云南某公路水毀段破壞機制分析及治理方案

李小膀 林 夢 龍鵬學

(1.中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司，云南 昆明 650051； 2.云南華電金沙江中游水電開發有限公司，云南 昆明 650051)

0 引言

隨著我國交通運輸事業的迅速發展，近些年大規模的建設了眾多高速及一級公路，并逐漸向西部、西南部地區延伸。但同時在公路建設與后期運營過程中存在普遍的滑坡問題等嚴重威脅公路的運營和行車安全[1-3]。

在各種誘發滑坡的因素中，降雨是重要的因素之一，在降雨量較大的地區，常因邊坡沒有得到合理的治理而引發滑坡災害造成嚴重的生命財產損失，因此在建設過程中有必要對邊坡采取一定的防護措施[4,5]。

本文對云南省橄欖壩水電站左岸過壩公路的水毀段出現蠕滑變形的成因進行分析，并結合工程實際制定防護措施，對各種方案的優缺點進行對比分析并選擇最佳治理方案。

1 工程概況

橄欖壩水電站左岸過壩公路工程，二級公路，即景洪至勐寬改擴線段的過橄欖壩水電站段，路線全長6.431 km，設計速度60 km/h，路基寬12 m，共有橋梁10座，其中中橋2座，大橋8座。路基共11段，合計4.8 km。2017年7月8日公路正式通車試運行。

1.1 地形、地貌

工程區位于瀾滄江中下游河谷，屬中低山峽谷型地貌，河谷兩岸山脊低矮，高程一般850 m～100 m，谷底高程一般520 m～540 m，相對高差約300 m～500 m，河谷地形較開闊，兩岸山坡坡度一般20°～35°，植被良好。

公路順瀾滄江左岸布置，總體走向南偏東向轉為近正南向，與河谷流向一致。該段路為景侖四級公路的改線公路，較景侖公路向山坡偏移幾米左右，路面抬高11 m。

1.2 地層巖性

根據野外地質調繪及勘探成果，該路段地表為第四系殘坡積層(Qedl)、人工回填層(Qml)、沖洪積層(Qal+pl)、第四系沖洪積層(Qpal)。殘坡積層分布于山坡地表部位，沖洪積層分布于岸坡下部及河床部位,下伏基巖后段為二疊系上統火山巖組下段(P2h1)的英安質凝灰巖、凝灰巖。

①第四系殘坡積層：褐黃色、棕褐色，稍密，稍濕～濕，硬塑～可塑，濕度及塑性狀態受大氣降水影響明顯；光澤反應稍光滑，無搖震反應，干強度、韌性中等；局部含有一些碎礫石，母巖為英安巖，厚度0.5 m～3.0 m。分布于沿線山坡表層。

②人工回填層：素回填土為紅色黏土～粉質黏土，中密～密實，厚6 m～9.8 m，可塑、局部軟塑，潮濕、無光澤。雜回填土為碎石混黏土，厚0.7 m～3.0 m，稍密～松散，碎石含量為70%左右，黏土含量為30%左右。

③第四系沖洪積層(Qpal)：土灰、褐色，結構稍密，稍濕～濕、可塑，光澤反應稍光滑，無搖震反應，韌性中等，濕度及塑性狀態受大氣降雨影響明顯；含少量卵礫石，粒徑0.5 cm～3 cm，成分主要為全強風化板巖、英安巖等。

④二疊系上統火山巖組下段(P2h1)：巖體完整程度破碎，呈碎裂結構或少量碎塊狀結構，原巖結構大部分破壞，礦物成分已顯著變化，風化裂隙很發育，含次生夾泥，巖體被切割成巖塊，岸坡埋深15.3 m～17.3 m，河床階地埋深0.0 m～6.1 m，厚度隨地形變化，山脊部位厚。

1.3 場地水文地質條件

根據野外施工現場調查，場地內沒有大的永久性地表水系分布。只有在雨季時有一定的坡面流水或局部低凹處匯水，公路下部為瀾滄江。

按地下水埋藏條件及含水介質情況，沿線地下水類型可劃分為孔隙潛水和裂隙潛水兩類。孔隙潛水主要賦存于地表殘坡積層、溝內洪積層和河床沖積層等第四系松散堆積層，以及巖體全風化層中。河床沖積層一般具有強透水性，全風化層一般具有弱、微透水性。裂隙潛水主要賦存于巖體中的節理裂隙及斷層帶的破碎巖體中，為沿線主要地下水類型。強、中風化巖體因節理裂隙發育，巖體結構松弛，為地下水活動提供了良好的場所。強、弱風化巖體一般具有強～中等透水性。

本區地下水均來源于大氣降水補給，大氣降水一部分以地表徑流的形式直接匯入瀾滄江，另一部分滲入地下賦存于覆蓋層和基巖的孔隙、裂隙中，然后再運移排泄至瀾滄江，瀾滄江為本區最低排泄基準面。

2 水毀段路基蠕滑破壞成因分析

1)地層巖性條件。

在雨季，大氣降雨水通過坡表排入瀾滄江，部分滲入地下，通過地下徑流作用到達地基基礎，隨著雨季的深入，擋墻地基土處在飽水狀態。粉土、粉細砂土及粉質黏土飽水后承載力大幅降低，基礎雖做CFG樁處理，但CFG樁與土體還沒有形成一個完整的整體，尚未達到復合地基的作用，從而導致地基承載不足和承載不均，出現了不均勻沉降。

2)加固不及時。

擋墻基礎雖做了CFG樁處理，但由于CFG樁與土體還沒有形成一個完整的整體，在進入雨季時，尚未達到復合地基的作用，從而導致地基承載不足和承載不均，出現了不均勻沉降。

3)降雨條件。

隨著雨季的深入，造成大量雨水滲入路基土體，裂縫不斷擴展延伸，由于排水不暢，水壓力增大，同時軟化了地基土，加之地基土處在飽水狀態，重度增加、物理力學指標降低，導致路基出現了沿擋墻基底蠕滑現象。

路基沿擋墻基底蠕滑位移后，擋墻作用大部分喪失，在雨水作用下，加速了路基的更進一步剪切破壞。由于路堤土體為高填方土體，填土體還處在固結周期，部分土體還處在欠固結或半固結狀態，加之下部有少部分的欠密實的回填土(老公路開挖回填的土體，勘探顯示較松散～稍密，可能出現濕陷)，使路堤出現了過度沉降，導致變形體中部沉陷過大。

3 蠕滑變形破壞治理方案

3.1 治理方案

根據相關方案設計方案[6-8]，本著安全可靠、經濟實效、因地制宜、施工可行的工程措施；重視環境保護，充分考慮綠化、美化，兼顧場地使用及交通需要；工程布置堅持突出重點，區分輕重緩急，兼顧安全性、可行性和經濟性的原則。本文設計了三種治理方案，并對三者進行綜合分析，最終選定最佳治理方案。

1)方案一。

樁基托梁+加筋土擋墻方案考慮挖除原路堤上部10.6 m土體，以卸載大部分原有路堤擋墻的荷載；挖除部分的路堤設置加筋土擋墻，加筋帶采用HDPE單向土工格柵B型，橫向滿鋪，縱向鋪設間距0.5 m，筋帶長度7.5 m～9.5 m，共需鋪設21層；加筋土擋墻面板采用厚0.4 m的C30鋼筋混凝土面板，并在加筋土土體內設10 m長φ50深層排水孔，排水孔按2.5 m×3.0 m間距布置；加筋土擋墻面板下部設置C30鋼筋混凝土樁基托梁，橫梁尺寸2.0 m×1.0 m，圓形樁樁徑1.5 m，樁長約13 m。典型斷面布置圖見圖1。

2)方案二。

拆除原擋墻+樁板墻方案考慮拆除原有路堤擋墻，填方邊坡適當放坡6.5 m高設置抗滑樁。抗滑樁采用C30鋼筋混凝土，抗滑樁斷面尺寸1.8 m×2.2 m,間距5 m布置，樁長21 m，其中，地面以上懸臂段長9 m，地面以下嵌固段長12 m，本段共設置23根抗滑樁。填方坡面采用現澆拱形格支護。典型斷面布置圖見圖2。

3)方案三。

保留原擋墻+抗滑樁方案保留原路堤擋墻，在擋墻外側1 m設置一排下圓上方、間距3.5 m的抗滑樁，抗滑樁地面以上部分采用C30鋼筋混凝土方形樁，長度6.5 m，地面以下部分采用C30鋼筋混凝土圓形樁，長度11.5 m；本段路基共設置32根樁，方形樁樁長約5.5 m，圓形樁樁長約11.5 m。典型斷面布置圖見圖3。

3.2 方案推薦

對三個方案的優缺點進行對比，以選出最佳治理方案，具體比較詳情見表1。

綜合考慮投資、施工、抗震及是否斷交等因素，本次方案設計推薦方案三，即保留原路堤擋墻+抗滑樁的方案。在保留原路堤擋墻時，可在原有結構外進行施工，充分利用了原有擋墻結構，避免了資源浪費，并且無需斷交。施工較為方便，縮短工期，節省了大量資金。

表1 三種治理方案優缺點對比

4 結語

1)對于地層巖性為第四系殘坡積層及二疊系上統火山巖組成的力學強度較低且降雨量較大的路基應及時采取加固措施，否則易發生變形破壞。

2)從投資、施工、抗震及是否斷交等因素考慮，選定保留原路堤擋墻+抗滑樁為最佳支護治理方案，該方案具有施工方便、工期短、可充分利用現有資源節省成本、無需斷交等優點。