某高速公路滑坡稳定性评价及治理建议（交通）

 某高速公路滑坡稳定性评价及治理建议（交通）

                          刘宏力  龙  维  刘  品

              （贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司  贵阳  550081）

摘要山区高速公路通常会通过滑坡地段，由于路基的开挖及填筑，往往会导致滑坡复活，增加了高速公路建设成本。文中在野外地质地貌调查基础上，对位于某高速公路通过地段的滑坡基本特征进行研究，并对其在路基填筑前后不同工况下的稳定性进行评价。结果表明，路基填筑前滑坡处于稳定状态，而路基填筑后滑坡会发生复活，建议坡脚设置抗滑桩支挡，坡面采用浆砌片石防护，且需设置排水沟。

关键词  滑坡路基填筑稳定性治理建议

1  工程地质概况

    某高速公路项目位于贵州省黔西南州境内，区域属云贵高原向广西丘陵过渡的斜坡地带，总体地势北西高，南东低，为构造侵蚀、剥蚀型低山地貌，区内最高海拔649. 00 m，最低海拔523. 00 m，相对最大高差126 m左右。区内主要出露中三叠统泥质粉砂岩、灰岩、砂岩等，岩体节理发育，表层风化强烈。区域位于扬子准地台一黔南台陷一望谟北西向构造变形区。经地质调绘，近滑坡区有断层发育，见图1。区域属北盘江水系，地表水主要为平洞河水流，为区内地表水、地下水汇集、排泄通道。区域处于亚热带季风湿润气候带，降雨充沛，多年平均降雨量一般在1  000～1 300 mm。

 

2滑坡特征

    某滑坡位于拟建高速公路项目第1合同段K3+890～K3+965路段，坡体表面除部分地段

为耕地及民房外，其余地段多生长杂草及灌木，植被较发育。

2.1  滑坡基本特征

    滑坡在平面上呈一簸箕形，主滑向为1420，滑坡体地表上部陡下部缓，坡角00～160，滑坡长约114 m，宽20～75 m，厚3～12 m，平均厚度约9m，经计算滑坡体积约为6.2×10⁴ m³，属小型滑坡。据现场调查，该滑坡具有混合式下滑特征，现阶段无明显滑动迹象。

2.2滑坡物质组成

    根据地质调绘、钻探及物探资料，滑坡组成物质为第四系残坡积层（）含碎石粉质粘土、块石土以及三叠系许满组( T₂ x m)薄～中厚层泥质粉砂岩，见图2。

 

2.3  滑坡岩土体物理力学参数

    根据取样进行室内试验，结合工程经验类比，得到组成滑坡各岩土体力学指标，见表1。

 

3  滑坡稳定性评价

3.1定性分析

    根据滑坡形态特征、地质环境条件、气象条件等因素综合分析，现阶段滑坡整体稳定较好，在一定的降雨作用下能保持稳定状态，但是在滑坡体上方进行路堤填筑后，在巨大的堆载压力作用下，滑坡极有可能会失稳破坏，对拟建高速公路的建设产生不利影响。其理由如下：

    (1)滑坡体表面地形相对平缓。滑坡体表面坡度前缓后陡，前缘坡角3⁰～7⁰，中后部坡角8～16⁰，滑坡堆积体表面平均坡角8⁰，整体坡度较缓，势能小，稳定性较好。

    (2)地表无变形破坏迹象。野外地质调查结果显示，滑坡堆积体表面及后缘并未见拉裂缝发育，前缘未见明显鼓胀迹象，滑坡体上植被未见异常。

    (3)滑坡地表具有一定排水条件。经调查发现，滑坡体表面发育小型冲沟，沟深约0.2 m，宽0. 1～0.2 m，冲沟的存在有利于雨水的排走，不会造成大量地表水下渗，从而对滑坡稳定性造成影响，减小了地表径流对滑坡堆积体的破坏。

    (4)坡体表面植被发育。堆积体表面植被发育，减缓了风化剥蚀作用，对地表水有一定的吸收作用，同时也有效地减缓了地表水的下渗，对滑坡堆积体起到一定保护作用。

    (5)路基填筑后会引起滑坡复活。路基进行填筑后，滑坡段中心最大填方高达到14.5 m，平均填方高度11 m，填方边坡最大高度将达19 m，平均填方边坡高度16 m，经计算坡体表面单宽受压将达到300 k Pa。滑带土天然抗剪强度力学参数c=2 k Pa，=8⁰，在填方体巨大的压力作用下，滑坡极有可能沿滑带复活。

3.2定量评价

    本文采用理正软件对滑坡在不同工况下进行稳定性评价，该软件基于条分法进行计算。条分法将滑坡体分割成许多小直条块，稳定性系数为抗滑力与下滑力的比值，计算式如下。

 

理正岩土边坡稳定性分析系统包括简化毕肖普( Bishop)、简布(Janbu)和瑞典条分等方法，同时，软件还采用多种方式确定滑面，使软件使用起来更加灵活方便，也更能接近实际情况。

    本文分析了路基填筑前及填筑后不同工况下的滑坡稳定性情况，工况分为：

    工况I。自然工况，岩土体采用自然条件下的参数。

    工况II。暴雨工况，表层岩土体采用饱和状态下的参数。

    工况III。地震工况，据《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2001)得区域地震动峰值加速度为0.1 g，场区地震基本烈度为VII度，计算时地震系数取0.1。

    工况IV。地震工况十暴雨工况。

    由软件自动搜索滑面，采用Bishop和Janbu2种方法进行计算．结果见表2。

 

    由定量计算结果可知，路基填筑前，自然工况、暴雨工况及地震工况条件下，滑坡均处于稳定状态，而暴雨十地震工况条件下，滑坡会发生失稳破坏；路基填筑后，在路基填筑材料加载条件下，滑坡会发生失稳破坏。

4治理建议

    首先计算路基填筑后滑坡剩余下滑力，计算式如下。

 

    滑坡及填筑路基划分为35个条块，带入岩土体物理力学参数，计算得到路基填筑后滑坡主滑轴线单宽最大推力为1 850 k N／m，以此作为防护设计依据。

    在选择防治措施前，要详细调查工程地质条件，综合考虑公路的重要等级、施工条件及其他各种情况。本滑坡虽属于浅层滑坡，规模较小，滑坡体积约为6.2×10⁴m³，考虑到滑坡在路基填筑前稳定性较好，路基填筑后在自然工况处于稳定状态，整体挖出滑坡体再回填夯实工程量较大，不合理也不经济，所以可直接在滑坡体上进行路基填筑，但需采取一定防护措施。

    滑坡防治的主要目的是降低滑坡下滑力，提高滑体下滑力。综合考虑稳定性评价结果及剩余下滑力数值，为保证高速公路的顺利建设及正常运营，从工程实际出发，并考虑到施工、经济等因素，结合以往工程经验，建议采取如下治理措施。

    (1)做好排水工程。滑床为泥质粉砂岩，具有一定隔水作用，受雨水的影响极易沿滑面再次滑动，坡面排水工程对于有效拦截和排除地面水，保证坡体的稳定是非常重要的。首先应做好排水措施，在填方路基两侧设置排水沟，把滑坡周边坡面水流引走。

    (2)放缓填方边坡及坡面防护。清除滑坡表面厚1m左右表土层，在此基础上超挖台阶，台阶宽度至少2m，内坡不缓于4%。路基采用土石混填并进行夯实，采用2级边坡，每级高8m，放缓填筑路堤坡度，第1级边坡坡率为1：1. 75，第2级边坡坡率为1:2，坡面采用浆砌片石进行防护。

    (3)抗滑桩支挡。抗滑桩作为一种大型的支挡措施，是治理滑坡的主要手段之一。抗滑桩在滑坡体上挖孔设桩，避免大开挖而破坏其整体稳定性，桩身嵌固在滑动带以下稳固地层内，以抗衡滑坡体的下滑力。针对本滑坡，可在坡脚设置一排方形抗滑桩进行抗滑防护，根据计算并结合场地地质情况，桩长20m，截面尺寸2 m×3m，桩间距6m，桩后设置挡板。

5结语

    该滑坡目前处于稳定状态，在一定的降雨条件下能保持稳定，并能够抵抗一定强度的地震作用而不至发生整体破坏，但是在地震与强降雨共同作用下，滑坡会发生失稳破坏。在滑坡上部进行路基填筑后，在路堤填筑材料堆载作用下，滑坡在自然工况下就会发生失稳破坏。

    为保证高速公路的顺利建设及正常运营，从工程实际出发，考虑到施工、经济等因素，建议放缓填筑路基边坡坡度，加强排水措施，并在填方边坡坡脚设置抗滑桩进行抗滑支挡，坡面采用浆砌片石进行防护。