高速公路滑坡分析和處治方案

馬曉文

(中交二公局萌興工程有限公司，陜西 西安 710119)

0 前 言

通常在開展高速公路項目施工時，受到地形因素的干擾，常常引發山體滑坡等問題，假設這些問題無法得到有效控制，將嚴重干擾施工工作的順利開展。所以，在施工的過程中，項目單位需要針對實際情況設計合適的處治方案。及時對項目工作狀況進行總結，有效降低滑坡事故發生的可能性，提高施工質量。

1 工程概況

本文選取了安江高速公路TJ1A合同段作為具體研究對象進行分析，該路段路基起訖樁號是K0+520.448～K6+453.4，全線長約6 km左右。地處江口縣界內，與大興至思南段高速公路相連。該公路預計建成雙向四車道高速公路，寬度約為22 m左右，其中路基寬度占12 m左右，預計行駛速度可達80 km/h。公路荷載等級定位-I級，所處地段地質構造復雜、水文地貌多樣、地勢起伏較大，施工難度較高。

2 高速公路滑坡出現的原因

2.1 地形地貌的影響

在進行高速公路項目施工的時候，由于路基開挖通常位于較低部位，特別是在滑坡體地段存在沖溝切割的問題，一旦雨水在此匯聚將嚴重影響巖體的強度。若是開挖坡度超過自然斜坡將產生臨空面，加之受到重力的影響，邊坡結構將極易出現松散與下滑等問題。

2.2 地層巖土的影響

在實際施工過程中，滑坡上部的土體往往是全風化的粉砂巖，而下部的粉砂巖結構相對更加堅硬。對于前者來說，其結構比較松散、黏性與抗剪性能均不佳，而該結構擁有較好的透水性能。但是對于后者來說，其透水性能得不到保障，往往會發生地下水匯聚的問題，從而影響整體結構的硬度，提升滑坡發生的可能性。

2.3 水文地質的影響

由于施工會受到暴雨等自然因素的干擾，若是雨水摻雜至滑坡體中，除了會使土體重力變大，同時也會令巖土原本性能發生變化，從而引起粉巖層的軟化，影響巖土的抗剪能力，導致滑坡事故的發生概率提升。

2.4 路面車輛及人類活動的影響

1)在高速公路運營過程中，因為來往車輛的作用，道路所承受的荷載必然會出現大幅上升，從而影響著邊坡結構的穩定，同時，因為來往車輛不斷震動也將干擾邊坡的穩定性能，從而導致滑坡事故爆發的可能性增加。

2)施工環節中，施工人員開展工作的同時也會引起滑坡事故。比如，路基開挖工作將破壞土體的原本結構，從而導致其荷載力下降、巖土出現形變，路面土體分布不均勻，進而破壞整體結構的穩定性能。

3 高速公路滑坡處理方案確定

3.1 滑坡穩定性驗算

1)滑坡的穩定性系數。參照極限平衡理論下相關理論知識對滑坡穩定性能展開研究，以便了解當處于不同工況下穩定性系數的變化狀況。其中兩種工況分別是：第一，工況I環境下(即在自然狀態下)；第二，工況Ⅱ環境，即邊坡巖土因自重與暴雨天氣的作用處于飽和狀態。研究者應用巖土力學進行反復測算研究，得出以下結果，見表1。

表1 計算參數表

按照行業相關標準的規定，當處于工況I環境下，安全系數值應設為1.3；但若是處于工況Ⅱ，那么滑坡推力的安全系數值則變為1.15，各斷面具體穩定系數如表2所示。

表2 剖面滑坡穩定系數計算表

分析表2得知，當滑坡體處于天然狀態時，其整體結構在穩定與將要蠕動之間，當滑坡體處于工況Ⅱ的時候，需要采取措施進行處理。

2)在高速公路建設過程中，要想有效控制滑坡的發生，就應重視對滑坡穩定性的評價。滑坡中包含大量碎石、碎塊成分，因此，要想對其精確計算，首先需要了解施工現場狀況，設計合適的穩定系數后，再開展穩定性相關的計算。圖1為穩定性驗算斷面圖。

圖1 穩定性驗算斷面圖

下式可以用于測算滑坡的穩定性能：

Ei=Qisinai-Qicosaitanφi-cLi+Ei-1ψi-1

(1)

ψi-1=cos(ai-1-ai)-tanφisin(ai-1-ai)

(2)

式中,Qi為第i土條的自身重力；aiai-1為第i條與其前一條土條中較低的滑動面傾角；Li為第i塊畫面的長度；Ei-1為第i-1個土條至第i個土條之間的下滑力大小；ψi-1為傳遞系數。

當得出滑坡穩定性結果之后，施工單位應參照施工需求修改原本的施工設計方案。比如在設計坡道時，施工人員應參照滑坡穩定性評價指標選擇適宜的施工方案，盡可能減少滑坡隱患的發生，保障項目施工的有序開展。

3.2 邊坡施工注意事項

參照實際施工需求，當對邊坡部位開展施工時應注意以下內容。

1)施工單位應嚴格參照邊坡施工范圍、形變規律、滑坡自身性質等內容，制定合適的施工原則，嚴格依照相應標準開展各項施工工作，確保邊坡結構的穩定。

2)施工單位應選派專業人員審核設計圖紙內容，審核通過即可開始施工，整個施工必須安排在晴朗天氣完成。首先，當進行刷方減載時，若是滑坡推力超出預計標準，施工單位必須分析該地段地形地質、了解滑坡形變規律、找出事故發生的范圍，嚴格依照設計方案應對。其次，當開展防排水工作時，項目單位應考慮到項目需要安設所需的截水溝、排水溝，促進公路排水，避免積水。

3)若是施工需要安設抗滑樁，那么施工單位首先要掌握抗滑樁的施工技術，參照滑坡施工產生的原因與呈現的特征，制定專業的應對處理方案，從而使得抗滑樁真正產生效用。此外，當進行全護筒施工的時候，除了需要控制施工用水，還需要提升安全性能，優化抗滑樁整體質量。

3.3 施工安全管理注意事項

支擋工程是整個邊坡結構的支撐，施工單位應嚴格依照專業標準展開各項施工工作，以優化邊坡結構的穩定性能。同時，為了保障施工過程的安全，施工人員也應依照專業標準進行爆破施工。

1)在施工時，施工人員應詳細參照檢測報告結果，認真落實各項安全管理工作，一旦突發滑坡等事故應立即暫停進展，保障整體施工質量。同時，孔內人員在施工的過程中更加需要遵循相關標準，避免發生疏漏，引發風險。

2)應由專業人員負責完成抗滑樁的挖孔工作，挖孔過程中要實時觀察孔壁是否存在異常，從而保障施工的安全性能。同時，項目單位還要準備所需的施工材料、制定合適的施工管理方案。因施工現場停放了大量機械，必須嚴格控制各項交叉作業，防止出現滑坡事故。

3)考慮到雨天施工，施工人員應考慮到雨天泥巖質地變軟的問題。因為雨天地質偏軟，若是處于大風、雨水情況下，地質將在風化的作用下變軟，影響施工的安全性能。因此，施工對天氣的要求較高，往往需要在適宜的天氣下進行，以此保障施工的安全、提升施工質量。

4 高速公路滑坡主要施工要點

4.1 構建滑坡體位的位移監控系統

當開展項目施工時，為了更全面地了解山體滑坡體位變化，往往選擇更具針對性的檢測方法，以此加強監控效果。施工人員在進行監控時往往選用地表與深孔結合的檢測方法，對地表的檢測是為了觀察地表形變量，不同性質的斷面每周都要反復檢測三次；而對深孔的檢測則是為了了解地下巖體性能，找準位移方向，施工人員可以安設14個檢測孔位來檢查位移數據的變化狀況。

4.2 滑坡支擋的控制措施

支檔工作主要是在指定位置安排抗滑樁，保障坡度的穩定。本項目決定選用3 m×4 m和2 m×3 m相組合的形式，不同樁體間間隔6 m左右。同時，為了保障樁體結構穩定，各個樁體之間應添加鋼筋混凝土以起到頂梁支撐效果。此外，坡體土質長期暴露將受到風化作用的影響，極易破碎，因此，可以通過相應措施調整抗滑樁受力點，同時提前預留孔道與預應力錨索。

4.3 截排水工程

通常，截排水項目路線位于滑坡前，這樣做是因為該部位結構更加穩定，一旦遇到突發情況能夠靈活應變。若是坡體受到雨水沖刷后出現明顯變形，將在坡體前方形成反壓，因此重視截排水工作非常有必要，可以有效防止地表水被破壞，進而破壞坡體的整體結構。若是遇到緊急狀況，施工人員可以在沖溝中添加M7.5的漿砌片，并在樁前位置安排排水溝，組成完善的排水系統，實現對地下水的保護。

5 結束語

由此可見，當進行高速公路項目施工的時候，要想有效控制滑坡事故的出現，施工部門必須重視以下幾個問題。

1)掌握滑坡土體結構成分。通常易發生滑坡的土體擁有碎石軟化、抗剪性能差之類的特征，因此，施工單位應強化巖土抗剪性能，提升其整體穩定性能。

2)滑坡事故的出現除了與土體結構成分有關，也會受到周圍水文地質、來往車輛荷載的影響。

3)在了解了滑坡性能后，施工單位需要嚴格參照支擋要求、滑坡穩定性能與施工管理方案對滑坡事故做好提前應對，以此保障施工工作的有序開展，優化整體施工質量。

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