)重，風(fēng)化強(qiáng)烈，巖體極為破碎。整個工程滑坡區(qū)就是一個巨大的擠壓破碎變形體。巖石產(chǎn)狀層理凌亂，分布的巖層產(chǎn)狀有 278°∠70°、245°∠40°、110°∠50°、317°∠30°、260°∠15°、305°∠18°，所有產(chǎn)狀與坡面相切，工程滑坡為切層滑坡。

3.3 地層巖性

工程滑坡區(qū)地層巖性以全～強(qiáng)風(fēng)化頁巖層為主。風(fēng)化頁巖屬極軟質(zhì)巖石，被水浸濕后，容易發(fā)生軟化，強(qiáng)度降低。特別是在具有臨空面，加之降水及地下水作用下，極易崩解軟化，形成滑坡。

3.4 水文條件

水是滑坡產(chǎn)生的重要條件，滑坡的產(chǎn)生和發(fā)展多受水文地質(zhì)條件控制。滑坡所在地區(qū)降雨量較多，且雨季持續(xù)時間較長。大量的降雨滲入，地下水豐富，鉆孔揭露埋深0.5～21.2m，由于地下水影響，風(fēng)化頁巖軟化，降低了抗剪強(qiáng)度，形成滑坡。

3.5 人類工程活動

路塹開挖后，斜坡坡腳切坡形成的臨空面易造成局部的應(yīng)力集中，從而引發(fā)斜坡的卸荷失穩(wěn)。上部滑體沿較光滑結(jié)構(gòu)面剪出，形成此次工程滑坡。

4 滑坡分類

K32+760～K32+900段滑坡，面積約為15333.33m2，滑體平均厚度約15m，最厚處18.5m。滑坡體積約2.3×105m3。根據(jù)《公路滑坡防治設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/T 3334—2018），按滑體體積和深度劃分該滑坡屬于中型中層滑坡；該滑坡主要是前沿工程挖方形成臨空面產(chǎn)生的風(fēng)化頁巖滑坡，所以該滑坡為牽引式破碎巖體工程滑坡。

5 滑坡計(jì)算

5.1 計(jì)算剖面

計(jì)算時在該工程滑坡布置了3條縱剖面，該3條剖面除現(xiàn)狀出現(xiàn)的滑動面以外，還以公路設(shè)計(jì)開挖邊坡腳為剪出口推測了潛在滑動面，對3條縱剖面的滑面進(jìn)行了計(jì)算。

5.2 計(jì)算方法

滑坡滑體主要為全～強(qiáng)風(fēng)化頁巖，為破碎巖體滑坡。滑坡穩(wěn)定性計(jì)算公式選用《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》中的傳遞系數(shù)法計(jì)算。

5.3 計(jì)算工況

根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》，滑坡穩(wěn)定性計(jì)算按照正常工況、非正常工況Ⅰ、非正常工況Ⅱ進(jìn)行計(jì)算。按正常工況計(jì)算時，邊坡巖土體計(jì)算參數(shù)應(yīng)采用天然狀態(tài)下的參數(shù)；按非正常工況Ⅰ計(jì)算時，由于滑動面多位于地下水以下，邊坡巖土體計(jì)算參數(shù)按照天然狀態(tài)90%進(jìn)行折減；按非正常工況Ⅱ算時，邊坡巖土體計(jì)算參數(shù)采用地震工況下的參數(shù)，同時應(yīng)考慮地震等特殊荷載。

（1）正常工況：邊坡處于天然狀態(tài)下的工況。

（2）非正常工況Ⅰ：邊坡處于暴雨或連續(xù)降雨?duì)顟B(tài)下的工況。

（3）非正常工況Ⅱ：邊坡處于地震等荷載作用狀態(tài)下的工況。

5.4 滑坡安全系數(shù)選取

依據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》，滑坡正常工況下安全系數(shù)取1.25，非正常工況Ⅰ下安全系數(shù)取1.15，非正常工況Ⅱ下安全系數(shù)取1.15。

5.5 滑坡坡體巖土力學(xué)參數(shù)選取

根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)揭示：該工程滑坡滑體巖土天然容重為21.4kN/m3，飽和容重取 21.86kN/m3，c=26.96kPa，φ=21.07。

根據(jù)滑坡現(xiàn)處于蠕滑階段，滑坡物質(zhì)不斷向下滑動。據(jù)該滑坡的現(xiàn)狀，滑坡穩(wěn)定系數(shù)取1.0和0.98。根據(jù)下滑力對滑動面c、φ值敏感性分析，c值變化對下滑力影響較小，而φ值變化對下滑力的影響較大。因此本次反算根據(jù)c值來反算φ值。潛在滑動面不進(jìn)行反算。

表1 滑動面巖土參數(shù)反算結(jié)果

5.6 滑坡計(jì)算結(jié)果

綜合分析，K32+760～K32+900段滑面c值取c=26.96kPa，φ值取反算值與試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)平均值的平均值φ=13.427。現(xiàn)狀下滑坡各計(jì)算剖面下滑力計(jì)算結(jié)果詳見表2。

6 工程滑坡發(fā)展變化趨勢分析

6.1 工程滑坡穩(wěn)定性敏感因素分析

該工程滑坡的形成和發(fā)展主要是地質(zhì)構(gòu)造、地下水與工程挖方三方面因素引起的，地質(zhì)構(gòu)造導(dǎo)致巖層擠壓破碎、風(fēng)化嚴(yán)重，豐富的地下水使風(fēng)化巖石進(jìn)一步軟化，其中誘發(fā)因素為工程挖方形成臨空面導(dǎo)致的邊坡應(yīng)力變化。由于地質(zhì)構(gòu)造無法控制，因此滑坡的發(fā)展與地下水引排疏導(dǎo)和工程挖方直接相關(guān)。

表2 滑坡計(jì)算結(jié)果

6.2 工程滑坡發(fā)展趨勢分析

該段已開挖成3級臺階狀邊坡，坡面較陡，開挖后坡面物質(zhì)以全～強(qiáng)風(fēng)化頁巖為主，且滲水，現(xiàn)邊坡開挖線上部28m處出現(xiàn)小裂縫，工程滑坡體處于蠕動變形狀態(tài)。隨著進(jìn)一步挖方施工，如果不及時進(jìn)行處治，將會加劇工程滑坡的下滑，同時工程滑坡的范圍將會加大加深，使滑坡后緣進(jìn)一步向山體上部發(fā)展，滑坡規(guī)模會進(jìn)一步擴(kuò)大。

7 滑坡處治方案設(shè)計(jì)

在滿足安全和規(guī)范要求的前提下，充分考慮施工的可行性和經(jīng)濟(jì)合理性，同時根據(jù)滑坡所處的地形、地貌、工程地質(zhì)水文條件及現(xiàn)場實(shí)際情況，對滑坡體進(jìn)行處理。

7.1 設(shè)置坡面排水

滑坡體坡面設(shè)置仰斜式排水管和截水溝，排水管長度要求伸入到地下水位以下，引排疏導(dǎo)排水，降低地下水位，減小滑坡坡體含水量，降低地下水對滑坡體巖土的軟化作用。

7.2 設(shè)置抗滑樁

在路基第一級邊坡平臺處設(shè)置2.0×2.5m的抗滑樁，并在抗滑樁體設(shè)置4As15.2的錨索，錨索按30m設(shè)計(jì)。

7.3 削坡減載

對原坡面進(jìn)行削坡，將坡度盡量放緩，但由于過緩，將導(dǎo)致開挖面積過大，占用土地太多。所以設(shè)計(jì)采用1：1.5的坡率，高度8m并加寬平臺寬度至4m進(jìn)行逐級放坡，清除部分滑坡體，并盡量不超過現(xiàn)滑坡體范圍。

7.4 坡面防護(hù)

考慮改滑坡所處自然環(huán)境、氣候、降水以及不因邊坡防護(hù)對滑坡體再造成過多擾動，故滑坡削坡后，坡面采用植草綠化。這樣可減少人工痕跡，與周圍自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。

8 結(jié)語

在滑坡處治設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮滑坡的形成原因和機(jī)理，并通過定量分析計(jì)算，確定安全、合理、經(jīng)濟(jì)的處治方案設(shè)計(jì)。