公路災害特征及處治設計分析

摘要：以習水縣仙源鎮新場村某四級公路為研究對象，分析公路滑坡變形破壞特征和環境特征，進而對公路滑坡成因機制進行分析；根據《公路滑坡防治設計規范》，對該公路滑坡的防治工程安全等級進行劃分；針對本段災害特征和方案對比，制定出采用“108鋼管樁注漿+A級混凝土護欄+邊溝+路面+標線”措施進行綜合處治，希望能夠為其他公路滑坡類似工程提供參考。

關鍵詞：公路災害滑坡變形破壞特征環境特征安全等級

中圖分類號：TU753文獻標識碼：A文章編號：

AnalysisofCharacteristicsandTreatmentDesignofHighwayDisaster

WANGYoutao

ZunyiHighwayAdministrationofGuizhouProvince，ZunyiCity，GuizhouProvince，563000China）

Abstract：Takingafour-classhighwayinXinchangVillage，XianyuanTown，XishuiCountyastheresearchobject，inthisarticleanalyzesthedeformationandfailurecharacteristicsandenvironmentalcharacteristicsofhighwaylandslide，andthenitanalyzesthecausemechanismofhighwaylandslide;AccordingtoHighwayLandslidePreventionandControlDesignSpecification，thesecuritylevelofthehighway&nb_{Vt6SH6GOasNK+vC3UjqXwA==}sp;landslidepreventionandcontrolprojectisdivided;Basedonthecharacteristicsandcomparisonofdisasterplansinthissection，acomprehensivetreatmentmeasuresof“108steelpipepilegrouting+A-classconcreteguardrail+sideditch+pavement+marking”areformulated.Itishopedthatitcanprovidereferenceforothersimilarprojectsofhighwaylandslide.

KeyWords：Road;Landslide;Deformationandfailurecharacteristics;Environmentalcharacteristics;Securitylevel

引言

隨著公路網絡的不斷拓展與交通量的持續增長，公路災害問題已成為制約交通安全與可持續發展的關鍵因素之一?；伦鳛楣窞暮Φ某Ｒ娦问?，其發生往往具有突發性、難以預測性和破壞性強的特點，給公路運營帶來巨大挑戰。因此，深入研究公路滑坡的成因機制、變形破壞特征及其有效的處治措施對于提高公路防災減災能力和保障交通運輸安全具有重要意義。本文選取習水縣仙源鎮新場村某四級公路滑坡作為研究案例，通過詳細的現場勘查、地質勘探和數據分析，并結合相關設計規范，對該滑坡的成因、變形破壞特征進行了全面剖析，并在此基礎上，提出了針對性的綜合處治方案。本文的研究不僅有助于解決該段公路滑坡的實際問題、提高公路的安全性和穩定性，同時也為類似公路滑坡的治理提供了寶貴的經驗和參考，對于推動公路防災減災技術的發展和應用具有重要的現實意義。

1工程概況

根據自然災害綜合風險公路承災體普查數據庫信息，本工點承災體風險類型為沉陷塌陷（見圖1），風險等級為二級（較大），風險數據ID號：1057705526432890880。G352張巧線K847+300～K847+600段位于習水縣仙源鎮新場村，公路等級四級，路基寬度7.5m，其中，K847+428～K847+508段右側路面出現裂縫，左側矮路肩發生下沉、開裂、位移等災害現象。該段經過多次路面處治，效果不理想。在強降雨及重車荷載下，路基將繼續發生蠕動變形破壞，對公路運營安全構成隱患。K847+428～K847+508段處于彎道轉直線段上，線路整體走向56°。該段為半填半挖路基，右側挖方，切坡高度0～10m，現坡度30°～40°，坡面基巖裸露，無防護，邊溝類型為土邊溝，已被坡積物填滿；左側護肩高度1.5m，無護欄（原有示警墩已沒于路面之下）。該路段每年均需進行路面養護，養護內容主要為加鋪路面結構層，視沉降量加鋪4～25cm不等。根據現場調查，本工點滑坡特征清楚，按滑坡進行勘察設計。

2環境特征

災害區地貌為低中山剝蝕侵蝕山地地貌，舌狀斜坡地形，自然斜坡坡度30°～40°，坡腳為溝谷，路線距溝谷高差80m，路線以半填半挖形式沿斜坡中部地帶布設，坡面植被不發育。災害區出露地層為三迭系下統夜郎組（T1y），巖性為灰、黃綠色頁巖，強風化層厚0.9～1.6m；覆蓋層分布有殘坡積碎石土（Q4el+dl），厚0～2.0m；填筑土（Q4me）厚0.5～1.5m；棄土（Q4ml）厚0～1.5m。災害區構造不發育，未見皺褶及斷裂構造，巖體呈單斜產出，巖層產狀340°∠30°，邊坡巖體結構類型為層狀同向結構，即順向坡，該結構類型易沿層面或軟弱夾層形成滑動面，坡腳切斷后易產生順層滑動。災害區地震基本烈度為Ⅵ度，屬非強震地區。災害區地表水體不發育，僅坡腳發育季節性溪溝，災害路段降水主要通過路基土邊溝及K847+600處涵洞向坡腳溝谷排泄。

3滑坡變形破壞特征

3.1滑坡后緣

滑坡后緣位于路基右側緊臨路肩處，縱向上呈右凸的弧形裂縫，裂縫長約80m、寬1～20mm，裂縫左側路基下沉1～30mm?；潞缶壛芽p如圖2所示。

3.2滑坡兩側周界

滑坡左側邊界位于K847+508處，主要表現為護肩被剪斷和產生位移，剪出距離90cm，高差20cm。滑坡右邊界位于K847+428處，主要表現為護肩剪斷，裂縫寬1～5mm?；聝蓚戎芙缛鐖D3所示。

3.3滑坡中部

滑坡中部主要表現為路基左側護肩下沉、位移和爆肚，現路面已較護肩頂面高出約40cm，原示警墩已完全沒于路面之下，護肩向外整體平移距離約0.9m，左側大半幅路基整體下沉約1.0m。經調查訪問，該災害路段路基每年均會發生蠕動變形破壞，每年加鋪厚度視裂縫兩側路面高差而變化，加鋪厚度4～25cm不等。災害特征如圖4所示。

3.4滑坡前緣

滑坡前緣距路基左側邊緣7～11m，高差5～7m，主要表現為表層土體剪出。

3.5其他災害特征

路基右側邊溝病害明顯，溝幫破損，溝底受內側坡積物充填堵塞，坡體局部有淺層滑塌，推擠路基邊溝溝幫，堵塞邊溝。災害段路基左側為80m深溝且兩端為急彎，災害段及其前后均無護欄。

4滑坡成因機制分析

結合現場地形地貌、地質條件、鉆探揭露和調查訪問，本段滑坡的形成有以下幾方面影響因素[1-2]。

4.1地形地貌

本段處于山體斜坡地帶中部，舌狀斜坡地形，自然斜坡坡度30°～40°，路基為半填半挖路基，左側形成臨空面，為滑移災害形成提供了地形條件。

4.2層巖性

（1）本段覆蓋層為碎石土，該類土具有透水性好和滯水性差的特點，降水后，易沿孔隙下滲，沿巖土界面形成壤中徑流，降低覆蓋層物理力學指標，于基巖面形成薄弱帶。

（2）本段出露及下伏基巖為頁巖，該類巖具有暴露易風化和遇水易軟化的特點，在接受降雨及覆蓋層補給后，經裂隙沿層面徑流，降低巖土界面物理力學指標，抗滑性能降低。

（3）本段邊坡巖體結構類型為層狀同向結構，即順向坡，受溝谷深切割，巖體呈不連續狀態（前緣切腳），表層巖體強風化，巖體極破碎，在超重車輛及強降雨作用下，上部土體易沿巖土界面和強風化界面產生滑移，并在斜坡薄弱地帶剪出。

4.3強降雨

本段植被不發育，僅生長雜草，覆蓋層透水性好和滯水性差，在強降雨條件下，土體快速達到飽和，自重增加，土體黏聚力和內摩擦角值快速降低。

4.4其他因素

公路右側為土邊溝，已堵塞，不能快速排水，強降雨匯流后穿過路面向路基右側邊坡排泄，同時，邊溝水通過巖石層面下滲，軟化路基。隨著經濟不斷發展，行車荷載及交通量逐年增大。

綜合上述因素，路基位于斜坡中部地帶，為半填半挖路基；邊坡巖體結構類型為順向坡；覆蓋層為碎石土，透水性好和滯水性差；下伏基巖為頁巖，易風化和軟化；右側土邊溝堵塞；在強降雨條件下，降水沿覆蓋層及巖石節理裂隙和層面下滲，使巖土體快速飽和，自重增大，覆蓋層、巖土界面和強風化界面物理力學指標快速降低[3]。

5防治工程安全等級劃分

5.1滑坡分類

該段線路走向56°，主滑移方向330°，全段長79m，滑體最大垂厚3.5m，滑動斷面平均面積25.5m2，滑動體積約2100m3，滑動面形態為圓弧形，滑體巖土構成為碎石土及部分極破碎強風化頁巖層，滑坡類型為新發生小型淺層土質推移式滑坡。

5.2防治工程安全等級劃分

本段滑坡規模為小型滑坡，滑坡影響范圍內無高壓輸電塔、油所管道等重建筑物，無村莊和學校分布，公路以路堤形式通過滑坡中后部，根據《公路滑坡防治設計規范》（JTG/T3334—2018），確定本段滑坡危害程度為嚴重。本段公路等級為四級，危害程度為嚴重，根據《公路滑坡防治設計規范》（JTG/T3334—2018），確定本段滑坡防治工程安全等級為Ⅱ級。

6治理措施

6.1體處治措施

針對本段災害特征并結合定量計算結果，結合方案對比，本段采取“直徑108鋼管樁注漿+A級混凝土護欄+邊溝+路面+標線”措施進行綜合處治。具體處治措施如下。

6.1.1鋼管樁注漿

新建2排6m長微型鋼管樁，鋼管橫向間距0.6m、縱向間距1.0m，交錯布置。以鋼筋混凝土護欄基礎作為地系梁將鋼管樁連接成整體，鋼管樁伸入基礎0.3m，材料采用直徑108mm、壁厚4.0mm無縫鋼管，并加工成鋼花管進行注漿，鋼管樁內插入3根φ32鋼筋增強基抗剪強度。結合地區經驗，注漿擴散半徑取0.75m，注漿孔隙率取10%，注漿有效率取0.9，注漿耗損取1.10。

6.1.2混凝土護欄

災害段路基左側為80m深溝且兩端為急彎，災害段前后均無護欄，于路肩墻墻頂設置RrF-A-E2型混凝土護欄，大樁號側延伸至K847+564處與有波形梁護欄搭接形成整體防護，避免中間出現缺口段。

6.1.3排水

按I型邊溝（U型，尺寸40cm×40cm）新建路基邊溝，并接入K847+580處涵洞。

6.1.4路面

災害段主要按瀝青路面結構圖（I-2）恢復路面結構層，前后搭接段按瀝青路面結構圖（I-1）恢復路面。

6.1.5標線

按黃色實線恢復車行道分界線，標線類型雙組份。

6.2施工順序及施工技術要求

6.2.1施工順序

征地→單向交通管制→場地平整→鋼管樁注漿→混凝土護欄→邊溝→路基路面→標線[4]。

6.2.2鋼管樁施工技術要求

（1）鉆孔前，需先進行場地平整，將障礙物清除，并事先了解好地下管線情況。

（2）鋼管制作：根據設計方案要求的深度進行下料并加工。

（3）布孔：根據設計要求的間距和排距布孔，并做好標記。

（4）鉆孔：將鉆孔機安放在指定位置，安放水平，防止傾斜，施工鉆孔采用干鉆至設計有效深度。

（5）清孔：在注水泥漿前，要對樁孔進行清孔，清孔宜采用空壓機，嚴禁用清水洗孔。

（6）安裝下放鋼管：待鉆孔清洗后，及時在孔內安裝預先制作好的鋼管，鋼管露出地面300mm。

（7）安裝注漿管：注漿管由注漿機接入下入孔內的鋼管上，接口采用絲口連接。

（8）注漿壓力為0.2～0.4MPa，水灰比控制在0.4左右，直至水泥漿從管外流出為止，靜待數分鐘，再次加壓，待水泥漿再次從鋼管外流出為止，注漿宜采用跳樁注漿。

（9）樁位偏差不得大于50mm，樁徑偏差不得大于4%，垂直度不超過1%。

（10）施工過程中，必須隨時檢查施工記錄，并對照規定的施工工藝對每根工程樁進行質量評定，檢查重點是水泥用量、樁長、樁徑、注漿、壓力等。

（11）水泥漿液必須攪拌均勻。如果因設備出故障或其他原因致使漿液攪拌時間超過3min，為了不影響樁身質量，應把漿液廢棄。

（12）分析檢查注漿效果。

6.2.3路面結構層

（1）路面面層的施工應嚴格執行《瀝青路面施工及驗收規范》有關規定，路面基層施工應嚴格執行《公路路面基層施工技術規范》有關規定，質量檢驗按二級公路標準執行。

（2）瀝青面層和封層施工注意氣候條件，當氣溫低于10℃時，應停止施工。當基層開裂時，應先在開裂部位灌注乳化瀝青，再施工下封層。應嚴格控制瀝青混合料的出廠正常溫度、初碾溫度及碾壓終了溫度，其控制值應符合《瀝青路面施工及驗收規范》的規定。

（3）注意拌和設備、攤鋪設備及運輸設備的匹配，攤鋪中途不得出現停工待料現象。

（4）嚴格保證路面面層的平整度要求，并按規范要求嚴格進行高程控制。

（5）當遇水或下層潮濕時，不得攤鋪瀝青混合料。對未經壓實即遭雨淋的瀝青混合料，應全部清除，更換新料。瀝青面層若不能連續施工時，應在該層上灑布黏層瀝青。

（6）瀝青混凝土以馬歇爾試驗密度為標準密度的壓實度應達到95%。

6.3施工注意事項

（1）施工前，必須做好施工段落安全標志、安全錐、誘導標等臨時交通設施的安放。

（2）施工期間，應加強對惡劣天氣的關注，降雨天氣不得進行注漿、混凝土澆筑等工藝施工。

（3）鋼管樁樁頂設置有混凝土護欄，施工鋼管樁時，應注意控制樁頂高程及外露長度。

（4）混凝土護欄施工時，應控制好泄水孔埋置高度，避免高出路面無法排水。

（5）邊溝應進行放線施工，確保與兩端護肩搭接平順且線形平順。溝底坡度應不小于3‰，確保排水順暢。邊溝開挖時，應避免對邊坡的擾動。

（6）路面基層與兩端原路基搭接處須進行挖臺階搭接。

（7）路面鋪設時，應保持路拱坡度，平、縱指標均需與原路面搭接順暢。

（8）全路段應統籌安排，控制好路基左、右側結構物頂標高。

（9）全過程施工中，應加強對周邊環境的觀察。

6.4工程監測

本段滑坡防治工程安全等級為Ⅱ級，規模為小型，主要處治結構物為鋼管樁注漿，結構簡單。按照《公路滑坡防治設計規范》（JTG/T3334—2018），本項目應做施工安全監測，可不做防治效果監測和運營期長期監測。結合現場條件，施工過程中，施工單位可自行埋設簡易位移設施進行施工監測，并加強對路面開裂特征的觀察，一旦發現位移增大或有滑移跡象，應立即停止施工，做好警示及臨時交通管制，及時通知各方，共同協商臨時處治方案[5-6]。

（1）有關具體要求務必按圖紙的“注”執行。

（2）各項工序必須嚴格按設計要求、施工規范及有關規定施工，確保施工質量，監理應按設計及相關規范嚴格把關。

（3）其他未盡事宜請按相關規范和標準執行，施工中如出現有關問題，請及時與建設方、監理單位及勘察設計人員聯系，共同協商處理。

7結語

綜上所述，在公路沉陷塌陷災害特征及處治設計的過程中，把握好施工順序及施工技術要求和工程監測是非常重要的。基于上述分析，該文提出了防治工程安全等級劃分和治理措施，希望能夠為其他公路滑坡類似工程提供參考。

參考文獻

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