云南某高速公路滑坡分析和處治方案設計

金黎

（云南省交通規劃設計研究院有限公司 云南昆明 650011）

1 滑坡概況

K32+760-K32+900段滑坡處于一自然斜坡，斜坡坡度15-35°，開挖后坡體出現較多臨空面，工程邊坡坡體基巖出露，多呈全～強風化狀，坡面形態呈臺階狀。現滑坡前緣公路已基本開挖接近設計高程，開挖后上部出現了局部垮塌現象，坡體上半部出現裂縫，現已形成工程滑坡。

目前該段邊坡處于蠕滑狀態，但在暴雨及不利工況下，坡體還將會繼續下滑破壞。隨著挖方的加大，工程邊坡上方自然坡體也出現大量裂縫，工程滑坡范圍增大，邊坡的應力平衡嚴重破壞，邊坡變形蠕動不斷加劇。如果不進行相應的滑坡處治，工程滑坡的范圍將會加大加深，使滑坡后緣進一步向山體上部發展，造成滑坡規模進一步的擴大。

2 滑坡坡體物質組成及結構特征

滑坡坡體上半部分坡體多為麥地有覆蓋層，下半部分坡體為開挖工程邊坡，基巖出露。覆蓋層為含碎石粉質黏土層，其結構松散，孔隙比較大，地表水下滲浸濕后，土體強度降低，工程力學性質降低；基巖為頁巖，全～強風化層厚，巖體破碎，工程力學性質也較低。

3 滑坡發生機理分析

3.1 地形地貌

該段滑坡處于構造剝蝕中山地貌，山體總體坡度15°～35°為主。在長期的重力作用下，較為高陡的地形為斜坡巖土體儲存了較大的勢能，有利于滑坡地質災害的形成發展。

3.2 地質構造

由于工程滑坡區位于長蟲街弧形斷層（屬把邊江斷層北西向的延伸）南西側200m左右，受斷層影響，工程滑坡區巖層擠壓嚴重，風化強烈，巖體極為破碎。整個工程滑坡區就是一個巨大的擠壓破碎變形體。巖石產狀層理凌亂，分布的巖層產狀有 278°∠70°、245°∠40°、110°∠50°、317°∠30°、260°∠15°、305°∠18°，所有產狀與坡面相切，工程滑坡為切層滑坡。

3.3 地層巖性

工程滑坡區地層巖性以全～強風化頁巖層為主。風化頁巖屬極軟質巖石，被水浸濕后，容易發生軟化，強度降低。特別是在具有臨空面，加之降水及地下水作用下，極易崩解軟化，形成滑坡。

3.4 水文條件

水是滑坡產生的重要條件，滑坡的產生和發展多受水文地質條件控制。滑坡所在地區降雨量較多，且雨季持續時間較長。大量的降雨滲入，地下水豐富，鉆孔揭露埋深0.5～21.2m，由于地下水影響，風化頁巖軟化，降低了抗剪強度，形成滑坡。

3.5 人類工程活動

路塹開挖后，斜坡坡腳切坡形成的臨空面易造成局部的應力集中，從而引發斜坡的卸荷失穩。上部滑體沿較光滑結構面剪出，形成此次工程滑坡。

4 滑坡分類

K32+760～K32+900段滑坡，面積約為15333.33m2，滑體平均厚度約15m，最厚處18.5m。滑坡體積約2.3×105m3。根據《公路滑坡防治設計規范》（JTG/T 3334—2018），按滑體體積和深度劃分該滑坡屬于中型中層滑坡；該滑坡主要是前沿工程挖方形成臨空面產生的風化頁巖滑坡，所以該滑坡為牽引式破碎巖體工程滑坡。

5 滑坡計算

5.1 計算剖面

計算時在該工程滑坡布置了3條縱剖面，該3條剖面除現狀出現的滑動面以外，還以公路設計開挖邊坡腳為剪出口推測了潛在滑動面，對3條縱剖面的滑面進行了計算。

5.2 計算方法

滑坡滑體主要為全～強風化頁巖，為破碎巖體滑坡。滑坡穩定性計算公式選用《公路路基設計規范》中的傳遞系數法計算。

5.3 計算工況

根據《公路路基設計規范》，滑坡穩定性計算按照正常工況、非正常工況Ⅰ、非正常工況Ⅱ進行計算。按正常工況計算時，邊坡巖土體計算參數應采用天然狀態下的參數；按非正常工況Ⅰ計算時，由于滑動面多位于地下水以下，邊坡巖土體計算參數按照天然狀態90%進行折減；按非正常工況Ⅱ算時，邊坡巖土體計算參數采用地震工況下的參數，同時應考慮地震等特殊荷載。

（1）正常工況：邊坡處于天然狀態下的工況。

（2）非正常工況Ⅰ：邊坡處于暴雨或連續降雨狀態下的工況。

（3）非正常工況Ⅱ：邊坡處于地震等荷載作用狀態下的工況。

5.4 滑坡安全系數選取

依據《公路路基設計規范》，滑坡正常工況下安全系數取1.25，非正常工況Ⅰ下安全系數取1.15，非正常工況Ⅱ下安全系數取1.15。

5.5 滑坡坡體巖土力學參數選取

根據室內試驗結果統計揭示：該工程滑坡滑體巖土天然容重為21.4kN/m3，飽和容重取 21.86kN/m3，c=26.96kPa，φ=21.07。

根據滑坡現處于蠕滑階段，滑坡物質不斷向下滑動。據該滑坡的現狀，滑坡穩定系數取1.0和0.98。根據下滑力對滑動面c、φ值敏感性分析，c值變化對下滑力影響較小，而φ值變化對下滑力的影響較大。因此本次反算根據c值來反算φ值。潛在滑動面不進行反算。

表1 滑動面巖土參數反算結果

5.6 滑坡計算結果

綜合分析，K32+760～K32+900段滑面c值取c=26.96kPa，φ值取反算值與試驗統計平均值的平均值φ=13.427。現狀下滑坡各計算剖面下滑力計算結果詳見表2。

6 工程滑坡發展變化趨勢分析

6.1 工程滑坡穩定性敏感因素分析

該工程滑坡的形成和發展主要是地質構造、地下水與工程挖方三方面因素引起的，地質構造導致巖層擠壓破碎、風化嚴重，豐富的地下水使風化巖石進一步軟化，其中誘發因素為工程挖方形成臨空面導致的邊坡應力變化。由于地質構造無法控制，因此滑坡的發展與地下水引排疏導和工程挖方直接相關。

表2 滑坡計算結果

6.2 工程滑坡發展趨勢分析

該段已開挖成3級臺階狀邊坡，坡面較陡，開挖后坡面物質以全～強風化頁巖為主，且滲水，現邊坡開挖線上部28m處出現小裂縫，工程滑坡體處于蠕動變形狀態。隨著進一步挖方施工，如果不及時進行處治，將會加劇工程滑坡的下滑，同時工程滑坡的范圍將會加大加深，使滑坡后緣進一步向山體上部發展，滑坡規模會進一步擴大。

7 滑坡處治方案設計

在滿足安全和規范要求的前提下，充分考慮施工的可行性和經濟合理性，同時根據滑坡所處的地形、地貌、工程地質水文條件及現場實際情況，對滑坡體進行處理。

7.1 設置坡面排水

滑坡體坡面設置仰斜式排水管和截水溝，排水管長度要求伸入到地下水位以下，引排疏導排水，降低地下水位，減小滑坡坡體含水量，降低地下水對滑坡體巖土的軟化作用。

7.2 設置抗滑樁

在路基第一級邊坡平臺處設置2.0×2.5m的抗滑樁，并在抗滑樁體設置4As15.2的錨索，錨索按30m設計。

7.3 削坡減載

對原坡面進行削坡，將坡度盡量放緩，但由于過緩，將導致開挖面積過大，占用土地太多。所以設計采用1：1.5的坡率，高度8m并加寬平臺寬度至4m進行逐級放坡，清除部分滑坡體，并盡量不超過現滑坡體范圍。

7.4 坡面防護

考慮改滑坡所處自然環境、氣候、降水以及不因邊坡防護對滑坡體再造成過多擾動，故滑坡削坡后，坡面采用植草綠化。這樣可減少人工痕跡，與周圍自然環境相協調。

8 結語

在滑坡處治設計中，應充分考慮滑坡的形成原因和機理，并通過定量分析計算，確定安全、合理、經濟的處治方案設計。