高速公路路基滑坡研究分析

席宏平

（甘肅路橋公路投資有限公司甘肅，甘肅 蘭州 730030）

公路和鐵路共同構成了四通八達的交通運輸網，同時也成為了我國經濟建設的生命線。而高速公路作為其中重要的組成部分，也起著舉足輕重的作用。因此，姚子元在路基滑坡的基礎上，通過各種監測方法，對路基滑坡的原因進行了分析；劉承勇以某高速公路為研究對象，分析路基滑坡的機理及穩定性并提出了合理的防治措施；張暮晨等采用滑坡地表位移監測技術對路基滑坡進行了監測，采取合理的防治措施；趙普以某水庫上壩路段路基滑坡為研究對象，采用了“削方減載+排水+抗滑樁”綜合治理方案，取得了良好的效果；黃厚罡以成都某高速公路路基滑坡為研究對象，對滑坡的形成機制及穩定性進行了分析，并提出了相應的防治措施。

分析路基滑坡原因、路基滑坡形成的機理及穩定性，確定合理的方案和相應的防治措施，保證高速公路修建過程和運營過程的安全都有著至關的重要性。

1 路基發生經過

某山區高速公路地處隴西黃土高原和青藏高原的過渡地帶，于某山體坡腳處設置單喇叭互通，互通環形匝道設計為三級路塹緩邊坡，滑坡時施工開挖約7 m。

2020年8月28 日凌晨，位于路線右側的山體發生現狀滑坡，平面形態呈不規則長舌狀，前緣至后緣縱向長度約580 m，橫向寬度約110 m。滑坡后緣位于坡頂硬化村道旁，前緣為沖溝，滑坡周界明顯，兩側壁擦痕清晰，滑坡中后部變形十分嚴重，地表局部前移8 m，下錯2.5 m，并形成密集的橫向裂縫，滑坡前部位移不甚明顯，可見多道發散狀地表裂縫。如下圖1所示，為滑坡與路線位置關系。

圖1 滑坡與路線位置關系圖

2 滑坡勘察及監測

現狀滑坡平面呈長舌狀，滑動方向330°。滑坡區面積6.1×104 m2，滑體平均厚度約10.5 m，滑坡體積64.1×104 m3。滑坡鉆孔揭示滑面埋深介于12.0~16.9 m之間，深孔位移監測顯示滑面清晰、鉆孔揭示擦痕明顯，揉搓現象明顯，擠壓現象明顯，滑面光滑，有滑膩感，滑帶土均以可塑粉質黏土層為主。結合監測數據，滑坡整體仍存在較小變形，但變形速率減緩，有逐漸趨于穩定的趨勢。

3 滑坡原因及影響分析

滑坡區前緣為深切沖溝，具有臨空面，為滑坡發生提供了先天條件；上部主要為第四系粉質黏土覆蓋層，下部為不透水泥巖，含水量增大時，覆蓋層易形成滑動地層；項目區年均降水量639.1 mm，雨季降水量占全年降水量的59%，從收集的氣象資料來看，僅2020年8月項目區降雨量已達301.2 mm，約為往年整個雨季降水量的80%，持續降雨后坡體自重增加，同時降低土體強度指標，極易導致坡體變形形成滑坡；另外項目路塹邊坡少量開挖亦對坡體穩定造成不利影響。

綜上，在不利地形、地質條件下，極端強降雨是誘發滑坡災害的主因，人工開挖是次要因素。從變形特征來看，本次滑坡是從后部土體推動擠壓形成的推移式滑坡。

路基滑坡造成的影響如下，在建造路基期間，由于損害了路基周邊的山體或者是其他植被，此時就不可避免地會降低坡體的穩定性，同時還會引發一系列諸如滑坡、坍塌等問題。在進行道路作業期間，考慮到路基建設工作常常會導致原本土壤產生類似于土質疏松以及縫隙問題。植被的實際覆蓋率在逐漸下降，那么就會導致流水侵蝕能力增強，倘若產生強降雨的氣候，就會引發山體轉移，由此發生一系列的滑坡問題。一旦產生上述狀況，這不但會影響路面穩定，同時還會影響到道路的安全運行情況，產生一系列的經濟損耗。所以，在后續的施工作業中，要盡最大程度地避免滑坡問題出現。

4 路基滑坡穩定性分析

穩定性分析計算中所采用的巖土物理力學參數合理與否，是評價滑坡穩定性、計算滑體剩余下滑力的關鍵所在，其中滑帶土的抗剪強度參數C、φ的取值至關重要，需要計算參數，選擇試驗值、反算值進行綜合確定。

由于試驗數據受取樣擾動及試驗人為因素影響大，用于評價滑坡穩定與實際結果存在偏差，故設計過程中將其作為參考，主要采用反算法確定滑帶土抗剪強度指標。鑒于滑坡現狀仍處于整體蠕動狀態，反演過程中穩定性系數取值如下：暴雨工況下滑坡穩定系數取1.00，正常工況下取1.05。下滑力計算時安全系數取值為：正常工況1.3；非正常工況I（暴雨）1.2；非正常工況II（地震）1.1。

沿滑坡中部選主滑向為計算剖面，根據實測地面線，滑坡勘察、深孔位移監測確定的滑面等數據，對計算剖面進行條分，并運用傳遞系數法對滑坡體穩定性進行計算。

5 路基滑坡的整治措施分析

（1）安置抗滑樁。為了縮減滑坡的實際體積，相關人員要優先對滑坡上中下部三個斷面的荷載予以拆卸卸載，接著在推力相對較小、滑體相對較薄的方位安置抗滑樁。綜合該項目的實際條件，路基邊坡位置于蠕滑的狀態下，在缺少加載外力的情況下，邊坡處在平穩態勢，其穩定系數大概是0.98，滑坡體飽水重度值即19.2 kN/m3。滑坡體天然重度即18.6 kN/m3，通過估算多余下滑力，以地震狀態下樁前剩余下滑中進一步設計抗滑樁。值得注意的是，為了有效地提升路基穩定性，避免坡體出現側滑，需要相關人員在路基右方安置一定的抗滑設施，同時設施要與路基中心線保持平行。而安置抗滑樁，則采取人工挖孔樁的手段開始作業，并且也需要安置一系列的混凝土護壁以提升路基穩定性。

（2）合理修筑擋土墻。通常來說，整體路基滑坡所構成的滑坡規模較大，所以不可避免地會產生滑坡大面積移動的不良問題，使得路基方位產生嚴重的斷壁。在移動期間，還會產生一處新坡面，對路基的走向造成較為嚴峻的影響。通常在這一狀況下，前者范疇要比后者范疇小，而在路基地表下12~15 m方位產生了斷壁，則不會給工程作業帶來影響。需要多加防范的一點是，為了進一步避免擋土墻滑坡問題大范圍加劇，此時可通過安置擋土墻的手段來相應地提升路基穩定性。擋墻高度控制在3~5 m間。通常條件下，擋墻基礎要埋在邊溝地面下端1 m以上，針對巖石路段擋墻，相關人員還要嵌入至巖面0.5 m以上。

（3）削坡排水處理。針對山體及邊坡上出現裂縫的位置，相關人員要提供減載削坡處理，把放坡坡比維持在1∶2.5。而且還應該移除掉坡體以及地表上的水，在條件允許的情況下，要求綜合開挖后的地形條件和削破條件，把截水溝安置于滑坡周邊，接著再在挖掘后的坡體表層安置一系列的排水溝，遵循Y字形繼續安置排水溝，把公路排水系統以及滑坡排水系統緊緊聯結在一起，從而構成一個較為完備的地表排水系統。在坡體內排水的過程中，相關人員還應該在坡腳方位安置碎石盲溝，避免坡體方位產生積水滲入至隧洞內部。

（4）反壓處置。在對路基進行反壓處置之后，不僅能夠有效地提高路基總體穩定性，防止滑坡大范圍移動而產生總體滑動的問題，不僅如此，開始反壓處理能夠把一部分的路基填土壓力進行抵消，從而充分地發揮補強的作用。值得注意的是，最后相關人員可以采取片石填料作為路基回填材料開始回填，如此一來就可以大幅度提升路基壓實度。

（5）加固工程。在清理完滑坡上部后，相關人員需要根據滑坡段坡腳部位設置矮腳墻，高度大致為3 m，原本1∶1坡比更改成1∶11.5(一級)。另外還需要植草防護，相關人員要利用方格骨架培育草種，同時要把14 m長抗滑樁安置在一級平臺之上，依據開挖現場實際條件開始調節長度。以兩樁按中間部位作為基準，設置4 m間隔。

6 滑坡的預防措施

考慮到工程作業常常會影響到路基的穩定性，需要相關人員采取一系列措施確保路基的平穩性。因為風化和雨水常常會給土壤淺層的穩定性帶來干擾，因此可以通過提升植被覆蓋率和修筑固坡項目來減少負面影響。在正式作業過程中，相關人員可以采取如下舉措予以防護，具體內容如下：①相關人員要及時清除土壤下方的碎石，從土壤表層順次采取砂石予以填充，減少坡度，要盡可能地滿足作業需求，保證其順利作業。②相關人員要實時對坡面進行安全檢查。因為坡面常常會維護路基邊坡，在一定程度上能夠避免巖體遭到外部雨水以及強大風力的影響。減少外部氣候因素對所在區域土壤底層的影響，從而完成對坡體的合理保護，相應地提升坡體的實際穩定性。另外，利用這一手段還能夠進一步優化路面環境，提升車輛的運行安全水平，同時也能夠通過提升坡體植被覆蓋率來保護路面。③持續對坡體的穩定性予以檢測。施工人員要預先完成好地質勘探工作，針對有問題的區域，要及時采取針對性手段予以處置。此外，在道路作業期間，還應該及時對道路的實際情況展開合理化觀測，確保勘測數據信息的精準性。通常條件下，在選取觀測地點期間，一般都是根據縱向方向，每相隔一段距離選取一處觀測方位，在有橋的位置還需要多安置幾處地點觀測。

7 滑坡處治方案的確定

由于滑坡規模大，處治費用高，首先從總體設計上研究避讓或減少對滑坡體的擾動的互通方案，并結合滑坡處治提出多種方案，再從工程可靠性、規模大小、實施難度等方面經濟技術比選分析后選擇最優方案。

方案一：原設計加固方案，對滑坡體后部進行卸載削坡，在滑坡前緣A匝道路塹坡頂外布設多排抗滑群樁，滑坡前部設一排深層集水井，并在滑坡區設截水溝、盲溝等地表排水系統。

方案二：環形匝道調整為左轉迂回型，取消環形匝道，互通B匝道從E匝道右側分離，下穿主線后并與主線相接，同時C匝道緊靠B匝道布設，減少對路線右側山體的挖方高度及數量。同時對滑坡采用后部卸載+抗滑樁支擋+排水綜合處治。

方案三：互通形式調整為T型，取消環形匝道，B匝道從E匝道左側分離，下穿主線后并與主線相接，同時C匝道緊靠主線布設，完全避免匝道開挖滑坡。應本方案E匝道平面進行調整，該E匝道橋已實施工程需部分廢棄。同時對滑坡采用后部卸載+前緣反壓+抗滑樁支擋+排水綜合處治。下圖2為方案三平面布置圖。

圖2 方案三平面布置圖

方案比選：方案一對既有工程無影響，但環形匝道開挖滑體約20 m，加固工程量大，總造價高。方案二總造價較低，對滑坡干擾小，滑坡前緣開挖約7 m，工程可靠度較高，但新增主線橋位于滑坡范圍，仍存在一定工程風險。方案三總造價低，對A區滑坡前緣沖溝進行反壓，新增主線橋完全避開A區滑坡，工程可靠度高，且有效減少了抗滑樁工程規模，但廢棄工程偏多。

經綜合比選，推薦方案三即互通形式調整為T型的工程方案。

8 結論

本文通過調查滑坡區的自然條件、工程地質、水文地質條件、滑坡地變形及各種影響因素，研究滑坡的變形破壞發展歷史，以及滑坡成因機制、性質。通過勘察、監測等手段，采用工程反演與試驗相結合，對滑坡的穩定性進行合理計算，并從多個方面進行分析、比選，最后確定最優滑坡處理方案。