某公路路塹高邊坡滑塌成因及綜合治理方案探討

楊岱汶

摘要 文章基于某高速公路路塹高邊坡滑坡體治理工程實(shí)例，分析滑坡誘因及坡體穩(wěn)定性影響因素，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)踐提出“應(yīng)急治理+綜合治理+期間變形監(jiān)測”的復(fù)合治理方案，通過依托項(xiàng)目應(yīng)用該方案的實(shí)際效果進(jìn)行分析，為同類型工程施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞 公路工程項(xiàng)目；路基路塹；高邊坡；滑塌成因；綜合治理措施

中圖分類號 U418.55文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號 2096-8949（2023）14-0162-03

0 引言

高邊坡滑塌治理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，需綜合應(yīng)用排水、防護(hù)、錨固、支擋等工藝，技術(shù)復(fù)雜程度高，施工難度大。高邊坡滑塌后應(yīng)通過對現(xiàn)場的詳盡勘查，制定合理的措施，認(rèn)真探究滑塌誘因并綜合相關(guān)因素，選擇最佳的治理方案，以提高處置效果[1]。

1 工程概況

某高速公路K3+435～K3+645段為高邊坡區(qū)域，地下水發(fā)育，上部常年流水且水位淺。該區(qū)域施工期間連續(xù)降雨，項(xiàng)目出現(xiàn)兩處嚴(yán)重坍塌區(qū)域，隨時(shí)存在擴(kuò)展風(fēng)險(xiǎn)和引發(fā)泥石流危害，滑坡治理工作勢在必行。以項(xiàng)目實(shí)地勘察結(jié)果為基礎(chǔ)，結(jié)合工程地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)可知，該區(qū)域邊坡地層結(jié)構(gòu)由上至下為漂石層、殘積粉黏土層、黏土層和風(fēng)化花崗巖層。

原項(xiàng)目邊坡設(shè)計(jì)為四級放坡開挖方案，坡高為8 m，一二級邊坡和三四級邊坡坡率分別為1∶1和1∶1.25，邊坡間臺(tái)階寬度約2 m，邊坡坡頂設(shè)截水溝，坡腳設(shè)排水溝，按照層級順序坡面防護(hù)類別分別為護(hù)面墻、錨索框架梁、拱形骨架和種植草防護(hù)。

2 滑坡變形破壞特征

2.1 滑塌區(qū)一

滑塌區(qū)一位于邊坡西部與線路走向垂直，坡體下陷約2.5 m，滑動(dòng)面呈現(xiàn)圓弧狀表現(xiàn)為上窄下寬，整體為淺層牽引與推移式滑坡，滑坡后有3～5條自然山坡裂縫，寬度最大15 m，長約2～10 m。勘測結(jié)果顯示，該區(qū)域土質(zhì)為殘積砂質(zhì)黏土層與坡積粉質(zhì)黏土層，均處于飽和狀態(tài)?，F(xiàn)階段邊坡滑停，穩(wěn)定性不佳，降雨后邊坡持續(xù)下滑，如整治不及時(shí)邊坡將持續(xù)變形，裂痕會(huì)擴(kuò)大且發(fā)展[2]。

2.2 滑塌區(qū)二

滑塌區(qū)二位于邊坡東部與線路走行垂直，整體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為狹長條帶狀，滑動(dòng)面為折線形，上窄下寬為淺層牽引式滑坡?；潞蠓植伎v向裂縫，最大寬度為10 cm，裂縫長度約3～6 m?？睖y結(jié)果顯示，此區(qū)域土質(zhì)為殘積砂質(zhì)黏土層與坡積粉質(zhì)黏土層，滑坡土層處于飽和狀態(tài)，滑坡持續(xù)下滑，處置不及時(shí)，將導(dǎo)致邊坡持續(xù)被破壞變形[3-4]。

3 邊坡變形成因分析

以滑塌區(qū)一和滑塌區(qū)二的邊坡受破壞情況為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)勘測結(jié)果和水文條件數(shù)據(jù)分析，引發(fā)此區(qū)域高邊坡滑塌的主要誘因如下：

（1）地形因素。工程所在區(qū)域?yàn)榍鹆甑孛?，流水常年沖刷形成沖溝，兩側(cè)土質(zhì)松散易被侵蝕沖散。

（2）巖土體因素。地質(zhì)勘查結(jié)果顯示，區(qū)域邊坡地質(zhì)以殘坡積黏性土、坡積粉質(zhì)黏土和全風(fēng)化閃長巖層為主，巖層嚴(yán)重風(fēng)化，含水量增加，巖體強(qiáng)度下降，長期浸水后巖性松散，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差，易引發(fā)滑塌，導(dǎo)致坡體變形[5]。

（3）氣候、水文因素。高差影響下，邊坡場區(qū)氣候多變，降雨充沛，年降水量持續(xù)攀升。

（4）地下水因素。工程施工區(qū)域內(nèi)地下水發(fā)育，水深最大深度約6.3 m，長期地下水浸潤作用下易引發(fā)邊坡失穩(wěn)。

4 滑坡體的穩(wěn)定性分析

4.1 巖土參數(shù)的分析與選用

該邊坡滑坡危害程度高，滑坡防治項(xiàng)目工程安全等級為一級，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況確定穩(wěn)定安全系數(shù)最小值1.30。結(jié)合滑塌區(qū)一和滑塌區(qū)二坡體穩(wěn)定性情況，以取樣結(jié)果參照為基礎(chǔ)進(jìn)行巖土參數(shù)的分析，綜合考慮滑帶土參數(shù)和巖土參數(shù)值，選擇施工方案[6]。

4.2 穩(wěn)定性分析與評價(jià)

以邊坡變形情況為基礎(chǔ)，結(jié)合地形地貌特征，基于K3+550工程段選定3個(gè)目標(biāo)剖面進(jìn)行滑動(dòng)坡面穩(wěn)定性參數(shù)的計(jì)算?？紤]滑動(dòng)邊坡最不利情況，采用傳遞系數(shù)法對目標(biāo)邊坡分別進(jìn)行正常工況下和雨季工況下的穩(wěn)定性計(jì)算，同時(shí)借助圓弧滑動(dòng)條分法對潛在滑動(dòng)面1/2處進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性的計(jì)算。下式為傳遞系數(shù)法的計(jì)算公式：

圓弧滑動(dòng)條分法的計(jì)算公式如下：

式中，F(xiàn)s——邊坡穩(wěn)定性系數(shù)；Ti——第i段沿滑面的下滑力；Wi——土條重力；Ci——第i段巖土黏聚力；φi——滑面土內(nèi)摩擦角；αi、βi——第i段滑面與水平面夾角；ψi——傳遞系數(shù)；Li——滑面長度。

結(jié)合現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)目邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，降雨工況下邊坡滑動(dòng)性風(fēng)險(xiǎn)增加，出現(xiàn)邊坡滑動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)較大[7-8]。潛在滑動(dòng)面巖土土質(zhì)為殘坡積土且厚度大于15 m，為提高項(xiàng)目邊坡穩(wěn)定性，需采取積極有效的措施加以處置。

5 滑坡治理方案

為確保高速公路正常運(yùn)行并保障邊坡穩(wěn)定性，以項(xiàng)目實(shí)地勘測結(jié)果為基礎(chǔ)，同時(shí)參考邊坡穩(wěn)定性、微地形、地貌特征、地質(zhì)特點(diǎn)、推力大小等因素，基于項(xiàng)目現(xiàn)場施工情況，提出了下列處置方案。

5.1 應(yīng)急治理措施

滑坡后需及時(shí)應(yīng)急處置邊坡，詳細(xì)措施如下：

（1）緊急設(shè)置排水系統(tǒng)。于滑塌一區(qū)坡頂處截水溝斷裂處設(shè)截水溝，使坡頂位置降雨與地表水匯集于另一側(cè)溝渠內(nèi)排出?，F(xiàn)場勘查及時(shí)填充并夯實(shí)裂縫，以防水板鋪設(shè)并以黏土填充夯實(shí)補(bǔ)充，于滑塌區(qū)域兩側(cè)臨時(shí)開挖排水溝截留降雨，以避免降雨大量滲入坡體，影響坡體結(jié)構(gòu)加劇變形。于滑塌二區(qū)處設(shè)置臨時(shí)排水溝或排水管，及時(shí)將蓄積雨水排除邊坡周邊。

（2）卸載反壓。在邊坡坡腳前緣用土體加固回填，形成反壓護(hù)道，防止滑體進(jìn)一步向前移動(dòng)，降雨后，及時(shí)將滑體區(qū)域松動(dòng)土體清除干凈，并完成臨空面卸載[9]。

（3）坡面保護(hù)。及時(shí)對裸露邊坡坡面設(shè)置防沖刷結(jié)構(gòu)，包括防滲塑料膜或防沖刷彩布。

5.2 綜合治理措施

以項(xiàng)目邊坡特征，結(jié)合巖性特點(diǎn)及滑坡誘因，對排水、截水、導(dǎo)流等綜合處置方案合理優(yōu)化，結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)對治理方案進(jìn)行歸納，詳見圖1所示。

（1）邊坡第一級應(yīng)用6 m高抗滑擋墻，第二級設(shè)置坡率1∶1.15；并控制平臺(tái)寬度：第一級平臺(tái)寬為6.5 m，第二級平臺(tái)寬為14 m，第三、四級平臺(tái)寬為3 m。

（2）第三級邊坡應(yīng)用鋼絞線錨固索框梁進(jìn)行防護(hù)，第四階段采用鋼絞線錨索加固，其他各級邊坡則應(yīng)用拱形骨架防護(hù)。

（3）地表排水。與邊坡坡頂外置外側(cè)約5 m處設(shè)置截水溝，避免降雨蓄積下滲，截水溝兩側(cè)引入邊坡兩側(cè)溝渠內(nèi)，保持截水溝與塹頂間距大于30 cm，并以M7.5漿砌片石進(jìn)行漿砌封閉[10]。

（4）地下排水。結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況分期施工，第一期地下排水工程由支撐滲溝與邊坡排水平孔組成，第二期地下排水工程為排水滲井。一期工程施工完畢后，進(jìn)行邊坡防護(hù)并現(xiàn)場檢測，檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)邊坡存在滑動(dòng)傾向或排水孔出水率小于80%時(shí)，應(yīng)進(jìn)行二期施工。分別于第一級邊坡、二級邊坡、五級邊坡坡面處設(shè)置兩道排水孔，并于第三級邊坡和第四級邊坡坡面處設(shè)置三道排水孔，使其長度穿越邊坡滑動(dòng)面。一、二級邊坡排水孔的橫向間距與豎向間距分別為5 m和2.5 m，第三四五級邊坡排水孔橫向間距與豎向間距分別為3 m和2.5 m，排水孔布設(shè)按照梅花形進(jìn)行，并保持第一排排水孔高度高于平臺(tái)1 m。于邊坡出水點(diǎn)處設(shè)置支撐滲溝，保持橫向間距為5 m。

5.3 施工期間變形監(jiān)測

施工期間需重點(diǎn)監(jiān)測的數(shù)據(jù)包括深孔位移和地表位移，其中地表位移每日監(jiān)測1次，特殊情況下每日監(jiān)測多次，地下位移每周監(jiān)測1～2次，變形劇烈情況下每日監(jiān)測一次。根據(jù)邊坡情況，設(shè)置2個(gè)監(jiān)測面和6個(gè)監(jiān)測孔進(jìn)行地表位移和深孔位移的監(jiān)測，邊坡治理期間的監(jiān)測數(shù)據(jù)情況如表2所示。

結(jié)合項(xiàng)目邊坡動(dòng)態(tài)監(jiān)測結(jié)果及地表宏觀變形巡檢情況，該邊坡施工整治期間未出現(xiàn)明顯的滑動(dòng)變形情況，結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定。

6 治理效果

2021年9月，該滑坡綜合治理方案順利完工，2022年春節(jié)該高速公路順利完成通車運(yùn)行，2022年5月遭遇多次強(qiáng)降雨天氣，現(xiàn)場監(jiān)測未發(fā)現(xiàn)明顯坡體滑移，邊坡穩(wěn)定性佳，坡面結(jié)構(gòu)完整且美觀，協(xié)調(diào)性突出，達(dá)到預(yù)期治理效果，通車后監(jiān)測數(shù)據(jù)情況如圖2所示。

7 結(jié)語

綜上所述，該項(xiàng)目滑坡綜合治理方案應(yīng)用后，后期監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，坡體無位移，邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性達(dá)到預(yù)期效果，滑坡治理效果可觀。由此可見，高邊坡滑塌綜合治理工藝復(fù)雜，需要以項(xiàng)目現(xiàn)場情況為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用支擋、防護(hù)、排水、錨固等多重方案，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)地勘察結(jié)果于滑塌后及時(shí)分析誘因，全面綜合相關(guān)因素，根據(jù)實(shí)際情況選擇最佳的治理方案，以提高治理效果。

參考文獻(xiàn)

[1]沈璐， 張志峰， 李漪. 滁州西環(huán)高速某路塹高邊坡滑坡穩(wěn)定性分析[J]. 蘭州工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2023（1）： 32-35+57.

[2]楊勃. 多級路塹高邊坡滑坡綜合治理方案探討[J]. 福建交通科技， 2022（11）： 26-29.

[3]張歡. 山區(qū)城市道路路塹高邊坡滑坡防治研究[J]. 上海公路， 2022（4）： 7-11+176.

[4]李聰. 高速公路路塹高邊坡施工技術(shù)研究[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計(jì)， 2023（1）： 195-197.

[5]余良. 高速公路路塹高邊坡設(shè)計(jì)和綜合治理探討[J]. 中華建設(shè)， 2022（5）： 86-88.

[6]董艷輝. 山區(qū)鐵路路塹邊坡滑塌整治技術(shù)研究[J]. 鐵道建筑技術(shù)， 2022（2）： 165-169.

[7]王念隆. 高速公路路塹高邊坡施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制措施[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計(jì)， 2019（5）： 272-274.

[8]王俊明， 謝永剛， 賈向新， 等. 某深路塹邊坡滑塌治理勘察設(shè)計(jì)工程實(shí)錄[C]//中國建筑學(xué)會(huì)工程勘察分會(huì)， 中國水利學(xué)會(huì)勘測專業(yè)委員會(huì)， 中國鐵道學(xué)會(huì)工務(wù)委員會(huì)， 西藏自治區(qū)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)， 北京華森啟達(dá)企業(yè)管理咨詢有限公司. 第十四屆全國邊坡工程技術(shù)大會(huì)論文集， 2022： 393-400.

[9]邢培營. 云茂高速公路高邊坡滑塌分析及治理[J]. 山東交通科技， 2019（1）： 47-49.

[10]俞偉. 公路高邊坡滑塌變形分析及加固技術(shù)[J]. 福建建設(shè)科技， 2022（3）： 49-52.