淺談普通國省干線公路水毀滑坡災害的治理措施

陳桃林

（三明市公路養護中心，三明 365001）

1 前言

滑坡是邊坡上的巖體在自然或人為因素的影響下失去穩定，沿一定的破壞面整體下滑的現象，是一種常見的邊坡失穩而產生的地質災害，其產生條件、作用因素、運動機理具有多變性、多樣性和復雜性。

近年來， 國內外對公路水毀滑坡的研究和防治也在不斷地擴展和深入，防治措施也在向小型化、輕型化方向發展，隨著機械和材料等方面的發展與科學技術的進步，水毀滑坡的治理措施向復合型、小型機械化方向發展。

總體說來，滑坡的工程防治主要有3方面：一是終止或減輕各種誘發因素的作用； 二是改變坡體內部力學特征，增大抗滑強度從而終止變形；三是直接阻止滑坡的啟動發生。

根據滑坡產生的原因， 目前對公路水毀滑坡的主要治理措施有：抗滑樁、預應力錨索框架、抗滑擋土墻、掛網錨噴等；輔助措施有：排水工程、三維掛網植草、邊坡體減載、反壓固腳，護腳、監控量測等；還可以采取坡體強度加固法、抗滑明洞、柔性防護工程等治理方法。

2 水毀滑坡區自然地理及工程地質條件

2.1 自然地理及氣象條件

2.1.1 地理位置及交通狀況

該滑坡區域位于三明市建寧縣濉溪鎮河東村附近，距離縣城區1 km左右，原省道205線經過該區域，也是通往建寧動車站主要交通道路，交通便利。

2.1.2 氣象水文條件

2016年6月， 建寧縣全境反復遭受持續性暴雨襲擊，其主要特點有：（1）短時間內降雨量大，日平均降雨量達到100mm；（2）反復出現特大暴雨，持續時間較長；（3）部分地區短時間強降雨頻發， 上述特點是誘發水毀滑坡地質災害的主要原因。

該滑坡區常年無地表性水流， 邊坡體上土體呈干燥狀態，雨季坡體較濕潤。 在滑坡區北側為濉溪河，常年流水，季節性變化較大。

2.2 工程地質條件

2.2.1 地形地貌

建寧縣河東滑坡位于原省道205線K363+410～K363+510段左側山坡，公路右側為濉溪河，屬低山丘陵地貌，整體地形坡度較緩，自然坡度約25°～30°，坡腳由于修建原省道205線開挖形成人工邊坡，坡度約70°。

2.2.2 地層巖性

調查及勘探發現，該滑坡區域地層由新到老主要有：坡積含少量角礫粉質黏土（Qd1）、殘積砂質粘黏土（Qe1）、砂土狀強風化花崗巖（γm3）、碎塊狀強風化花崗巖（γm3）、中風化花崗巖（γm3），地質狀況斷面情況見圖1。各巖土層巖性分述如下：

①坡積含少量角礫粉質黏土 （Qd1）： 灰褐色， 濕，可塑-硬塑，以黏粉粒為主，干強度中等，切面粗糙，韌性高，局部含有少量碎石、礫石等，地表多為薄層耕（腐）土，層厚0～5.3 m。

②殘積砂質粘黏土（Qe1）：褐黃～灰褐色，稍濕，可塑-硬塑，稍有光澤，無搖震反應，干強度和韌性中等，以黏土礦物為主，遇水易軟化，層厚0～6.5m。

③砂土狀強風化花崗巖（γm3）：褐黃色，肉紅色，褐紅色，原巖組織結構大部分破壞，巖芯多呈土柱狀，手捏易散，遇水易軟化，標貫擊數大于50擊，含中風化球狀風化，層厚1.3～18m。

圖1 K363+470地質狀況斷面圖

④碎塊狀強風化花崗巖（γm3）：灰白色，肉紅色，原巖組織結構大部分破壞，巖芯多呈碎塊狀，塊徑3～5cm，風化裂隙發育，巖體破碎，手折可斷，層厚3.6～16.6m。

⑤中風化花崗巖（γm3）：灰白色，肉紅色，中粗粒狀結構，塊狀結構，風化裂隙發育，巖芯多呈短柱狀、柱狀，錘擊聲脆，RQD=50%,屬堅硬巖，層厚大于10m。

2.2.3 人類工程活動

根據現場調查發現，該滑坡區附近無工業設施及采礦等破壞地質環境的人類工程活動，主要的人類工程活動為修建原省道205線時，由于人工切坡形成高陡邊坡，且均未采取防護措施，這也是誘發水毀滑坡地質災害的因素。

3 滑坡基本特征

3.1 滑坡規模及形態

該滑坡體前緣寬約95m，后緣寬約60m，后緣高程約355.6m，前緣高程約325.69m，滑坡體斜長約55m，滑動巖土體平均土厚約5～8m， 面積約5000m2， 體積約25000～40000m3，屬于小型淺層土質滑坡。

根據現場實際調查發現， 該滑坡體后緣斜坡上正發育一條與路線方向相一致的張拉裂縫，裂縫長約35m，寬0.2m，下沉0.3m，且有繼續向下發展趨勢。 滑坡前緣以原省道205線為界，前緣邊坡已經出現滑塌，溜方已經堆積至道路上。

3.2 滑坡帶特征

滑坡體的滑面主要為上部殘積物的分界面， 在雨水的作用下充分飽和，強度降低，易形成多層面、階梯狀的滑坡。 而殘積砂質黏土與坡積含角礫粉質黏土之間的滲透性不同，對地表水的排泄能力不同，容易在該分界面處形成軟弱帶。 滑坡體整體沿土層分界面發生大規模滑動的可能性較大。

4 滑坡穩定性分析

4.1 滑坡穩定性評價

根據地質勘查報告，得出各計算參數如表1所示。

表1 滑帶土穩定性計算參數

滑坡穩定性計算采用傳遞系數法對滑坡土體的穩定性及推力進行計算，計算公式如下：

式中：

其中ψj為第i塊段的剩余下滑力傳遞至i+1塊段時的傳遞系數（i=j）；Wi為第i條塊的重量（kN/m3）；Ci為第i條塊內聚力（kPa）；φi為第i條塊內摩擦角（°）；Li為第i條塊滑面長度（m）；αi為第i條塊滑面傾角（°）；βi為第i條塊地下水流向（°）；A為地震加速度（重力加速度g）；Kj為穩定系數。

4.2 滑坡區穩定性計算與結果

根據現場調查情況，對滑坡K363+470剖面的潛在滑動面進行穩定性計算，計算結果見表2。

表2 滑坡穩定性分析計算成果

從計算結果中可以看出， 該滑坡在天然狀態下處于穩定的臨界狀態， 在暴雨即土壤飽和條件下處于不穩定狀態，該滑坡目前總體上處于臨界和不穩定狀態。

5 滑坡治理方案

綜合考慮水文地質情況、 滑坡體規模等情況， 按照“安全、耐久、節約、和諧”的原則，通過方案優化對比，最終設計方案選取刷坡減載+預應力錨索框架+三維植草+掛網錨噴+平孔排水對該滑坡進行綜合治理方案，具體方案如下。

（1）采用三級刷坡減載，自下而上第一、二級坡率為1∶1.0，第三級坡率為1∶1.25，后緣斜坡裂縫一并進行卸載；并在距路面8m、16m高度處設置寬2m防滑平臺，平臺設置4%向內橫坡， 平臺內側設置40cm×40cm的C20混凝土水溝， 第二級平臺排水溝兩側出口要求與截水天溝順暢連接；第一級邊坡設置一條寬1.0m的急流槽，與第一級平臺排水溝連接。

（2）第一級邊坡采用掛網噴射C20細石砼對松散破碎的坡面進行封閉防護； 在距路面高度50cm設置平孔排水，平孔排水排水管采用直徑100mm鋼塑透水管，排水孔間距5m，共14孔，單根長20m。

（3） 第二級邊坡采用7片預應力錨索框架梁進行防護，框架內三維植草，單片框架寬8m，設4孔錨索分兩排布置，單根錨索長40m，其中錨固段長度為10m，單孔預應力錨索設計錨固力為700kN，框架采用C30鋼筋砼澆筑。

（4） 第三級邊坡采用三維掛網植草防護在距邊坡面頂邊大于5m處設置C20砼截水溝。 滑坡治理方案見圖2，滑坡治理構造見圖3。

圖2 滑坡治理方案示意圖

圖3 滑坡治理構造圖

6 治理成效

該邊坡治理的主要措施為錨索框架， 而錨索張拉力驗收是檢驗錨索施工質量是否達到設計要求的重要指標， 該邊坡錨索驗收由業主委托具有相關試驗檢測資質的試驗檢測機構進行檢驗， 其抗拔力和錨索張拉質量檢測結果見表3。

7 結語

表3 錨索驗收實驗數據檢測結果

圖4 整治后的路面情況

滑坡的治理應結合滑坡地質勘查報告， 分析滑坡的成因機理，根據滑坡的特征，對滑坡穩定性進行評價，按照“預防為主、防治結合、因地制宜、綜合治理”的方針，進行邊坡水毀滑坡治理。建寧河東滑坡治理工程于2016年9月開工，12月完工，治理后經過多年雨季考驗，整治效果明顯，滑坡體不再有滑移的跡象，也沒有發現新的邊坡變形。滑坡體上植被生長茂盛，同時配合每年的公路綠化養護工程，該路段已呈現出清晰整潔的路容路貌，行車通行順暢，過往行人安全通行，樹立了公路養護系統的良好社會形象，取得了良好的環境效益、經濟效益、社會效益，整治后的路面情況如圖4所示。