貴州某高速公路順層邊坡處治方案與優化設計

阮高、龔曉星

（貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州貴陽550000）

1 工程概況

近年來隨著貴州省經濟建設的飛速發展，高速公路等基礎設施建設也進入了一個全新的階段。由于貴州山區地形起伏大，地貌多樣，地質條件復雜，高速公路在建設過程中，難免出現各種問題，其中邊坡的穩定性問題則是設計人員需要高度關注的重要課題之一。貴州特殊的地質環境，導致了邊坡問題中的順層邊坡問題與工程建設的矛盾越來越突出。順層邊坡，尤其是具有軟弱夾層的硬質巖邊坡，會因為雨水侵蝕、施工擾動等外界因素而導致順層滑移失穩。邊坡的穩定性關系著工程運行和工程成本，甚至制約著工程的可行性，是高速公路安全、順利建設的關鍵。且順層滑坡具有滯后性和突發性，如若是設計出現偏差，或是施工處理不當，都會給工程運營帶來較大的隱患。

貴州某高速公路順層邊坡路段位于云貴高原中部的西部高原山區，地勢從整體上呈西低東高的特點。場區地形地貌類型為巖溶峰叢峽谷及其過渡類型，地形起伏較大，自然橫坡較陡，沿線高程范圍海拔為1148～1238m，相對高差90m。路基高邊坡為上覆碎石土，下覆中風化灰巖夾泥巖[1]。

2 邊坡處治

如圖1所示，設計路段切割左側山體而過。現場地質調繪及邊坡開挖揭示：該路段上覆黏土夾碎石為2～4m，下覆三疊系中統關嶺組中厚層狀灰巖夾泥巖，巖體軟硬相間，泥巖以條帶及泥膜夾于灰巖及泥質灰巖中，強風化層厚5.0～7.0m，產狀285o∠23o，巖層傾向路基。

由于巖體節理裂隙發育，軟硬相間，施工路基時，若采用切腳開挖，易誘發灰巖層沿著泥巖層滑動，進而引發大型滑坡災害。根據《公路路基設計規范》（JTG D30—2015），目標邊坡的潛在滑動帶屬于軟弱層帶，其穩定性計算可采用平面解析法進行分析計算[2]：

式（1）～（5）中：

T——滑體每延米下滑力（kN/m）；

R——滑體每延米抗滑力（kN/m）；

c——滑動面處的巖土體黏聚力（kPa）；

j——滑動面處巖土體內摩擦角（°）；

L——滑動面長度（m）；

G——滑體單每延米度自重（kN/m）；

Gb——滑體每延米豎向附加荷載（kN/m）；

θ——滑動面傾角（°）；

U——滑面每延米總水壓力（kN/m）；

V——滑坡后緣裂隙面上的每延米總水壓力（kN/m）；

Q——滑體每延米水平荷載（kN/m）；

hw——滑坡后緣裂隙充水高度（m），根據裂隙情況及匯水條件確定[3]。

根據規范要求，設計段地勘試驗資料以及經驗校核數據、計算該邊坡穩定性時，所采用的物理力學指標如表1。

表1 穩定性計算所采用的物理力學指標

經穩定性驗算后，設計邊坡按1∶0.25～1∶0.75 放坡，最大挖方邊坡高17.2m，取正常工況下安全系數1.25 計算，邊坡剩余下滑力為1298kN/m。第一級邊坡采用抗滑樁及擋墻支擋，第二級邊坡采用錨索豎梁及錨桿框架加固[4]，如圖2所示。

3 優化設計

由于路基開挖及路基切角開挖的進行，觀測到左側坡體發生整體滑移破壞，邊坡坡口線外60m 范圍內的山體發現不同程度拉裂，張拉裂縫寬20～30cm，裂縫最大長度96m，且基本貫通，滑坡前緣位于路基設置抗滑樁處，高出路面標高3～4m，因此需對滑坡進行治理[5]。

由于滑體滑移距離較大，且整體較松散，應根據實際情況優化原始設計。優化后，目標地段主要采取順層清方進行治理，同時調整邊坡防護，如圖3、圖4所示。順層清方后邊坡最大高度為51.5m，共分5 級，第一至三級坡面設置錨桿框架植草防護[6]，錨桿長6m；第四、五級坡面植草綠化；ZK47+600 斷面處側向放坡與原設計相接，坡面設置錨桿框架植草防護，錨桿長9m。ZK47+680～ZK47+720 段邊坡坡口線外5m設置截水溝，長度100m，與原設計截水溝接順。

4 結語

順層邊坡問題在本高速項目中是較為突出的工程問題，處理不當將引起滑坡等地質災害，嚴重影響和制約施工進度。本路段經治理后，邊坡整體穩定，治理效果較好，目前該高速已經通車3年多，運營狀況良好。順層滑坡作為高速公路工程中常見的潛在危害，應該引起高度重視。勘察設計階段應盡量降低邊坡高度，加強對該類邊坡調查及防護設計。施工階段應按照規范及設計要求及時進行邊坡防護。邊坡防護設計應充分結合土石方及用地情況，采取以放緩邊坡為主的支擋防護措施。勘察、設計與施工的有效結合是在工程實施過程中極為重要的環節。需要通過設計后期服務工作，加強對重要工點地質復核工作、貫徹動態設計理念，以減少工程建設中地質災害發生的概率，保證項目建設順利推進，達到降本增效的目的。