國道104線K2292+440右側上邊坡滑坡原因分析及治理方案

■ 鄭志鋒

（1.福州市交通建設集團有限公司；2.福州路信公路設計有限公司，福州 350002）

1 前言

早期，普通公路由于建設資金問題，路基邊坡坡面未進行有效防護。經(jīng)過若干年運營后，經(jīng)常出現(xiàn)滑坡、塌坍等地質災害，嚴重威脅道路交通安全。滑坡是普通公路比較常見的地質災害，因滑坡的形成條件、影響因素、破壞機理的復雜性和多變性，一直是公路工程邊坡災害治理研究的主要課題[1]。本文以國道104線K2292+440上邊坡滑坡治理工程設計為背景，對設計要點和治理的方案進行介紹分析。

2 工程概況

國道104線K2292+440段為二級公路，路基寬18m。道路右側為巖質邊坡，坡面陡直，地層巖性為強-中風化凝灰?guī)r；坡頂生長喬木、灌木和雜草；由于持續(xù)的強降雨導致該段落右側石質邊坡發(fā)生兩次崩塌，溜方高度達到3.5m左右，寬度24m，坡度47°左右，表層為土夾石，厚度約為3m，滑坡體積約1000m3。溜方?jīng)_入路面右側半幅，導致該段落出現(xiàn)交通中斷。

3 滑坡原因分析

本工程滑坡成因根據(jù)現(xiàn)場情況分析，主要有以下因素：（1）強降雨

強降雨是導致滑坡的最主要外界條件之一。由于2017年6月12號至16號期間持續(xù)中到暴雨，地表水大量滲入，增加了巖土體重量，增大了下滑力，從而誘發(fā)滑坡的產(chǎn)生。

（2）巖土體、地下水

表層為坡積砂質粘性土，松軟，吸水性強，遇水軟化崩解。大氣降雨入滲后，沿著強風化花崗巖與坡積粘性土接觸面下滲，從而形成軟弱面，并沿著該軟弱面滑動而失穩(wěn)。

（3）人類工程活動

主要為邊坡坡腳修路開挖削坡，形成高約33.5m的陡坎，坡度約75度，為滑坡的形成提供了較好的臨空面。這是滑坡形成的外在因素之一。

4 滑坡穩(wěn)定性分析

滑坡體計算選用圖1。邊坡穩(wěn)定性計算參數(shù)選用見表1。

本次邊坡穩(wěn)定性計算方法，采用不平衡推力法計算，采用GeoStudio工程設計分析軟件中SLOPE/W模塊對現(xiàn)狀邊坡及治理后邊坡進行建模、計算和分析（圖2、圖3），確定計算該邊坡最小安全系數(shù)和確定滑移面的位置。通過分析：在正常工況（天然狀態(tài)下）安全系數(shù)為1.130；在非正常工況Ⅰ （暴雨或連續(xù)降雨狀態(tài)下）安全系數(shù)為1.038，如表 2。

表1 邊坡穩(wěn)定性計算參數(shù)表

圖1 工程地質剖面圖

圖2 正常工況（Geo-SLOPE）

圖3 降雨工況（Geo-SLOPE）

表2 加固前邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)計算對比表

根據(jù)邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)計算結果，邊坡安全系數(shù)均小于《公路路基設計規(guī)范》（JTG D30-2015）表3.7.7中（本工程公路等級屬二級公路）的規(guī)定值。從計算的結果表明，該滑坡體安全儲備不足，在外部因素的誘導下仍有可能下滑風險，故該滑坡段應采取工程支護措施進行加固。

5 設計方案

根據(jù)該邊坡巖土體破壞的原因，本邊坡設計遵循 “減載、固腳、強腰、排水、監(jiān)測”的原則，貫徹“水土保持、綜合治理、因地制宜、技術先進、經(jīng)濟美觀”的理念[2]。對該段邊坡進行綜合治理。具體加固方案如下（邊坡加橫斷面圖見圖4）：

圖4 邊坡加固橫斷圖

（1）減載

先對破面危石浮土進行清理，第一階按1∶0.75進行坡面修整，第二階對坡面危石浮土進行清理，以露出節(jié)理發(fā)育較為完全坡面為準。

（2）固腳

對第一階 8m按 1∶0.75修整坡面后采用錨固力700kN的錨索地梁+系統(tǒng)錨桿防護。

（3）強腰

第二階16m修整坡面后對節(jié)理發(fā)育較為完全的坡面進行噴錨防護 （Φ8鋼筋網(wǎng)，@20×20cm，Φ22的系統(tǒng)錨桿，噴射厚度為15cm的C20混凝土）。

（4）排水

在邊坡坡頂外5m設置截水溝，第二階坡面上設置Φ90仰斜式平孔排水，以排除坡體內地下水，提高坡面的抗剪強度，提高坡面穩(wěn)定性。

（5）監(jiān)測

本項目為水毀搶險工程，存在諸多不確定性因素，因此監(jiān)測在邊坡整治中是一項必不可少的工作。根據(jù)本項目特點分別在坡腳、第二階平臺設置地表位移監(jiān)測點（圖5）。

圖5 地表位移監(jiān)測圖

根據(jù)上述加固設計方案，對加固后邊坡采用GeoStudio工程設計分析軟件中SLOPE/W模塊對加固邊坡進行建模、計算，分析加固方案的可行性。

通過 Geo-SLOPE分析（圖 6、圖 7）：在正常工況（天然狀態(tài)下）安全系數(shù)為1.240；在非正常工況Ⅰ（暴雨或連續(xù)降雨狀態(tài)下）安全系數(shù)為1.138（見表3）。

圖6 正常工況（Geo-SLOPE

圖7 降雨工況（Geo-SLOPE）

表3 加固后邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)計算對比表

根據(jù)加固后邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)計算結果，邊坡加固后邊坡安全系數(shù)均滿足 《公路路基設計規(guī)范》（JTG D30-2015）表3.7.7中（本工程公路等級屬二級公路）的規(guī)定值，故該滑坡段經(jīng)加固后能處于穩(wěn)定狀態(tài)，能滿足使用要求，從而驗證了加固方案是可行的。

6 施工要求

（1）開工前施工組織

邊坡施工前，應根據(jù)設計圖紙及現(xiàn)場實際情況，編制詳細、可行的施工組織設計方案。

（2）測量放樣

嚴格按照設計圖紙?zhí)峁┑淖鴺藢ζ马斁€、截水溝位置進行放樣；對于錨固工程結構的放樣，應在坡面按設計坡率開挖后進行，禁止造成框架梁結構的懸空。

（3）土石方工程施工

土石方開挖應按《公路路基施工技術規(guī)范》的要求進行開挖。

（4）排水

截、排水溝應在路塹邊坡土石方開挖前施工，并發(fā)揮其作用，保證排水通暢。為了減少地表水對坡面沖刷和入滲坡體的作用和影響；施工期間，需完善坡面排水系統(tǒng)，并應經(jīng)常維護臨時排水設施，保證水流暢通。

（5）錨固

錨固工程為地下隱蔽工程，其工程質量與施工技術密切相關。成孔質量及注漿質量好壞是影響錨固效果的重要一環(huán)。錨索施工時應采用二次注漿工藝和二次張拉工藝，以確保錨索施工質量。錨索工程應按規(guī)范和施工圖的要求提前作好現(xiàn)場張拉試驗，并根據(jù)試驗結果調整錨索設計。嚴格按照有關錨固工程施工與驗收技術規(guī)范和質量檢驗評定標準進行，確保邊坡穩(wěn)定和結構安全。

（6）監(jiān)測

施工期間，應設置觀測點觀測坡體位移和變形、同時加強施工地質工作，以利于動態(tài)調整設計。

7 體會

（1）該滑坡段經(jīng)過四個月的突擊施工，順利完成工程任務，根據(jù)現(xiàn)場埋設的地表位移觀測點數(shù)據(jù)，顯示該觀測點平面位置以及高程均未發(fā)生移動變化，從而表明該邊坡已趨于穩(wěn)定狀態(tài)，為過往車輛的安全提供保證。

（2）該滑坡的成功綜合治理，表明以錨索地梁進行錨固并輔以截排水和減載的治理方案在技術上是可行的，經(jīng)濟上是良好的。

（3）通過本項目成功的案例，為普通公路滑坡?lián)岆U提供了有效的、寶貴工程經(jīng)驗。

[1]郭琳娜.論公路滑坡現(xiàn)象的防治與施工技術[J].黑龍江科技信息，2011 （23） ：284-284.

[2]唐花香.高邊坡防護設計理論及處理措施[J].江西建材，2015（6）：132-132.

[3]邊坡與滑坡工程治理新技術應用手冊[M].北京：地質出版社，2017.

[4]JTG D30-2015，公路路基設計規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2015.

[5]GB 50086—2001，錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范[S].北京：工業(yè)出版社，2001.