某公路滑坡设计方案优化

鲁国鹏 杨朝辉 李小膀 袁宗峰

(1.云南省未成年犯管教所，云南 安宁 650305； 2.中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南 昆明 650041)



某公路滑坡设计方案优化

鲁国鹏1杨朝辉2李小膀2袁宗峰2

(1.云南省未成年犯管教所，云南 安宁 650305； 2.中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南 昆明 650041)

结合云南省某公路滑坡的工程概况，从边界条件、滑坡体变形破坏、滑坡内外因等方面，阐述了滑坡的成因机制与变形特征，并提出了滑坡的整治方案，分析了整治后滑坡的稳定性，结果表明，该滑坡达到了理想的治理效果。

滑坡，变形破坏，抗滑桩，稳定性

1 工程概况

云南省玉溪市老孔寨滑坡位于城南侧约4 km，滑坡体处于县道公路下方，其上方分布有老孔寨村10户居民房屋。县道公路路面宽度约6 m，为柏油路面。

2009年雨季期间县道老孔寨附近路段的外侧边坡发生坍滑，当时进行了挡墙支护。2013年8月～9月雨季期间，该段公路外侧边坡再次发生滑坡，后缘延伸至公路外侧边线，局部已达路面中部，前缘部位的原挡墙已产生位移破坏，并丧失了支护功能，截止2014年5月，该段公路仅有半幅路面通车。2014年6月进入雨季后，该滑坡发生了多次下滑，并在后缘产生牵引、拉裂，致使长约120 m的路面已完全坍滑，公路内侧的排水沟产生了拉裂缝，部分居民房屋已完全倒塌破坏，局部已明显倾倒变形，原公路外侧边坡的挡墙已产生位移破坏，并丧失了支护功能。该滑坡体失稳已对部分居民房屋和公路路面造成了严重的破坏，其进一步变形失稳将直接威胁上部其余居民的生命财产安全，并对道路交通安全造成更为严重的影响，应尽快进行永久性综合治理。

2 滑坡成因机制与变形特征

2.1 边界条件

1)滑坡体范围。滑坡体处于居民房屋平台及公路下方，部分公路路面已产生坍滑。滑坡体总体地形坡度约10°～25°，平面呈上部略宽、下部略窄的倒梯形状，滑坡后缘呈明显的圈椅状，前缘剪出口处于龙洞河左岸一级阶地的农田内侧部位，后缘延伸至公路内侧已破坏的房屋墙脚，主滑方向为NWW。滑坡体中部1 585 m高程的宽度约76 m，上下长度约85 m。滑坡体前缘高程1 573 m，后缘高程1 591 m，高差18 m，平均厚度约6.6 m，平面面积约7 050 m2，滑坡体方量约为5万m3。

2)滑面特征。根据地面地质测绘及勘探资料分析，该滑坡主要沿基岩与覆盖层接触带产生滑动破坏，滑坡前缘局部在全风化基岩中产生滑动，滑面基本呈圆弧形。通过钻孔揭露，滑面部位主要为含砾粉质粘土或粘土，后缘及侧缘均在第四系残坡积层(Qedl)中产生拉裂。滑面深度在3.7 m～8.99 m之间，滑带土厚度约为30 cm～49 cm。

3)滑坡体物质组成及下伏基岩。根据勘探资料分析，该滑坡属第四系浅层滑坡。滑坡体的物质主要由第四系人工堆积层(Qs)、残坡积层(Qedl)组成，滑坡前缘底部有少量全风化基岩。滑坡体下伏基岩为三叠系中统(T2)地层，主要为灰紫、紫红色薄～中厚层状粉砂岩夹粉砂质泥岩，岩层缓倾坡内。

2.2 滑坡体变形破坏特征

1)居民房屋破坏及变形情况。受滑坡体后缘拉裂影响，位于公路内侧的部分居民房屋已完全倒塌破坏，局部已明显倾倒变形(见图1)。根据现场调查，在滑坡体上方约25 m范围内的房屋墙体和地面共发现3条拉裂缝，其延伸方向多与主滑方向近垂直，张开宽度从0.2 cm到2 cm不等，延伸长度一般在3 m～8 m之间。

2)公路变形破坏情况。根据现场访问调查，2009年雨季期间老孔寨附近路段的外侧边坡发生浅表层坍滑，估计方量约为500 m3～1 000 m3，并对公路造成一定程度的危害，随后针对坍滑部位的外侧边坡进行了干砌石挡墙支护。2013年8月～9月雨季期间，该段公路外侧边坡再次发生滑坡，后缘延伸至公路外侧边线，局部已达路面中部，前缘部位的原干砌石挡墙已产生位移破坏，并丧失了支护功能，滑坡体一直处于蠕变状态。截止2014年5月，该段公路仅有半幅路面通车。2014年6月进入雨季后，该滑坡变形速度加快，发生了多次下滑，并在后缘产生牵引、拉裂，致使长约120 m的路面已完全坍滑(见图2)，公路内侧的排水沟产生了拉裂缝。

3)滑坡体后缘拉裂变形情况。滑坡体后缘高程1 591 m，分布多条横向裂缝，张开最大宽度约20 cm，下错高度一般10 cm～30 cm，局部达1.0 m～2.0 m，延伸最大长度约10 m～20 m(见图3，图4)。

2.3 滑坡体成因分析

1)内在因素。工程区处于山坡底部相对低洼的负地形下方，地形条件有利于山坡上部的地表水及地下水汇集，且本身地下水位埋藏较浅。在雨季期间，由于地表雨水下渗和地下水位的进一步抬升，公路外侧边坡表层岩土体基本处于饱和状态，其力学强度大幅降低。公路下方及居民房屋平台部位第四系覆盖层厚度较大，约2.5 m～5.5 m，其物质成分主要为粉质粘土或粘土，含水量及粘粒含量较高，力学强度指标较低。工程区内下伏基岩为粉砂岩夹粉砂质泥岩，其透水性微弱，为相对隔水层。此外，工程区发育两条与山坡走向近平行的Ⅲ级结构面的断层(F1，F2)，且陡倾坡内，破碎带约0.5 m～1.5 m，具有较好的阻水性质。

2)外在因素。滑坡体范围内公路车辆动荷载及集中降雨是影响斜坡稳定的外在因素。a.公路车辆动荷载。公路车辆动荷载的不利影响主要为增加斜坡坡顶荷载。b.降雨作用。集中降雨是滑坡体变形破坏的主要因素。由于雨水的入渗在第四系残坡积层和全强风化岩体接触带部位形成暂时性地下水富集现象，地下水的富集对残坡积层底部的粉质粘土层形成静水压力，并进一步降低其力学强度。

3)失稳机制分析。2014年6月之前，公路仍有半幅路面通行，但其下方边坡基本处于临界稳定状态，局部处于蠕变状态。由于2014年6月底至10月初的连续降雨，地表雨水下渗和地下水位的进一步抬升，公路外侧边坡岩土体基本处于饱和状态，其力学强度大幅降低，第四系覆盖层底部的粉质粘土及粘土层多为可塑～软塑状。在暴雨入渗的影响下，增加了边坡部位的下滑力，在第四系覆盖层底部形成静水压力，导致边坡逐渐失去临界稳定状态，边坡上部土体在重力作用和公路动荷载作用下，沿覆盖层底部的粉质粘土及粘土层向下方产生圆弧形牵引式滑移。综合判断，该滑坡体仍处于变形蠕滑发展阶段，稳定性差，并有进一步发展的趋势。

3 滑坡方案设计及稳定性评价

3.1 滑坡设计措施

3.1.1 治理方案比选

1)移民改迁方案与滑坡整治方案对比。移民改迁方案优点是可以避开现在的滑坡区，同时为公路改线提供场地。改线搬迁方案有以下缺点：a.要选择移民场地，并对拟用场地进行稳定性评价及场地平整及征收，而山区本身可以利用的土地就少，因此征收及平整难度较大，搬迁费用较高。b.公路需要重新改线。滑坡整治方案的优点：a.居民不用搬迁，现有公路不用改线，保持现有公路的线形。b.可以彻底整治现有滑坡体，防止由于现有滑坡的继续发展危及上边坡及坡脚河道的安全。c.投资相对搬迁方案要低。缺点是工程施工可能对现有居民造成一定的影响，但这只是暂时的。

综上所述，滑坡整治方案为优选方案。

2)抗滑桩整治方案与挡土墙整治方案对比。抗滑桩方案目前在滑坡治理过程中是最有效的工程治理措施，其突出优点就是治理滑坡，其治理滑坡的规模大、深度较深、范围广，且施工较简单。而挡土墙方案通常是以防为重点，施工简单，造价较低，但其通常应用于较小规模的边坡工程，治理深度较小，且施工质量很难控制。

因此综合对比，为保证本工程治理的有效性、经济性，推荐采用抗滑桩治理方案。

3.1.2 滑坡设计

通过综合考虑，制定治理的原则是对整个滑坡区进行防治，达到标本兼治的目的。主要整治措施为在滑坡体中下部布置一排C30混凝土桩板墙，同时对破坏路面按照设计坡比进行填筑，并结合排水措施，保证边坡的稳定，具体措施如下：

1)抗滑桩：由于滑坡体变形较大，原有支护挡墙已经废弃，公路无法通行，部分住户房屋出现裂缝，为防止滑坡的进一步发展，在滑坡体中下部设置一排抗滑桩，保护路堤边坡的稳定性，间距为5 m，桩身截面为2.0 m×2.5 m(宽×高)，桩身混凝土强度为C30，桩长9 m～16.5 m，外露地面1.5 m。抗滑桩之间设置C30混凝土预制板。2)路堤修整及回填：由于路堤边坡已经破坏，因此需对现有滑坡体坡面进行整理，按照分台阶去除坡面杂物后回填，回填土体必须分层碾压密实，压实度不低于相关规程规范要求。回填路堤边坡分两台进行填筑，下部边坡坡高6 m～7 m，坡比1∶2.5，上部边坡高度4 m，坡比1∶2，两级边坡之间设置2 m宽马道。3)排水系统：修复现有公路混凝土边沟，保证坡外集水不渗入下部坡体。在抗滑桩桩顶设置一道M7.5浆砌石排水沟，将坡面集水排出坡外。同时考虑到本工程的特点，在现有坡面整理时在坡面设置树枝状碎石排水盲沟，将回填路堤内地下水排出坡外。4)坡面植草绿化：为了环境美观，同时减少雨水对坡面的冲刷，对抗滑桩桩后部边坡坡面进行植草绿化。

3.2 滑坡整治后稳定性评价

针对优化后的工程的稳定性，通过地质勘察及反演分析确定物理力学参数，采用岩土工程专业软件进行分析，计算结果如表1所示。经过工程治理，滑坡整体稳定性得到提高，满足了规范要求，达到了治理滑坡的目的。

表1 整体治理后的复核计算成果表

4 结语

1)该滑坡体通过以上方法处理，上部房屋、道路开裂现象未进一步发展，表明该滑坡体整治达到了加固处理的效果。在滑坡体整治工程中，只有结合工程实际情况，选择合理、全面的方法，才能对症下药，达到理想的治理效果。2)整个岸坡的变形失稳方式牵引式逐级后退分级解体。从滑坡体的特征分析，产生变形失稳主要是雨水及上部生活集水，导致孔隙水在堆积体与基岩的接触面附近富集，增加土体重量，降低了松散层与基岩接触面土体的强度，同时在车辆荷载的影响下，使边坡表部的松散层沿松散层与基岩接触面土层产生滑动形成滑坡体，因此建议在今后开展工程活动时，应采取有效的工程预防措施，防止地质灾害的发生。

Optimization of the highway landslide design scheme

Lu Guopeng1Yang Zhaohui2Li Xiaobang2Yuan Zongfeng2

(1.YunnanJuvenileCriminalPrison,Anning650305,China; 2.KunmingSurvey&DesignAcademyCo.,Ltd,ChinaPowerConstructionGroup,Kunming650041,China)

Combining with the highway landslide engineering conditions of Yunnan province, starting from aspects of boundary conditions, landslide deformation damage, and internal and external landslide causes, the paper describes landslide cause mechanism and deformation features, and puts forward landslide processing scheme. Through analyzing the landslide stability after treatment, it proves that: the landslide achieves ideal processing effect.

landslide, deformation damage, anti-sliding pile, stability

1009-6825(2016)11-0080-02

2016-01-24

鲁国鹏(1979- )，男，工程师

P642.22

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