公路滑坡防治與實例分析

李海喜

(山西省交通規劃勘察設計院，山西 太原 030012)

1 概述

伴隨著國民經濟的快速發展，公路交通也迎來了前所未有的發展機遇，高速公路、干線公路猶如雨后春筍，蓬勃發展。然而由于我省地質復雜多變，公路在建設、運營的過程中，公路的地質災害頻繁發生，給安全運營帶來嚴峻的考驗。公路工程自身的特點是一項空間跨度很大的帶狀體，跨越不同的地區，不同的地質環境。隨之而來的會影響到周邊的生態環境與地質環境，并形成了我們常見的幾類典型公路地質災害，如:滑坡、崩塌、泥石流等。

在公路地質災害頻繁發生的今天，如何防范地質災害是我們公路人應該時時刻刻提醒自己的責任。我省在經過10年的快速公路建設期，總結出公路地質災害研究主要的指導思想是“以防為主、防治結合”。首先從理論上分析公路地質災害產生的原因，期間結合現場勘查，對災害進行細致合理的分類與評估，針對性的提出解決辦法，并盡可能的應用推廣到其他項目中，從而減少此類事件造成的損失。在眾多公路地質災害中，滑坡是最常見也是危害較嚴重的一種，本文就滑坡為研究對象，進行相應分析并提出處理措施。

2 滑坡的認識及形成原因

斜坡上的巖體或土體因種種原因在重力作用下沿一定的軟弱結構面發生整體順坡下滑的現象或過程稱為滑坡。我們對滑坡可以從滑坡的體積、滑坡的滑動速度等幾個方面認識。體積上:小于10×104m3為小型滑坡，10×104m3～100×104m3為中型滑坡，100×104m3～1 000×104m3為大型滑坡，大于1 000×104m3為巨型滑坡;滑動速度上:肉眼難以看到運動，只能通過儀器觀測才能發現的稱蠕動型滑坡，肉眼可以觀察到且每天滑動數厘米到幾十厘米的稱慢速滑坡，每小時滑動超過十厘米到數米的稱中速滑坡，每秒滑動在數米以上的為高速滑坡。

從地質上來看，由于我省處于黃河中游峽谷和太行山之間，地層發育全面，在其地層中二疊系、石炭系的煤系底層發育全面，是主導省內頻發滑坡的主要原因之一。從地質構造來看，山西斷隆屬中朝準地臺近中央部位，北抵內蒙地軸中部，南接秦嶺褶皺系，西邊是鄂爾多斯臺坳，東以太行山東側大斷裂為界同華北斷坳分開。省內地層在多次構造作用下，巖漿巖分布較廣泛，第三系以前的灰巖、砂巖、泥巖及煤系地層，巖層破碎，節理裂隙發育，風化程度高，區域性的第四系的黃土以及堆積土，松散，強度低，對山西省高速公路滑坡的分布具有控制性因素。

大量的降雨也會對滑坡有很大影響。其主要表現在，大量的雨水沒有及時排出，下滲到土層中，使斜坡的土石層飽和，導致增加斜坡的重量，土石層的抗剪強度降低，滑坡出現。

其次地震也會對滑坡有較大作用。地震的劇烈震動會導致斜坡內土石結構發生變化與破壞。原有結構由于震動發生松動、撕裂等，并且在地震過程中地下水位持續變化，這樣對斜坡穩定有著極其不利的影響，并且伴隨地震會有幾次甚至是幾十次的余震，在余震的反復沖擊力下本來不穩定的斜坡體就發展成了滑坡。

3 滑坡防治措施

實際中滑坡的產生并非單一因素造成的，它是多個因素共同作用的結果，只有通過現場勘察和分析計算后才能給出實際的防治結果。

3.1 消除和減輕地表水和地下水的危害

為了減少因地表水造成的危害，在滑坡邊界修截水溝，在滑坡區內修排水溝，在表層覆蓋漿砌片石，防止地表水下滲。為了排出地下水，應結合當地的地質結構特征和水文地質條件，排水方法有:水平鉆孔疏干;垂直孔排水;豎井抽水;隧洞疏干;支撐盲溝。

3.2 改善邊坡巖土體的力學強度

改善巖土的力學強度，增強抗滑能力可以有效的提高滑坡的穩定性。在實際工程中常見的措施有:1)削坡減載，用降低坡高或放緩坡角來改善邊坡的穩定性。削坡設計應盡量削減不穩定巖土體的高度，而阻滑部分巖土體不應削減。此法并不總是最經濟、最有效的措施，要在施工前作經濟技術比較。2)邊坡人工加固，常用的方法有:修筑擋土墻、護墻等支擋不穩定巖體;鋼筋混凝土抗滑樁或鋼筋樁作為阻滑支撐工程;預應力錨桿或錨索，適用于加固有裂隙或軟弱結構面的巖質邊坡;固結灌漿或電化學加固法加強邊坡巖體或土體的強度;SNS邊坡柔性防護技術等。

4 滑坡防治實例分析

4.1 工程概況

某高速公路滑坡里程范圍為K178+965～K179+180。擬設路線橫穿滑坡段工程類型為挖方路塹。該平面上呈厚舌狀，主軸長約240 m，寬約140 m，總面積約33 600 m2，滑體最大厚度約38.6 m，平均厚度約20 m，總體積約75萬m3，屬于中型牽引式滑坡。主滑動方向59°，垂直于路線走向，前緣位于路線中心。

滑坡區屬于黃土丘陵區地貌。受雨水沖刷，地表形成支離破碎的溝壑地形。侵蝕沖溝方向為北東至南西向，寬度為20 m～110 m，切割深度9 m～49 m，呈樹枝狀形態。小面積的基巖出露于溝底兩側。滑坡位于一北西向黃土梁上，坡角17°～22°，平面上呈扇狀，地形呈近階地狀，兩側以沖溝為界，西側沖溝切割較深，基巖裸露，東側沖溝深約20 m，均為黃土沖溝;滑坡后緣高程990 m～1 001 m，前緣高程921 m～924 m，相對高差60 m～70 m;滑坡中部發育有多處錯臺、裂縫及塌陷，錯臺高度0.1 m～1.5 m，裂縫寬0.1 m ～1.5 m，滑坡總體圖見圖1。

圖1 滑坡總體圖

4.2 數值及計算分析結果

1)滑坡體主軸橫斷面數值模擬，模型如圖2所示，參數取值見表1。

圖2 滑坡主軸橫斷面數值模擬

表1 滑坡體主軸橫斷面數值模擬參數取值

計算所得位移圖見圖3。平面單元應變應力圖見圖4。平面單元剪應變圖見圖5。

圖3 主軸橫斷面位移

2)采用傳遞系數法折線形滑面穩定系數Fs計算公式對滑坡進行計算，計算模型見圖6。滑坡推力計算簡表見表2。

表2 滑坡推力計算簡表

滑坡穩定性分析:通過數值模擬及傳遞系數法計算分析，天然狀態下，其最終穩定系數為0.987 0，說明滑坡目前處于不穩定狀態，與野外定性評價滑坡整體穩定性結果及檢測數據基本吻合，檢測數據結果見圖7。

圖4 平面單元應變應力

圖5 平面單元剪應變圖

圖6 滑坡主軸斷面計算模型（單位:m）

圖7 滑坡監測點沉降變化折線圖

4.3 處治方案

方案構成:1)卸載土方;2)設置片石混凝土抗滑墻;3)設置干砌片石擋渣墻;4)完善排水構造物設置和裂縫及陷穴的回填。

圖8 主軸橫斷面處計算模型

按設計方案處治后:主軸橫斷面處1.20的安全系數下，未卸載部分主軸斷面剩余下滑力為10 644 kN(對應模型見圖8。未卸載部分滑體右下側留60 m大平臺，以保證路基的安全);抗滑墻承受推力為500 kN。

本方案的實施可保證路基的安全。擋渣墻的設置是為防止坡面塌落，不具備抗滑功能。為保證以后的安全，因此建議具體實施中按照整個滑坡范圍(包含未卸載部分)征地并做綠化。

5 結語

目前我們在處理地質災害中多是處于一種被動的態勢，破壞一起處理一起，采取措施并取得的效果也是有限的。能否從根源上有效的、經濟的、合理的解決公路上的地質災害是我們今后要努力研究的方向。

[1] TGD 30-2004，公路路基設計規范[S].

[2] 何志勇.武九線K210滑坡整治[J].路基工程，2002(3):48-49.