邵坪高速公路K13+020～K13+440高边坡滑坡治理方案设计

向彩林

(湖南省交通科学研究院，湖南 长沙 410015)

邵阳至坪上高速公路全段位于湖南省邵阳市境内，起点位于新邵县雀塘，与衡邵高速公路相接，向北与二广高速公路相接，途经新邵县寸石、坪上等乡镇，终点以枢纽型互通接娄新高速公路。邵坪高速公路主线长33.928 km，4 处互通分别为雀塘互通与衡邵高速相接，大富坪互通与安邵高速相接，坪上互通、荞麦园互通与娄新高速相接。2 座桥梁为田江大桥和苗儿大桥。6 条连接线共38.971 km，邵阳市区可从东、西、南、北四个方向快速便捷抵达沪昆高铁邵阳北站。

邵坪高速公路在施工过程中，K13+060～K13+220 段右侧边坡出现滑坡趋势，山顶出现裂缝，开始下滑。该路段为高边坡路段，边坡高度27～38 m，原设计每级边坡高 10 m 按照 1∶0.75、1∶1.0、1∶1.25、1∶25 的坡率放坡，每级边坡间设一 2 m 宽平台，一级边坡坡脚设置一宽度0.6 m 排水沟。高速公路在建过程中，山体因持续暴雨作用及坡脚开挖导致山体坡顶开裂，坡面滑塌，形成滑坡，见图1～图3所示。

图1 滑坡体前缘

图2 滑坡体中部

图3 滑坡体后缘

1 工程地质条件

该路段为高切方路段，场地地貌为溶蚀剥蚀构造丘陵地貌:山体主要由泥盆系的泥灰岩等岩性组成。海拔高程一般300～400 m，相对高差一般50～100 m。峰林发育，山顶呈尖锥状，地形起伏较大，山体自然坡度50°～60°，植被不发育，山间谷地较窄，沟谷多呈“V”字型，覆盖层薄，大多基岩裸露。

根据钻孔资料，场地内覆盖层厚度大，主要为粉质黏土，局部分布有碎石土，下伏基岩为泥盆系上统佘田桥组(D3s)泥灰岩。根据区域地质资料，路线走廊带内区域地质构造以北北东－北东向构造为主，项目区居于雪峰山弧形构造带由北北东向北东东方向偏转的弧形弯曲处的东南侧，位于祁阳弧形构造北翼及其向北东延伸的部位。根据区域地质资料、现场地质调绘，对该滑坡区域影响较大的构造主要为断裂构造:洪田寺－潭溪压性断层(F1):发育于项目区隔山－桐车坝向斜中，断层整体走向北北东向，倾向南东，倾角约80°。在项目区该压性断层主要穿越了泥盆系地层。断层于高速公路段K13+440 附近呈大角度穿过路线。该断层穿越了泥盆系地层，处于泥盆系锡矿山组与佘田桥组的分界线上，主要表现为岩体较破碎，岩性为泥灰岩。

场地地下水主要为基岩裂隙水，主要赋存于基岩层面裂隙及构造裂隙中，无稳定地下水位，水量不大，水量随季节变化较大。主要接受大气降水补给，无明显迳流区，基岩裂隙水对深切方路基有一定影响，水量大都较贫乏，泉流量一般在0.02～2.50 L/s。其动态受降水所控制，水量变化较小，水质较好，无明显迳流区，基岩裂隙水对深切方路基有一定影响。

2 滑坡体形态特征

该滑坡体滑坡边界较为明显，有明显的滑坡迹象，主要为开裂裂缝发育，变形较大。滑坡体长140～150 m，宽70～140 m，深度 4.3～24.2 m 不等，滑坡体面积为16 400 m2，滑坡体体积约为18 万m3，组成滑坡体成分的为碎石土和粉质黏土及强风化泥灰岩，为土石质滑坡，主滑方向为271°～281°(方位角)，与路线夹角约55°～65°。滑坡体前缘:前缘位于路堑边坡坡脚处;坡面覆盖层填筑土和强风化泥灰岩出露厚度2.3～5.7 m，填筑土成份为泥灰岩碎石，结构较松散，强风化泥灰岩破碎，均具一定的渗水性，坡脚处见渗水，已进行过施工清理，现象已不明显。滑坡体中部:滑坡体中部段滑坡迹象较明显，见较多的受张拉产生的纵横交错的裂缝，缝宽以20～40 cm 居多，滑坡体上可见较为明显的多组裂缝，裂缝呈不规则状，走向总体上与后缘边界呈平行状，说明滑坡体进行过多次滑动，并且有进一步发展的趋势。滑坡体后缘及边界:滑坡两侧及后缘边界较明显，后缘位于山体陡坡脚，见明显的滑坡壁，主要为粉质粘土、碎石土及强风化泥灰岩，见明显的擦痕及错位，错位宽 20～40 cm，错台高 1.5～2.0 m，两侧边界裂缝明显，缝宽以20～50 cm 居多，最宽可达1～1.5 m，可见深度2.0～3.0 m，可见明显的错台。滑床面、主滑方向:该滑坡体滑床面位于强－中风化泥灰岩的界面，主滑方向为271°～281°(方位角)，与路线夹角约55°～65°。滑坡体的滑床为强 －中风化泥灰岩，根据钻孔资料，路堑边坡覆盖层厚度0.5～6.8 m，原地面自然坡度较陡，暴雨作用下，坡面地表水下渗软化覆盖层、强风化岩层，形成滑坡。

纵观整个滑坡体，滑体表现为自边界向中心滑动后再整体下滑的趋势。

3 滑坡体形成机理分析

该滑坡体属土石质滑坡，其形成有如下几方面原因:

1)地质情况差。该边坡表层为坡积土、松散粉质粘土夹碎石，下为泥灰岩，强风化泥灰岩风化严重，岩体破碎。

2)强风化泥灰岩水稳性差。强风化泥灰岩风化强烈，受附近断裂构造影响，节理裂隙发育，岩体破碎，且该类岩石及风化层具一定膨胀性，受天气的交替变化，不断产生张拉裂隙，随着时间的推移，张拉裂隙不断发育，易导致边坡破坏，易产生崩塌诱发滑坡。

3)岩层产状不利于边坡稳定。该边坡岩层产状为280°∠40°，相对于主滑方向为顺向坡。

4)外部因素。雨水下渗是导致边坡失稳的诱导因素。2014年上半年降雨较多，雨水下渗，在强风化和中风化泥灰岩的交界面形成渗流通道，降低了滑面位置的岩土体抗剪强度。

该滑坡属牵引式土石质滑坡，为非均质滑坡，破坏模式为沿着中风化线滑动的折线滑坡;由于雨水及地表水下渗作用，在岩土体重力及地下水压力的作用下，特别是在暴雨等因素诱发下引起边坡覆盖层土体及强风化岩下滑。受其牵引，滑坡向上发展，滑体加大，加长，下滑力增大。

4 滑坡体稳定性分析

4.1 主要岩土层力学性质

根据室内试验并综合考虑各地层野外特征，本场地各岩土层参数取值见表1、表2。

4.2 稳定性定性分析

该滑坡主要是在地下水作用下，沿强～中风化岩层分界面产生折线滑动破坏，因此参照《建筑边坡工程技术规范》(GB50330 －2013)5.2.4 内容，采用折线滑动法进行计算。根据《公路路基设计规范》JTG D30 －2004，路堑沿倾斜地基或软弱夹层滑动时，安全系数取1.30，其计算方法可按照不平衡推力法进行计算。选取最不利的两条剖面进行下滑力计算，见图4、图5所示，计算结果见表3、表4。

根据计算结果表明:该边坡处于不稳定状态，需采取措施防护。

表1 土层主要力学参数

表2 岩石单轴抗压强度

图4 K13+180 处横断面示意图

图5 K13+200 处横断面示意图

表3 K13+180 剖面稳定性计算结果

表4 K13+200 剖面稳定性计算结果

5 滑坡体治理方案

5.1 方案措施

结合目前国内滑坡治理现状，以及该滑坡具体情况，制定出如下治理方案:

1)坡脚设置挡墙;二级平台设置预应力锚索抗滑桩;坡面刷方卸载后采用锚杆骨架植草防护;坡顶M10 砂浆硬化并增设截水沟平台水沟等;坡面及坡顶裂缝采用1∶1 纯水泥浆灌注封闭。

2)结合边坡地质情况及剩余下滑力计算结果，原设计坡率较陡，需对该边坡进行放缓处理。边坡按照10 m 高一级边坡，分别按照 1∶1.0、1∶1.5、1∶2.0、1∶1.20 的坡率进行切坡，每级边坡设置一平台，其中二级边坡平台宽5 m(设置抗滑桩)，其余平台宽为2 m 宽。同时为减少剩余下滑力，对坡顶至最远处裂缝的表土进行清除卸载，刷坡厚度控制为2 m。

3)根据滑坡区段的工程地质情况及剩余下滑力计算结果，采用预应力锚索抗滑桩支护，见图6所示。滑坡粉质粘土及强风化泥灰岩土体自稳能力差，人工挖孔过程中可能存在塌滑失稳的风险，为提高施工过程中的安全性，设计采用25 cm 厚C25 钢筋混凝土进行护壁。

4)增设重力式挡墙，主要设置在边坡坡脚，挡墙高2.7 m，顶宽1.5 m，挡墙外露1.5 m，基础埋深1.2 m。挡墙采用C20 片石混凝土砌筑;设置仰斜式挡墙在边坡的最远刷方处，挡墙高3.2 m，顶宽1.0 m，挡墙外露2.0 m，基础埋深1.2 m。挡墙采用C20 片石混凝土砌筑。

5)在滑坡体上设置截排水沟，及时排走地表降水;在截排水沟底部设置渗沟，降低地下水位。在该滑坡处治设计中，反压土体下部，滑坡体坡脚处、中部均设置了渗沟，为避免雨水下渗在地表排水构造物下部均设置了渗沟。

6)选取K13+200 处横断面上设置一个深部位移观测孔，其余各级边坡平台上设位移观测桩，边坡深部观测位移要求量测钻孔穿过滑动面，进入稳定岩层的深度不小于5 m。边坡监测工作时间为施工期和竣工后1 a，监测频度与施工和降雨量相适应。

图6 方案横断面设计图(单位:cm)

5.2 方案验算

通过有限元的方法验算该方案的可行性，其结果见表5。

表5 滑坡加固前后安全系数

6 结论

本文滑坡治理方案计中主要针对滑坡地质灾害，开展了有针对性的设计、研究，通过监测结果显示，本方案对该滑坡体治理取得了良好的效果，同时该方案的研究对省内和国内类似基础建设工程具有一定的参考价值。

［1］杨航宇.公路边坡防护与治理［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［2］赵明阶.边坡工程处治技术［M］.北京:人民交通出版社，2008.

［3］JTG B01—2003，公路工程技术标准［S］.

［4］JTG D30—2004，公路路基设计规范［S］.

［5］JTG F80/1—2004，公路工程质量检验评定标准［S］.

［6］GB50330 －2013，建筑边坡工程技术规范［S］.