郴州市107国道绕城公路山体滑坡治理工程设计

王友良

(湖南省交通科学研究院，湖南长沙 410015)

1 滑坡概况

郴州市107国道绕城公路建成通车不久后，K5+590～K5+690段左侧山体滑坡，此处滑坡体约长80 m左右，宽40～60 m，深度1.5～2.6 m不等，滑坡体面积为5 000 m2，滑坡体体积约为10 000 m3。公路施工过程中，原边坡坡脚采用路堑墙支护，挡土墙以上按1∶1放坡，采取护面墙和草皮防护;滑坡后大量边坡土体下滑，推动边坡坡脚的挡墙一起滑移。滑坡体中拉张裂缝发育，两侧裂缝几乎贯通。滑坡舌前缘的挡墙已局部挤出、倒塌，变形严重，部分滑塌体已堆积于公路边，占用公路硬路肩甚至行车道。整个滑坡体处于极不稳定状态，直接影响107绕城公路的交通正常运行及周边人民群众的生命财产安全。滑坡具体情况见图1、图2。

2 滑坡形成机理

2.1 滑坡区域地质条件

滑坡区域位于郴州市区的西面约4 km的107绕城公路K5+700处左侧，为丘陵地貌，地势起伏较大，该区属于风化剥蚀—残坡积地形地貌。滑坡体位于公路左侧山体边坡处。滑坡体以填筑土(挡墙、护坡、排水设施)和粉质粘土为主，滑坡中部、后缘及两侧土体较为疏软，渗透性较好，在雨水的渗透作用下，土体力学性质变差。

根据区域地质资料表明，场区岩层为二迭系炭质页岩、灰岩，本场区无活性构造带通过，褶皱强烈。炭质页岩层较为破碎，节理很发育，灰岩较为完整。根据钻探揭露，场地内自上而下分为残坡积粉质粘土(Qdl+el)、灰岩(P)等。

图1 滑坡总体情况

图2 滑坡局部近照

2.2 滑坡成因及发展过程

滑坡区地处亚热带湿润季风气候区域，雨量充沛且集中，滑坡体为山体边坡上部土体，原边坡采用植草、骨架护坡及片石砌体护坡，坡脚设置片石砌体挡墙，挡墙高约2.90 m，坡顶、坡面及两侧设置了排水沟。由于边坡失稳前雨水较多，雨水顺着边坡向下排泄和向土体中渗透，降低了坡体土层的物理力学性质，给坡体的稳定性带来了不利因素。边坡上部被软化的土体具备滑坡体形成的潜在的地形、地质条件。

该滑坡发生于该公路工程营运过程中，在长时间雨水渗透作用下，土体边坡失稳，向下滑塌，形成以粉质粘土层为滑床的推移式浅层滑坡。因滑坡体位于公路左侧坡脚挡墙之上，边坡土体下滑，导致了边坡上片石护坡及坡脚片石砌体挡墙变形或垮塌。

2.3 滑坡形态、结构特征

滑坡发生后，滑坡体后缘及左、右缘处张性裂缝很发育，后缘已形成围椅状裂缝。滑坡体下滑推动坡脚片石砌体挡墙变形、开裂、垮塌，随时(雨季)可能继续发生向下滑塌。

根据地面调绘结合钻探揭露资料，滑坡土体组成主要为残坡积层粉质粘土，其次为护坡上构筑物，为土质滑坡，滑坡滑床为残积粉质粘土。

3 边坡稳定性分析及评价

3.1 滑坡体各层岩土物理力学参数

根据现场钻探、原位测试以及室内岩土试验结果，结合本地区类似工程经验，确定岩土相关参数特征值，场地内各岩土层有关工程特征指标值如表1所示。

表1 滑坡体各岩土层工程特征指标值

3.2 滑坡稳定性计算

根据滑体特征，滑动面整体呈较陡的折线形，为简化计算过程，采用规范推值的滑坡推力传递系数法对典型断面在饱和状态下分别进行稳定性验算。对滑坡体水平宽度取1.00 m，土体重度均按r=20 kN/m3计算。滑坡体岩土力学参数C、Ф值按表1选取，根据《公路路基设计规范》，取滑坡推力安全系数为1.25，按规范公式计算各典型断面稳定系数。计算结果表明:滑坡带的饱和状态下滑体稳定系数为1.01～1.18，处于相对不稳定状态。

3.3 滑坡稳定性综合评价

该滑坡按规模属中型滑坡。滑坡体前缘下滑推倒部分挡墙后堆积于公路边，滑坡体中及后缘、两侧张性裂缝很发育，从地形地貌、岩土特征等地质坏境条件均显示该滑坡稳定性较差。滑坡体下滑后，后缘及两侧滑坡壁极不稳定，易发生崩塌。雨季时，雨水排水不畅，地表水下渗，将进一步软化下部土体，产生新的滑移。

4 滑坡体综合治理措施

4.1 滑坡治理工程方案

根据滑坡所在区域的实际情况和计算分析结果，制定出如下处治方案:

1)对该路段滑坡区域周界做好截水沟和急流槽，引导山体坡面水在滑体外顺利排出。滑坡区域做好排水框架，及时用粘土夯填裂缝，防止雨水下渗、裂缝继续发展。

2)对垮塌边坡按1∶1.5进行卸载，坡脚设置C20砼抗滑挡土墙，防止滑坡松散土体继续向前滑动。

3)及时进行坡面防护，挡土墙顶部设置一段浆砌片石护面墙，护面墙顶以上采用方格形骨架护坡，坡面设置排水孔，用于排除切方边坡坡体内的滞水或岩层裂隙水，骨架内采用根系发达的草本植物及灌木种植于坡面，保护生态，防止水土流失。

4)急流槽与挡土墙相交处的底部设置跌水井，引导急流槽的坡面汇水顺利排出坡面，并防止高落差泄水冲击碎落台和路肩。

4.2 抗滑挡土墙设计与计算

1)抗滑挡土墙截面尺寸拟定。

根据滑坡现场实际情况和边坡稳定性分析，拟定抗滑挡土墙截面尺寸，墙高定位5 m，露出地面3 m，墙顶宽 3.1 m，墙面坡比 1∶0.25，墙面坡比1∶0.2。基础宽度定位3.64 m，高度定位0.6 m，基底设置反向坡度1∶5。具体尺寸如图3所示。

2)抗滑挡土墙的受力验算。

抗滑挡土墙的受力体系，与一般挡土墙相同，只是作用于墙背的不采用主动土压力，而采用滑坡推力。根据滑坡工况和抗滑挡土墙尺寸，采用理正岩土软件分别对典型断面挡墙的基底应力偏心距、抗滑稳定性和抗倾覆稳定性、截面强度进行验算，计算结果如表2所示。

4.3 抗滑挡土墙的施工

抗滑挡土墙是本滑坡处治方案的关键工程，为保证抗滑挡土墙的工程质量，施工时应注意如下事项:

图3 抗滑挡土墙示意图(单位:cm)

表2 抗滑挡土墙受力验算结果

1)抗滑挡土墙应在坡脚土体尚未全面开挖前，以较陡的临时边坡分段开挖。

2)在滑坡地段修建挡土墙前，应事先做好排水工作，合理编制施工组织计划，尽量缩短施工工期。

3)注意掌握施工季节，尽可能避免雨季滑坡正在急剧发展时在坡脚开挖基坑或修建其他工程构造物。

4)刷坡减载应按自上而下的原则进行，尽可能地减小滑坡体产生的下滑力。

5)当地下水丰富时，除按设计要求做好主体工程的施工外，对辅助工程也应切实注意其施工质量。

6)对墙后的回填土必须分层夯实，达到设计要求。

7)墙体施工时，必须保证施工质量，对于片石砼挡土墙，浇筑时应控制好片石和混凝土比例，各项强度指标应符合设计要求，保证墙体的整体性和其刚度。

8)施工时，应充分保证基础的埋置深度，尽可能达到滑动面以下的稳定岩层中，并满足设计深度的要求。

5 结语

山体滑坡是公路工程中常见病害之一，规模较大的滑坡对人类的生产建设活动和人民的生命财产有着极大的危害，因此，应对滑坡及时进行预防和处理。通过以上工程实例，总结出以下几点处理滑坡的要点:

1)清除滑坡体，对无向上及两侧发展的中小型滑坡可采用清除滑坡体的方法处治滑坡。

2)治理地表、地下水，在水的渗透作用下，边坡很容易失稳，形成滑动面，通过设置截水沟、急流槽、地下排水管等设施将水排出滑坡体所在范围。

3)设置支挡工程，根据滑坡的性质，可采用干砌石垛、重力式抗滑挡墙、锚杆挡土墙、抗滑桩等支挡工程，以抵抗整个滑体的滑动。

4)设置坡面防护工程，带植草灌的骨架防护，不仅可以稳定路基，保护边坡免受雨水冲刷，而且可以起到美化路容的效果，防止水土流失。

［1］杨航宇.公路边坡防护与治理［M］.北京:人民交通出版社，2003.

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