某高速公路軟質巖緩傾順層滑坡處治方案設計

曹集士，尹燕萍

（1.貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081；2.貴陽建筑勘察設計有限公司，貴州 貴陽 550081）

高速公路作為一種線性工程，穿越的地形和地質條件都較為復雜，在選線時會盡量繞避大型不良地質體，但不可避免地會經過一些軟質巖順層邊坡地段[1-3]。滑坡研究一般主要針對滑坡的形成機理和滑動特征進行研究[4-5]，本文通過一發生于高速公路上的滑坡案例，研究軟質巖順層滑坡特征及防護措施，為以后類似工程提供工程經驗。

1 概況

2020年7月，經過十個多小時降雨，貴州省某高速公路K22+740—K22+820段（Ⅰ區）左側邊坡第二、第三級邊坡出現滑坡，滑坡滑動距離約15 m，滑坡滑體堆積于第二級邊坡和一級平臺上，威脅下方高速公路行車安全，同時K22+820—K23+000段（Ⅱ區）左側三級邊坡出現裂縫，存在繼續滑動的可能。平面位置如圖1所示。

圖1 滑坡平面位置圖

1.1 地形地貌

滑坡區地處梯狀云貴高原東斜坡的中段，滑坡區高程介于1 340.0～1 401.0 m，相對高差約61 m。地貌類型屬溶蝕型低中山地貌。滑坡區植被較發育，多為低矮灌木，基巖出露。

1.2 地層、巖性

滑坡區上覆第四系殘破積層（Qel+dl）粉質黏土、下伏基巖為二疊系上統吳家坪組（P2w）薄層狀泥質粉砂巖夾泥巖。

1.3 水文地質

滑坡區地下水類型為基巖裂隙水及第四系土層孔隙、裂隙水，地下水主要靠大氣降雨沿巖層層面及裂隙滲透補給。大氣降雨向下補給第四系土層后，少部分蓄存于土層裂隙、孔隙內或向下伏基巖節理、風化裂隙運移；大部分以坡面流形式向場區地勢低洼處匯集排泄。場區地下水補給范圍較大，受季節影響大，雨季基巖裂隙水較豐富，水量較大；枯水期較小。鉆探未揭露穩定地下水位，故滑坡區地下水埋藏較深。

1.4 地質構造與地震

據《貴州省區域地質志》，場區處于川黔經向構造帶體系南部西緣及黔西山字型構造的東翼，構造形跡主要為南北向。經地質調繪，場區未發現斷層通過，巖層呈單斜狀產出，綜合地層產狀為335°∠10°。巖體節理很發育，巖體破碎，主要有節理310°∠85°，195°∠82°兩組，節理間距20～200 mm。

由《中國地震動參數區劃圖》（GB 18306—2015）查得場區地震動反應譜特征周期為0.35 s，地震動峰值加速度值為0.05g，場區地震基本烈度為Ⅵ度。

1.5 推薦巖土體物理力學指標

根據工程地質調繪、結合工程類比及《公路路基設計規范》（JTG D30—2015）進行確定，推薦巖土物理力學指標如表1所示。

表1 巖土體物理力學參數

1.6 原邊坡防護情況

原邊坡坡腳設置6 m擋墻支擋，邊坡坡比為1∶1.75，邊坡坡面采用拱形骨架進行防護，坡頂設置截水溝，由于坡頂截水溝距離三級平臺長度較長，中部無有效截排水措施，導致暴雨后雨水下滲，軟化巖層面，形成滑坡。

2 滑坡特征

2.1 滑坡規模

該滑坡位于該段邊坡第二級和第三級邊坡，滑坡前緣巖土體隆起，后緣及兩側開裂，坡體近南北向展布。現滑坡區Ⅰ區變形強烈，滑移特征明顯，滑動距離遠；Ⅱ區后緣開裂，暫未形成滑坡。

Ⅰ區滑坡長約80 m，滑坡面積約3 700 m2，滑坡平均深度約5.5 m，滑坡體積約2萬m3。據《公路工程地質勘察規范》（JTG C20—2011）滑坡分類標準，該滑坡屬小型滑坡。Ⅱ區滑坡長260 m，滑坡面積10 500 m2，滑坡平均深度約5.5 m，滑坡體積約6萬m3，據《公路工程地質勘察規范》（JTG C20—2011）滑坡分類標準，該滑坡屬中型滑坡。

2.2 滑坡物質組成

滑坡體巖土類型3層：即粉質黏土、強風化泥質粉砂巖夾泥巖及中風化泥質粉砂巖夾泥巖。

2.3 滑坡變形特征

2.3.1 裂縫分布特征

現滑坡坡面上裂縫較多，但張開下錯明顯的裂縫主要為后緣裂縫，Ⅰ區后緣裂縫縫寬20～32 cm，可見深度約7 m，前緣發生鼓脹，Ⅱ區后緣裂縫縫寬1～5 m，可見深度1.5～2.0 m。

2.3.2 變形過程

2020年7月，經過十個多小時降雨，Ⅰ區滑坡滑動，后緣開裂，滑動距離15 m左右，Ⅱ區滑坡后緣開裂。

2.3.3 主滑方向

根據現場地質調繪及鉆孔揭示，結合各鉆孔具體位置及地表裂縫展布方向，綜合確定滑坡主滑方向為335°。

2.4 滑坡成因機制

滑坡區綜合地層產狀為335°∠10°，滑坡主滑方向為335°，為順向巖質邊坡；下伏基巖為泥質粉砂質夾泥巖，強風化層厚度大，巖體節理裂隙很發育，巖體呈碎裂結構；滑體有泥巖夾層，厚約1.0～10 cm，泥巖層面抗剪強度低，加之邊坡連續強降雨作用下，滑體含水量高，泥巖層面強度大大降低，邊坡整體穩定性降低。

在以上4個主要因素的共同作用下，最終導致了滑坡的形成，該滑坡屬牽引式順向巖質滑坡。

3 滑坡剩余下滑力與支擋防護方案設計

3.1 滑坡剩余下滑力計算

選取典型剖面K22+800和K22+860工程地質橫斷面進行計算。

采用折線法對滑坡斷面進行計算，安全系數取1.3，K22+800最大剩余下滑力為325 kN/m，K22+860最大剩余下滑力為654 kN/m。

3.2 滑坡防護方案設計

圖2 Ⅰ區滑坡清方斷面圖

由于Ⅰ區滑坡已經發生滑動，滑體松散破碎，采用清方減載進行處理，清方底部按巖層面坡比1∶5.66進行清方，上部按1∶2.5清方，中間設置2 m高擋墻支擋。

Ⅱ區選用兩個方案進行比選：

a）方案一 清方減載+分級支擋。按照Ⅰ區滑坡的清方坡比進行清方，底部按巖層面坡比1∶5.66進行清方，上部按1∶2.5清方，中間設置2 m高擋墻支擋。

圖3 Ⅱ區方案一治理斷面圖

b）方案二 抗滑樁支擋。在滑坡體中部設置抗滑樁支擋。

根據綜合比選，方案一施工快速，造價低，同時清方方量可用于附近互通填方區填筑，故推薦方案一。

圖4 Ⅱ區方案二治理斷面圖

4 結語

軟質巖緩傾順層邊坡在防護不足的時候，在雨水作用下易形成沿軟弱層面滑動的滑坡，威脅高速公路的行車安全。

從地層巖性、產狀分析了邊坡的穩定性。通過力學計算得到了該滑坡的剩余下滑力，針對滑坡提出來合理的治理措施。

針對軟質巖緩傾順層邊坡設計過程應高度重視該類邊坡，重點分析和查明邊坡的軟質結構面特征，設計應采用強支擋或順層清方的方式對邊坡進行處治，施工過程中應做好邊坡防排水措施，同時做好邊坡監測，做到開挖一級防護一級。