路堤邊坡滑坡成因分析及處理措施

劉 歡 黃學超 楊樹華

(中國十九冶集團有限公司 云南 臨滄 677000)

滑坡作為公路地質的主要災害，嚴重地影響著公路通行的效率和質量[1]。邊坡滑坡若處理不當費工費時達不到預期效果消除不了隱患，還可能增大隱患。所以必須要充分認識邊坡、了解邊坡，才能做到減少邊坡災害和消除邊坡事故隱患[2]。以云南省省道S232，K70+820～K70+845段左側邊坡滑坡處理措施及防護展開分析。

一、工程概況

云南省省道S232于2011年建成通車，省道施甸-軍塞段工程地質較差，為砂巖、花崗巖、頁巖、泥灰巖、白云巖及其混雜巖類分布，局部地段會發生山體滑坡、泥石流等自然災害，有軟土分布。有山區突出的立體氣候，小區氣候明顯，趨于南亞熱帶河谷季風氣候。本道路邊坡滑坡位于省道K70+820～K70+845段，該段地質主要為粉質粘土，往大里程方向100m內為一條山溝，且該處有一直徑為10m左右的魚塘，K70+910～K70+960為黍米壩橋。

省道S232為雙向兩車道，路寬7.5m,路肩30cm,K70+820～K70+845段邊坡，滑坡前路邊沿道路方向路肩位置已經有原有裂縫長13m，滑坡處距路邊約有3m，滑坡頂端路面出現新裂縫，新裂縫長約19m，縫寬最寬處達到2cm，新裂縫距離原有裂縫7m。主要滑坡體長25m，寬約3m，高12m，滑塌土體約有1000m3，詳見圖2。發現滑坡后立即進行了應急處理，做了掛網噴漿護坡，待雨季過后進一步處理，但在處理過后兩個月滑坡二次下滑，且拉裂了公路路面，原有滑坡體擴大，路面裂縫距路邊6.1m，裂縫長20m，最大縫寬達到了20cm，坡面的掛網噴漿護面砼10cm，也同樣被拉裂，且形成較多裂縫，詳見示意圖1。

圖1 路堤邊坡滑坡圖示意

二、路堤邊坡滑坡原因分析

(一)不良地質影響

路堤邊坡滑坡地段(K70+820～K70+845)地質屬于云南山區較為普遍的紅褐色粉質粘土，詳見圖2。該紅粘土是碳酸鹽類巖石(石灰巖，白云巖，泥質泥巖等)，經風化而成的殘積、坡積或殘-坡積的褐紅色、棕紅色的高塑性粘土，具有天然密度小，含水量高，孔隙比大，液、塑限高，壓縮性中至低，強度中至高的特性。具有明顯的收縮性，但壓縮性低。該種土質因其收縮性較大，收縮容易引起土體開裂，裂隙擴張進一步可能演化成溜塌，最終引起滑坡。滑坡處往大里程方向有自然溝谷，和蓄水魚塘，說明該處地下土體含水量豐富，且該處含有大量沖積巖，沖擊巖成分含較多砂礫土，判斷滑坡體下層為砂礫石與粉質粘土的混合軟弱層。

圖2 路堤邊坡滑坡現場

(二)施工因素影響

該路堤邊坡滑坡地段，公路下方原是農田，現因要在此處修建拌合站，所以進行了征地紅線內的場地平整，對路堤邊坡進行了刷坡，刷坡嚴格按照從上到下逐級刷坡，坡頂距路肩4m，坡率1∶1.5，屬于緩坡，刷坡完成后沿坡底開挖一條寬40cm的排水溝。刷坡完成后第二天突然發生邊坡滑坡，其原因有三，①刷坡施工破壞原有土體力學平衡，剝離表土后原有土體重力內摩擦力值變化，需重新達到平衡；②施工中大型機械震動使富含水的含沙軟弱土體產生共振趨向液化發展；③公路車流量較大，多數為拉貨重車，給下部土體一個振動震源，同時給滑坡體施加了重力。以上幾條均加劇了軟弱土層的弱化，讓滑坡具備了必要條件。

(三)天氣因素影響

該地區天氣為亞熱帶河谷季風氣候，6-9月正值雨季，降水量大，山高坡陡，具有明顯山區河水暴漲暴跌的特征，且多為雷陣暴雨，來去交替快，雨后太陽暴曬。雨水沿裂縫下滲，又經高溫蒸發，加速土體收縮，增大裂縫開裂速率。

三、路堤邊坡滑坡處理方案

(一)滑坡搶險處理

該段路堤邊坡出現滑坡后，立即采取了滑坡搶險處理。①用挖掘機垂直坡面拍擊塌陷土，以達到夯擊震動壓實裂隙；②打設3.5m砂漿錨桿并注漿；③掛設鋼絲網，并噴射混凝土封閉覆蓋邊坡；④路肩裂縫采用灌注水泥砂漿封堵避免雨水滲入；⑤埋設位移沉降監控量測點，每兩天觀測一次。

沉降位移觀測詳見圖3，通過位移沉降監測變化可知。現場邊坡二次滑坡及沉降均為突發性變化，并非緩慢變化。由前文原因分析加上監測數據可以判定，二次滑坡是由于路基深層夾雜軟弱土體，重力分力與摩擦力達到臨界值，超過土體粘結力凝聚力，出現失穩突發性滑移。對現場實際情況了解以后，通過經濟性、安全性比選，重新制定了處理方案。首先根據裂隙走向判定軟弱土體深度位置，確定了滑坡體體積約為4000m3，由牛頓第二定律計算出重力G=mg,m=ρv,則G=ρvg=1.87×4000×10=7.48×104KN，ρ為黏土飽和密度取1.87kg/m3，g取10N/kg。若使用重力式擋墻由此便可計算出擋墻的抗推力，合理設置擋墻。

圖3 路堤邊坡滑坡監測變化

(二)滑坡加固處理

滑坡的加固處理，一般處理方案可以總結為“擋、夯、換、錨、排”等方法。擋為支擋工程，通過減重反壓，減少滑坡體上部重量，在滑坡體下部擋壓，人為施加抗滑動反力；夯為夯實地基土，根據現場實際土體采用夯擊密實路基土，改善土物理性能，避免因不密實引起下沉；換為地基土改良，通過土質改良或更換軟弱土體增強路基承載力，或通過注漿固結改善土體力學性能，最終達到增強穩定性；錨為錨索抗滑，可設置橫向錨索施加拉力，拉錨滑坡體，也可以設置豎向錨索(錨索抗滑樁)，阻擋滑移；排為排水工程原理不外乎“截排護填”，通過截水，地表、地下排水，防護防止雨水滲入，填充地勢低洼處防止出現積水，最終達到降低滑坡地下水位和滑帶土孔隙水壓力，提高其穩定性，減少支擋工程量[3]。

本工程通過現場施工難易情況、經濟、安全的比選之后確定了最終的處理方案：

(1)擋，通過上文計算，采用重力式擋墻，并填土反壓。

(2)換，通過已有裂縫，沿裂縫豎直打設注漿鋼花管，注水泥漿，固結下部軟弱土體增加抗滑摩擦力。

(3)排，沿邊坡坡面用潛孔鉆鉆設橫向排水管，裝入外部包裹土工布的打孔波紋管，最后在反壓土表層植草。

四、路堤邊坡滑坡的預防

路堤邊坡主要是提高其穩定性，在云南山區地帶雨水充沛，一是防治水土流失，在路堤邊坡植樹，撒播草種，以增加降水涵養量，確保山體穩定，以期達到消除滑坡隱患的目的[4]；二是做好截排水，路面出現凹陷及時填補引排，保證不積水，水統一引流到水溝，保證水有處可流；三是在邊坡底設置排水底溝，必要時在邊坡設置盲管，引排土中含水量；四是加強觀測，在發現有微小裂縫時就應該及時采取預防措施，不能等其嚴重后才做處理。

五、結語

對于路基邊坡滑坡遵循“一次根治、不留后患”的原則[5]。對復雜的滑坡，做好詳細的工程地質調查、勘探與分析是制定治理方案的基礎。短期內不易查清何原因引起，治理投資巨大、危害不嚴重者，則應加強監測，統一規劃，逐步勘察，分期治理，且應優先考慮地表及地下排水工程，盡量避開雨季處理。根據現場實際情況，結合經濟和安全做出最優處理方案。