雞西機場延長跑道段沖溝邊坡穩定性分析及治理方案研究

王航

摘要：通過對雞西機場一期滑坡及 2018 年滑坡原因進行分析，揭示了富水地層軟弱滑帶是機場滑坡的主要因素，為延長跑道邊坡穩定性分析及治理對 策提供技術參考。跑道延長段著眼于處理順坡高填軟弱滑移帶處理，分別設置三種工況，采用簡化 bishop、瑞典條分法、簡布法進行邊坡穩定性分析，得?出其安全系數，經過計算發現將軟弱地基清除、并將自清表后原地面填筑山皮石至設計標高下 6m 的方案可以有效的提高填筑體及地基的整體穩定性，滿足 《民用機場巖土工程設計規范》的要求。

關鍵詞：沖溝邊坡、延長跑道、穩定性分析

引言

雞西興凱湖民用機場一期建設，因深厚飽和黏性土下覆軟弱夾層引發 跑道南側填筑體及地基深層剪切滑動。2018 年在其東側，循環凍脹加之粉 土填筑體飽和引發淺層蠕變推移式滑坡帶【1】。

機場擬實施跑道向西端延長 500m。結合《勘察報告》，延長跑道橫跨 陡壁、順傾沖溝，東幫為機場一期隨棄回填土，形成橫穿道面影響區～土 面區～邊坡穩定影響區的楔形順傾填筑體，處理不當易造成跑道側移，影 響空防安全。文中將以《勘察報告》為基礎，結合一期既有滑坡及其東側 淺層滑坡的經驗總結，提出延長跑道段沖溝邊坡的治理方案，切實保證機 場運行安全。

1 一期滑坡及其 2018 年滑坡原因分析及經驗總結

1.1 一期滑坡原因分析及經驗總結

2008 年，該段邊坡填筑體塌陷下沉、向坡腳處滑動、坡腳隆起，邊坡 頂部出現近垂直裂縫，裂縫最寬處 30～50cm、最窄處 2～5cm，滑塌面積 約 11500m2，滑塌體積 4.7～4.9 萬 m3。坡頂處下沉約 11 m、坡腳處土體隆 起高度約 6 m。經過分析，②-2 粉質黏土軟弱夾層在瞬時快速填筑加載條 件下出現整體剪切破壞，產生推移滑動。隨后采用了在邊坡穩定影響區打 設碎石樁，放緩坡率的方案，實現了邊坡穩定。

1.2 2018 年滑坡原因分析及經驗總結

產生滑坡原因主要有以下二個：（1）飽水填筑體在循環凍融下作用下，在凍結面下 1.5m 形成軟弱隔水飽和帶，誘發滑動。（2）粉粘粒含量較高、 毛細作用較強的填筑體遇水軟化，抗剪強度迅速降低。治理方案采用強基：將原填筑體清除后，邊坡穩定影響區采用 2m 厚山皮石穩定基礎，原有填筑水層，坡腳設置擋土墻。整體來看，采用了強基、排水方案。

2 延長跑道段沖溝處邊坡穩定性分析及治理方案制定

2.1 地貌及地質概況

跑道南側沖溝順坡填筑邊坡，坡頂到坡腳最大高差達 22.5m，該處局部 原地面坡度為 20%。南部沖溝位于填方區，填筑后構成一個新填方體，與 其東側的一期棄土區形成楔形填方體。楔形填方體沿跑道方向長度可達 500m，基本與跑道延長段長度相當;垂直于跑道方向寬度可達 200m。跑道 延長段位于楔形填方體的頂部。地層分布見表 2.1-1。

2.2 邊坡穩定性計算

沖溝區域需要采用“強基、排水、優填筑”的方案。道面影響區考慮 A321 荷載以及道面均布荷載，采用 bishop 分析法，分別考慮正常以及暴雨 情況，場地的抗震設防烈度為 6 度，設計基本地震加速度為 0.05g，不再考 慮地震情況。結合地表腐殖土、粘性土、細砂清除情況以及填料情況，并 考慮全風化砂巖地基浸水下形成飽和滑動帶，考慮以下幾種工況：

工況一：將腐殖土清除，填筑場內挖除風化料，地基土留存部分黏性 土

工況二：將腐殖土、粘性土、細砂清除，填筑場內挖除風化料

工況三：工況二基礎上，自清表后原地面填筑山皮石至設計標高下 6m，然后填筑封層填土至設計標高。

按照《民用機場巖土工程設計規范》（MH/T 5027-2013）【2】 的有關規定，填筑體及地基整體穩定性暴雨情況下安全系數不小于 1.25，正常工況不小 于 1.35。本次計算分別采用簡化 bishop 法、瑞典條分法、簡布法計算邊坡 安全系數。

體外棄后，采用水穩定性較好的土體填筑，填筑體中間增設 0.5m 厚碎石排經過計算，可以發現：

1、由于工況一在地基下留存部分抗剪強度較差的黏性土層，易在填筑 體與地基之間形成遇水軟化層，邊坡穩定系數小于《民用機場巖土工程設 計規范》（MH/T 5027-2013） 的要求，工況二，將抗剪強度較低的黏性土等 清除，雖然可以提高安全系數，但由于急傾順坡填筑坡體采用場內回填料 填筑，抗剪強度低，在填筑體中形成滑帶，安全系數不滿足要求。工況三 不僅將場內強度較弱的地基土挖除，填筑體采用山皮石填筑，可以有效的 提高填筑體與地基的整體穩定性。

2、從表 2.1.2 可以看出，簡化 bishop 法比瑞典條分法安全系數高、簡布法安全系數最小，但采用三種計算方法可以相互印證計算結果的精確性。

3、綜合各因素，推薦工況三作為設計方案。

3 結論

將軟弱地基清除、并將自清表后原地面填筑山皮石至設計標高下 6m 的方案可以有效的提高填筑體及地基的整體穩定性，形成疏水帶，提高安 全系數，滿足《民用機場巖土工程設計規范》的要求。

參考文獻：

[1]張克利.基于強度折減有限元法的三維邊坡穩定性與破壞模式分析 [D].大連：大連理工大學，2011.