山區公路堆積體滑坡穩定性分析及處治對策研究

李云

（中鐵長江交通設計集團有限公司，重慶401147）

0 引言

堆積體是山區廣泛分布的一類不良地質體，是斜坡變形破壞后的產物，是一套成因多樣、組分復雜、結構無序、土石混雜堆積的第四紀地質體[1]。近年來山區道路建設中，常因開挖坡腳和不合理的堆載引發工程滑坡，張俊德對云陽至萬州高速公路韓婆埡隧道進口段滑坡的穩定性進行了評價并進行了方案比選[2]，馮玉濤分析了南川至道真高速公路省界站場大型堆積體滑坡[3]、K13+055～K13+320段堆積體切坡滑坡[4]的失穩機理，總結了關鍵的處治技術。本文以重慶山區某斜坡堆積體為例，考慮地下水，引入飽水工況，對該滑坡進行了穩定性分析，結合滑坡處治難點提出了處治措施。

1 工程概況

2020年雨季，重慶市涪陵區某省道升級改造工程K12+450～K12+520段發生山體滑坡，前緣坡腳擋墻推出位移約1.0m，側緣剪切錯動帶痕跡清晰，后緣拉裂下錯約0.8m，為一碎塊石土質牽引滑坡，主滑方向161o，縱長約140m，寬約85m。滑坡致使民房1幢（建筑面積200m2）和在建水窖（180m2）被沖毀，在建公路被掩埋長度90m，并威脅滑坡下方居民6戶19人，亟須對滑坡進行處治設計。

2 滑坡穩定性分析

2.1 地質模型建立及分析方法

2.1.1 滑坡變形特征

滑坡區后緣拉裂縫、側緣剪切裂縫和前緣擋墻推移等變形現象明顯，但滑坡后緣870～940m高程間，地形坡度35～38o，地形較陡，堆積物厚度約6.5m，為一潛在變形區，需確定其是否有變形破壞的趨勢。根據布置在潛在變形的GNSS監測點，自2020年7月2日后最大位移小于5mm，變形過程分析曲線沒有出現累計遞增和向下沉降的趨勢，可以判定在監測期間內處于穩定狀態。

2.1.2 滑（帶）面特征

滑坡變形跡象明顯，滑面目前基本貫通，根據勘探資料，滑帶土一般位于基巖面與覆蓋層接合處以及土體內部。滑帶物質主要為粉質黏土，含較多量碎石，呈灰黃色，稍濕，可塑狀態，手捻滑膩感較強。

2.1.3 剪出口分析

根據水池邊坡爆皮開裂和擋墻推移等現象，可以很好地確定開挖后路面的位置標高處的剪出口，確定為淺層滑面。下部居民區后緣陡緩交界處的地形急變處存在臨空，加之公路需要開挖現狀堆積區，造成阻滑段減載，故確定了深層滑面。

2.1.4 分析方法

采用《巖土工程勘察規范》（GB50021—2001）（2009年版）推薦的傳遞系數法[5]，計算軟件為理正巖土計算6.5PB4版之抗滑樁設計滑坡推力模塊，采用加大下滑力的KT方法，不考慮地震荷載。根據《公路路基設計規范》（JTGD30—2015）考慮下部有居民點，安全系數正常工況取1.20，暴雨工況1.10[6]。

2.1.5 滑面參數的確定

根據取樣試驗、參數反演和經驗參數等進行綜合取值，本分析的參數取值如下：

表1 滑坡體穩定性計算參數取值表

2.1.6 分析工況的擬定

滑坡呈一“榆樹葉”狀山坳地形，促使地表水體向溝心匯聚，碎塊石堆積體為水體入滲提供了有利條件，為確定水體作用下最不利工況的支擋下滑力，確保處治可靠性，本分析的3種工況分別是：天然工況，即是無持續降雨作用，此時滑動面參數選擇為天然強度參數，滑體為天然重度；有水工況（降雨工況），即是勘察期測得的最大水位高度2m，為地下水位線，此時滑動面參數選擇為飽和強度參數，水位線以上滑體為天然重度；飽水工況，即是假設水位線持續上漲（上漲至穩定性系數在1.0附近即可），此時滑動面參數選擇為飽和強度參數，滑體容重持續增加，僅少部分滑體為天然重度。

2.2 穩定性分析結果

根據破壞模型和滑動面參數，斜坡堆積體開挖2.0m形成原地方道路時，在天然和降雨工況下處于穩定狀態，在飽水工況下處于基本穩定狀態，見表2，與地方道路建設完成后斜坡堆積體當時穩定性、符合性較好。

表2 堆積體開挖2m時穩定性分析成果表

斜坡堆積體開挖5.5m，邊坡頂部開4m，形成路面和水窖平場狀態時，淺層滑面處于欠穩定-基本穩定狀態，深層滑面處于基本穩定-穩定狀態，見表3，與滑坡發生、推移擋墻等現象符合性較好。

表3 堆積體發生滑坡時穩定性分析成果表

以上分析說明，計算參數與斜坡堆積體及工程滑坡各階段穩定性狀態符合較好，可以用于設計支擋工程的穩定性分析計算。

水對滑坡穩定性影響較大，飽水工況較天然工況下穩定性系數下降約13.9～22.3%；在雨季長期降雨和短時極端降雨的條件下，下部居民區后緣陡緩交界處的地形急變處的深層剪出口將處于欠穩定狀態，需要進行深層支擋處治。

3 處治對策研究

根據該滑坡水環境復雜、清方條件較差、支擋位置選擇困難、施工安全問題突出、處治工程可靠性要求高等難點，擬定了“治水+坡腳支擋”的處治對策，秉承一次性徹底處治、少擾動坡體、方便施工等原則，確定了前緣強支擋+集水引流+支撐滲溝+坡面防護+綜合截排水的方案。

公路邊坡左側設置14根抗滑樁，抗滑樁采用圓形截面，截面直徑為3m。起到側向約束、鎖固地基及填筑坡體的作用，抗滑樁頂部設置2根長35m的設計錨固力400kN錨索。樁前設0.8m厚C20片石混凝土護面墻，護面墻頂樁后平臺采用20cm厚C20混凝土硬化。

樁后部堆積土體按坡比1∶1.5，坡高8m一級對坡面進行修整，第一二三級邊坡采用支撐滲溝+拱形骨架進行防護，第四五級邊坡采用掛土工格室植草防護，在樁前護面墻和樁后一二級邊坡間距3m設仰斜式排孔，通過坡面防護和地形排水穩定樁后斜坡堆積體。

對凹地匯水采用在滑坡后緣外低處開挖小型水井，匯聚地表和地下水體，通過水管穿越涵洞引流至公路外側，并修建水池，即歸并匯水又利用于當地村民。滑坡區域匯水，采用環線截水溝、平臺截水溝和急流槽，引至邊溝中，通過涵洞排至公路外側。

4 結論

其一，“榆樹葉”狀山坳地形以及碎塊石土+粉質黏土+強風化砂巖的地層結構為該工程滑坡的發展演化提供了條件，地下水長期侵蝕促進滑帶土的形成，雨季水體匯聚下滲飽和滑帶土體，降低了滑動面強度參數，坡腳公路邊坡的多階段開挖是該滑坡的誘發因素。

其二，水對滑坡穩定性影響較大，飽水工況較天然工況下穩定性系數下降約13.9%～22.3%；在雨季長期降雨和短時極端降雨的條件下，下部居民區后緣陡緩交界處的地形急變處的深層剪出口將處于欠穩定狀態，需要進行深層支擋處治。

其三，該工程滑坡處治方案擬定的難點是：水環境復雜、清方條件較差、支擋位置選擇困難、施工安全問題突出、處治工程可靠性要求高。結合處治難點，確定了前緣強支擋+集水引流+支撐滲溝+坡面防護+綜合截排水的方案。