淺談某水電站場內道路邊坡牽引式滑坡綜合治理

王海 李義

【摘 要】該文根據工程實例介紹了高邊坡牽引式滑坡的綜合治理問題。對于牽引式滑坡，其滑坡體呈弧形裂縫狀態，并且有繼續向高高程發展、延伸的趨勢，并且坡腳無法清理施工，從而形成有效的擋護措施，以保障其邊坡安全穩定。對于這種問題，可以通過分區綜合治理來解決。首先保障裂縫上部區域穩定，使其滑坡體不往上部繼續發展；再根據現場情況對已經失穩的滑坡體進行處理，使邊坡安全穩定。

【關鍵詞】牽引式滑坡；弧形裂縫；分區綜合治理；錨桿鎖口；格構護面

On the Comprehensive Treatment of Pull-type Landslide of Road Slope in a Hydropower Station

Wang Hai，Li Yi

（PowerChina Zhongnan Engineering Corporation Limited，Changsha 410014，Hunan，China）

Abstract：This paper introduces the comprehensive treatment of the high slope pull-type landslide based on the engineering example.For pull-type landslides，its landslide body is arc crack state，and there is a trend to continue to develop and extend to high altitude，and the foot of the slope cannot be cleaned up so as to form the effective retaining measures to ensure the safety and stability of the slope.For such a problem，we can solve it through zoning comprehensive treatment.First，we can guarantee the stability of the upper part of the crack，so that the landslide body can not continue to develop in the upper direction，then the landslide body that has already been unstable can be dealt with according to the situation of the site，to make the slope safe and stable.

Key Words：pull-type landslide；arc crack；zoning comprehensive treatment；bolt lock；lattice armor

1 概況

1.1 工程概況

某水電站工程③道路是場內主要上壩道路，在工程停工前的施工期間正常運行，工程停工后，當地居民在該道路內側邊坡上開荒種植了經濟作物。工程復工后，大壩處于填筑高峰期，③道路作為交通的主動脈，上壩車輛頻繁通過該道路。

2017年5月工程區連續降雨，且強度較大，造成③道路K0+460～K0+520路段內側邊坡塌方，并在后續幾次陣雨天氣中多次垮塌，垮塌型式成弧形裂縫狀態，已擴展形成牽引式滑坡，并有繼續向高高程發展的趨勢。

為保障大壩填筑施工進度和道路臨時通行安全需要，實行了交通管制，開通外側半幅車道供上壩車輛通過，內側半幅車道采用鋼筋石籠臨時擋護，坡面設置彩條布封閉，并在裂縫上部修筑截水溝，避免邊坡繼續遭雨水沖刷破壞，以保障道路臨時通行安全，見圖3。

1.2 地層巖性與地質構造

③道路滑坡處自然邊坡坡度33°～43°，道路開挖邊坡坡度53°～67°，道路已運行約12年。滑坡體處覆蓋層為殘坡積（Qedl）塊石、碎石土，土質疏松。滑坡體處基巖為寒武系下統龍王廟組下段第二層（ ）灰綠色薄層鈣質粉砂巖、板巖，巖層產狀為N10°E、NW∠15°，與邊坡構成近正交坡。邊坡巖體風化以面狀風化為主，強風化巖體較破碎，巖體質量類別為Ⅳ類，厚度20m～30m；天然狀態下裂隙水、地下水水位在地表20m以下，基本位于弱風化巖體中，見圖4。

邊坡現垮塌范圍高差約45m，滑坡處覆蓋層厚5m～7m，覆蓋層一直向上延伸至基巖陡坎附近（道路路面高程415m，基巖陡坎坎底高程690m，高差近280m），且上部覆蓋層厚度較深，成分復雜，分布有架空狀的崩塌堆積物（Qcol）、坡積和鈣華堆積（Qdl+ch）等，若治理不及時，滑坡體很有可能進一步向上延伸、擴展，直接導致③道路交通阻斷，影響大壩填筑、引水洞進水口施工等。

2 邊坡垮塌原因分析

（1）、地質因素：受節理結構面影響，該段道路內側邊坡存在沿NE向中傾角結構面滑動或沿NE向結構面與NW向陡傾角結構面組合交線滑動的小塌方或失穩楔形體，見圖5。

（2）、水文、環境因素：在工程停工后、復工前，該段道路內側邊坡表面植被被開墾，保水能力差。2017年5月中旬以后一段時間接連降雨，雨水大量下滲，導致斜坡土體飽和，斜坡下部的覆蓋層與基巖界面積水，一方面增加了土體的重量，另一方面致使土體和土/石界面抗剪強度降低，最終致使邊坡失穩。

（3）、施工影響：邊坡失穩后，上壩車輛從外側半幅車道通過，受車輛振動影響，加快加大了邊坡垮塌速度及范圍。

（4）、邊坡失穩形態：邊坡垮塌后，坡面裂縫成弧形狀態逐漸向高高程發展[1]，變形越來越明顯，變形量逐漸增大，裂縫后緣變形最大[2]，之后陸續發生數次小型牽引式滑坡，致使邊坡垮塌范圍逐漸擴大。

3 邊坡治理方案

根據上述描述情況，③道路內側邊坡臨空面仍在垮塌，且沒有擋墻施工平臺，為保障施工安全及技術可行，結合工程經驗，提出分區治理方案。治理分上、中、下3段實施[3]，原則是在保障弧形裂縫上部穩定的情況下對塌方區進行施工處理。因此，把邊坡治理分為4個區，從上到下依次為搶險加固區、開挖預留安全區、削坡防護區及浮渣清理區。分區治理示意圖見圖6。

4 邊坡穩定計算分析

根據邊坡垮塌原因分析及治理方案，采用相應的計算方法進行穩定分析。先計算原始邊坡穩定情況，再對邊坡進行分區計算分析，從而確定支護措施，論證治理方案的可行性。

4.1 計算原理

目前最實用的土體剪切破壞的分析方法是極限平衡分析法，該方法包括兩個步驟：首先，對給定的滑動面使用簡布法、摩根斯頓-普萊斯法（簡稱MP法）[4]、瑞典條分法、簡化畢肖普法等計算安全系數；然后，在眾多可行的滑動面中找出安全系數最小的滑動面作為最終解[4，5，6，7]。

由滑動土體條塊i靜力平衡、極限平衡及彎矩平衡，得到簡化畢肖普法計算公式（3.6）[5]，條塊作用力分析示意圖見圖7。

（3.6）[5]

由滑動土體條塊i靜力平衡、力距平衡，得到MP法計算公式（2.84、2.85）[4，6]

本文選取簡化畢肖普法與MP法進行穩定計算，并對結果進行對比分析，以驗證前述工程措施的合理性。

根據王浩等[8]（2007）的研究成果，邊坡變形的各個階段應具有不同的穩定狀態和安全系數。參照其研究成果，將路塹高邊坡變形分為4個階段，對應穩定的安全系數Fs的評估區間范圍和變形破壞特征如下，即蠕動階段（1.05

4.2 邊坡等級、狀況及物理力學參數

根據《水電水利工程邊坡設計規范》（DL/T 5353-2006）規定[9]，③道路邊坡穩定按照A類樞紐工程Ⅱ級邊坡設計。

4.3 計算分析

邊坡分析選取兩個典型剖面（1-1、2-2）

4.3.1 原始邊坡

由表2計算結果可知，原始邊坡在短暫狀況安全穩定系數在0.98～1.02區間，處于滑動階段（0.98

4.3.2 邊坡分區穩定分析

分區治理常用的措施有削坡減載、坡面錨固及兩者結合等方式。

4.3.2.1 搶險加固區

搶險加固區采用深錨桿鎖口，保障裂縫上部區域穩定。其錨固抗拔長度應符合《地下廠房巖壁吊車梁設計規范》（NB/T 35079-2016）中5.3.6條規定[10]，擬定錨桿直徑 36mm，錨桿長15.0m，俯角10°，入巖深度不小于4.50m，孔徑為91mm，抗拔力約250KN。

經計算需設置3排 36@2000×2000錨桿，才能滿足穩定要求。

4.3.2.2 削坡防護區

削坡防護區擬采用削坡減載和削坡減載+錨桿等處理措施。先進行削坡減載計算分析，當削坡減載不能滿足邊坡穩定時，再在坡面設置錨桿支護，然后再進行穩定計算。

1）、削坡減載

沿裂縫位置設置開口線進行削坡開挖，削坡坡度1：1.25，當開挖至覆蓋層剩余厚度約2.0m時設置擋墻擋護

由表4計算結果可知，削坡減載后短暫狀況下，2-2剖面計算結果不能滿足穩定要求。

2）、削坡減載+錨桿

經計算分析，在削坡坡面設置系統錨桿支護，擬定錨桿直徑 28mm，錨桿長6.0m，入巖深度不小于3.2m，孔徑為76mm，抗拔力約150KN。

4.3.3 分析匯總

綜上所述，將計算所得安全參數繪制成條形圖

通過上、中、下分區計算分析后，在持久狀況和偶然狀況下，搶險加固區和削坡防護區采取措施后均能保障邊坡穩定；在短暫狀況下，搶險區+錨桿支護措施后滿足邊坡穩定要求，削坡區在削坡減載+錨桿支護后也滿足邊坡穩定要求，即該垮塌邊坡經分區治理后邊坡整體穩定滿足規范要求。

5 方案實施及效果

5.1 方案實施

邊坡分區治理采用的工程措施如下，邊坡分區治理示意圖見圖16。

（1）、在搶險加固區設置長錨桿鎖口，深排水孔排水（排水孔伸入至基巖面），再在坡面設置格構護面，錨桿外露部分設置成彎鉤，彎鉤部分與格構鋼筋綁扎連接。利用錨桿錨固抗拔力和格構護面形成整體受力，保障搶險加固區上部邊坡穩定。

（2）、削坡防護區采取沿裂縫位置設置開口線進行削坡開挖，削坡坡度1：1.25，當開挖至覆蓋層剩余厚度約2.0m時設置擋墻擋護，削坡后坡面設置錨桿錨固，深排水孔排水，格構護面。挖槽前應先進行坡面錨桿及格構施工。

（3）、開挖預留安全區是搶險加固區與削坡防護區之間的過渡區域，是保障搶險加固區施工所預留的余地，待削坡防護區削坡后，一同進行坡面錨桿錨固，排水孔排水，格構護面。

（4）、浮渣清理區是邊坡基本失穩及上部邊坡垮塌浮渣堆積區。采取的措施是直接清理到基巖面，再對基巖面進行封閉錨固，同時設置系統排水孔。在擋土墻完工后再進行浮渣清理區施工。

5.2 實施效果

經上述工程措施處理后，邊坡垮塌情況得到了極大的改善，有效地保障了壩體填筑的施工進度。

6 結論

1、對于高邊坡牽引式滑坡問題（其滑坡體成弧形裂縫向上部延伸、擴展，且坡腳無法清理擋護施工），通過分區綜合治理，先保障裂縫上部區域穩定，使其滑坡體不向上部方向發展，再根據現場情況對已經失穩的滑坡體進行處理。

2、對于坡度較陡，且覆蓋層較厚的自然邊坡，在無擾動時其處于穩定狀態，當邊坡被切腳擾動或坡面植被被破壞時，容易發生滑坡。根據本文計算分析，可采用深錨桿錨固鎖口、格構護面防護，形成整體受力，保障邊坡穩定。

參考文獻：

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[9].DL/T 5353-2006 水電水利工程邊坡設計規范[S].

[10].NB/T 35079-2016 地下廠房巖壁吊車梁設計規范[S].

作者簡介：

王 海（1992.6-），男，湖南邵陽人，助理工程師，本科，主要從事施工導流工作。

（作者單位：中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司）