青海省某改建公路滑坡穩定性評價及處置措施

王 祥 任

(中煤科工集團西安研究院有限公司，陜西 西安 710077)

青海省某改建公路滑坡穩定性評價及處置措施

王 祥 任

(中煤科工集團西安研究院有限公司，陜西 西安 710077)

以青海省某改擴建公路滑坡為例，探討滑坡的形成機制，通過計算分析對其穩定性進行了預測評價，并對不同治理措施進行了技術經濟對比，提出了“錨索抗滑樁+錨索地梁+擋土墻+截排水溝+裂縫夯填”的復合工程治理方案，并論述了施工要點，以供參考。

滑坡，成因機制，穩定分析，治理方案

0 引言

公路改擴建過程中，常常會加大刷坡量或重新填筑路基，引起原穩定邊坡的失穩和滑坡復活，因此研究改擴建公路的滑坡成因機制[1，2]，對其進行穩定性評價[3，4]，提出有效治理措施[5，6]具有重要現實意義和工程應用價值。青海省某公路在改擴建施工過程中新線于坡體中部開挖，外緣局部加載，加之當地降雨量比較大且集中在6月～8月份，引起上部坡體的滑動，致使路線行車不暢。

本文對該滑坡的變形破壞特征進行分析，結合穩定性計算，提出了相應治理措施，研究結果和思路可為類似工程的治理提供借鑒與參考。

1 工程概況

2 滑坡成因分析

2.1 滑坡體的形態特征及工程擾動影響

該滑坡屬于破碎巖石滑坡，分為南、北兩塊，如圖1所示。北滑坡：寬120 m，長150 m，體積23.4×104m3；南滑坡：寬130 m，長80 m，體積12.5×104m3，影響路線130 m。工程擾動是該滑坡發生的重要外在誘發因素，公路通過滑坡區，路基開挖、填方堆載，破壞了坡體原有的平衡狀態，部分涵洞、邊溝及排水溝失效后，坡面匯水對滑坡體的沖刷，引起局部坡體失穩，進而導致滑坡滑動。

2.2 滑坡的地層構成

地質條件是滑坡形成的基礎，該段位于單斜巖層分布區，該滑坡所在地段地層主要為第三系泥巖，成巖性較差，強度低，泥巖具弱膨脹性，在水的作用下，易風化而強度降低，且相對隔水，易形成軟弱帶。這是滑坡形成的基礎。

2.3 滑坡區氣候特征

滑坡所在區域屬典型的高原大陸性山地氣候，雨季降雨量大，降雨集中，年降水量300 mm～350 mm，雨季為4月～10月，多集中于7月～9月。地表水沿構造節理、裂隙面下滲，賦存于泥巖隔水帶，軟化滑面，尤其是強降雨，更易引起滑坡滑動；地表水滲入滑體，冬季凍結，對淺層巖土體產生冰劈作用，使之進一步破碎，地表水更易下滲；春季消融，淺層粘性土及泥巖產生泥化，粘聚力降低，促使表層向下蠕動。以上因素周而復始，長期作用造成滑體不斷蠕動下滑。

2.4 區域構造特征

滑坡所在區域地處青藏高原東南部，屬昆侖—秦嶺緯向構造帶之西秦嶺印支褶皺帶西段，新構造運動活躍，該段路線處于三條北東東向和一條近東西向斷裂的控制區域，受其影響，巖體破碎，節理、裂隙發育，地表水易下滲。總體構造線呈東西向展布，又由于受到周邊各相鄰大地構造單元的推擠和后期構造運動的影響，局部呈北西—南東向展布。新生代以來，隨著青藏高原的整體抬升和差異升降運動，發育了第三紀干旱氣候條件下的內陸湖相碎屑巖沉積建造和第四紀冰水沉積、洪積、沖積、沼澤沉積及風積等多種形式的沉積構造層。該區屬8度地震區。

綜上所述，滑坡發生的決定性因素是人類工程活動、降雨和地質因素所決定。地震是誘發滑坡的一個影響因素，但在本滑坡的形成過程中并未產生影響，僅在其治理工程措施中考慮地震的影響。

3 滑坡穩定性評價

3.1 滑坡穩定系數計算分析

該改建公路滑坡南滑坡(Ⅰ—Ⅰ斷面)變形明顯，滑坡后緣拉張裂縫、側緣剪切裂縫、前緣鼓脹裂縫和放射性裂縫、滑坡陡坎及滑塌變形明顯，已經處于不穩定的滑動變形階段；北滑坡(Ⅱ—Ⅱ斷面)目前沒有明顯的滑坡陡坎、裂縫，前部在開挖影響下，產生牽引裂縫，處于欠穩定的蠕動變形階段，在開挖影響下，將形成工程滑坡。滑坡穩定性分析計算評價如表1所示。

表1 滑坡穩定性計算評價表

3.2 滑坡滑帶指標及推力計算

經分析、計算、對比，該滑坡滑帶指標及工程位置推力如表2所示，該滑坡受地震控制，考慮強降雨等綜合工況。該改建公路屬于二級公路，依據《公路路基設計規范》，滑坡區治理工程設計在自然工況、強降雨工況、地震工況安全系數分別取1.15，1.10，1.02。

表2 滑坡滑帶指標及推力計算匯總表

4 治理工程設計

4.1 治理措施對比分析

由于該滑坡目前處于不穩定狀態，隨著坡腳的進一步開挖將會產生大規模的變形。該滑坡一旦再次產生大規模的變形，必將掩埋公路，中斷交通。結合滑坡的成因分析和穩定性計算結果，參考其他類似工程經驗，對以下幾種措施進行技術經濟分析對比、選擇。

1)道路改線。根據現場實際情況，該滑坡區段內一側為滑坡山體，一側為深陡溝坡，線路外移改線工程量大，費用高，不切實際，不具備采用改線的方案。

2)刷方減載與填土反壓。受實際地形地勢的限制，在該滑坡治理措施上如果采用刷方減載，開挖擾動對環境有負面作用，應力釋放必將引起后部山體的失穩變形，產生新的變形體，同時滑坡前部為公路，不具備填方反壓的條件。

3)錨索框架。該滑坡縱向長度大，滑面深，體量大，推力大，錨索框架不能有效支護滑坡，另外，錨索框架施工勢必要在坡腳進行刷坡處理，這將急劇惡化滑坡的狀態，對滑坡治理極為不利，故滑坡主體不宜采用錨索框架進行治理。

4)抗滑樁。抗滑樁抗滑能力強，圬工數量小，在滑坡推力大、滑動帶深的情況下，能有效對滑坡進行防護，抗滑樁間隔開挖樁孔，不易惡化滑坡狀態，通過開挖樁孔可直接揭露校核地質情況，修正原設計方案。滑坡段主體治理工程均宜采用抗滑樁。

根據滑坡實際情況，滑坡區截排水及裂縫夯填等輔助治理措施投資小，作用大，在滑坡治理工程中均需采用。

4.2 具體治理方案

通過對治理措施進行對比分析，該滑坡的治理方案主要采取抗滑樁、錨索地梁、擋土墻支護與截排水及裂縫夯填措施相結合的原則進行綜合治理，治理工程的具體措施如下:

1)錨索抗滑樁。沿線路長約160 m坡腳內側布設一排錨索抗滑樁。共布置28根錨索抗滑樁，樁頭設一排2孔5ΦS15.2預應力錨索，樁截面為1.8 m×2.6 m。錨索設計荷載為600 kN，鎖定荷載為550 kN。

2)錨索地梁。順坡后一級坡面設置2排預應力錨索進行加固處理，上排、下排錨索分別長24 m，22 m，錨索豎向間距為3 m，沿線路方向間距3 m；錨索傾角25°，鉆孔直徑為130 mm，其中錨固段長8 m，錨索由5φ15.2 mm高強度、低松弛的1860級鋼絞線組成，錨索端部設置地梁，地梁長度10 m，截面均為0.6 m×0.6 m，采用C25混凝土澆筑。錨索設計荷載為600 kN，鎖定荷載為550 kN。

3)擋土墻。在左側坡腳一線設C15混凝土擋土墻，墻頂寬0.9 m，胸坡1∶0.5，背坡1∶0.3，墻底為0.15∶1的反坡，路面以上高度4.0 m，埋入路面以下2.0 m，長285 m。

4)截排水溝。為了防止坡面匯水滲入邊坡體內進一步惡化邊坡體，于邊坡周界5 m以外的地方根據地形地勢設置一道截排水溝，截排水溝截面可根據現場實際地形進行選用，截排水溝采用C15混凝土澆筑而成，將水引至路基邊溝內，截排水溝長度約為650 m。

5)裂縫夯填。在主體工程施工之前應用粘土或水泥土及時夯填邊坡體上的裂縫。

滑坡平面工程措施圖如圖2所示。

5 結語

1)影響該邊坡穩定性的因素為人工開挖切腳、巖體破碎、地震、降雨等，其中公路改建切坡是滑坡發生的重要外在誘發因素。2)該改擴建公路滑坡南滑坡變形明顯，處于不穩定的滑動變形階段；北滑坡目前沒有明顯的滑坡陡坎、裂縫，處于欠穩定的蠕動變形階段，隨著時間的推移和構造的影響，將形成工程滑坡。3)通過對不同治理措施進行對比分析，該滑坡治理方案采用C25混凝土錨索抗滑樁、C25錨索地梁、C15擋土墻、C15混凝土截排水溝結合裂縫夯填的復合治理措施。4)治理工程完工后，經過兩個年度的考驗，滑坡穩定，無明顯變形。

[1] 張帆宇,劉 高.國道212線福津河段滑坡發育特征及成因分析[J].地質災害與環境保護,2005,16(2):130-134.

[2] 秦 剛,姚 環,林燕濱.福建平潭虎潮山滑坡成因機理分析與評價[J].中國地質災害與防治學報,2006,17(3):10-13.

[3] 田義斌,厚行霞.沿龍穆爾溝段公路滑坡變形原因及穩定性分析[J].路基工程,2008(2):191-192.

[4] 林道剛,吳漢輝,楊轉運,等.渝黔高速向家坡滑坡特征與穩定性分析[J].現代交通技術,2007,4(5):19-23.

[5] 方仁印,余紅安,劉日圣.某山區高速公路滑坡成因分析及治理措施[J].中外公路,2012,32(5):54-57.

[6] 楊文生.S308省道辰溪至麻陽段改建工程山體滑坡成因及處治設計[J].廣東科技,2011(16):214-216.

Slide stability evaluation and management measures of extension highway in Qinghai province

Wang Xiangren

(Xi’anResearchInstitute,CCTEG,Xi’an710077,China)

Taking the slide of a certain extension highway in Qinghai province for an example, this article has been researching for its forming process, making forecasting and estimation of its stability according to the computational analysis. And with the technology and economy comparison towards different management actions, a compound project management proposal of “anchor cable anti-slide pile, anchor cable patand, earth-retaining wall, cut-off drain, and crevice tamping” has been raised, and discusses the construction points for reference.

slide, forming process, stability analysis, management proposal

2014-11-23

王祥任(1981- )，男，工程師

1009-6825(2015)04-0074-03

P642.22

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