某高速公路边坡稳定性分析评价

王晓东

摘要：本文以某高速公路起止里程桩号K92+200-K92+600处边坡稳定性评价为实例基础，在以前学者对边坡稳定性评价的基础上，通过定性分析和定量分析对边坡稳定性进行分析与评价，并提出了防治和治理的相关措施，为高速公路的建设提供科学的技术支持。

Abstract： Based on the evaluation of the slope stability of K92+200-K92+600， which is the starting and ending mileage of a certain expressway， this paper analyzes and evaluates the stability of the slope through qualitative analysis and quantitative analysis on the basis of the slope stability analysis and evaluation of previous scholars， and puts forward the relevant control measures， to provide scientific and technical support for the construction of expressway.

关键词：边坡工程；边坡稳定性评价；治理措施

Key words： slope engineering；slope stability evaluation；control measures

中图分类号：U416.1+4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）19-0207-02

0 引言

某高速公路建设工程位于云南省丽江市玉龙纳西族自治县境内，起止里程桩号K92+200-K92+600处。拟建路线从该边坡前缘处通过。

与露天矿山边坡相比，公路边坡为永久邊坡，必须保证公路运营期安全；它也不同于水电工程边坡，设计阶段地质资料匮乏，设计及建设单位对灾害预见及处治经验不足，施工期间边坡变形破坏事例频发[1-3]。该处的边坡稳定性程度好坏对公路建设工程安全与否有较大的影响，因此对边坡所处区域地质环境及背景进行调查，并对滑坡基本特征及稳定性进行勘查和分析，是十分有必要和紧迫的。

1 地形地质条件

工程区属于温带和寒温带季风气候，具有季节变化不明显，年温差小而日温差大，雨季分明和高山地区高差大，气候垂直变化极为明显等特点。由于地理环境特殊，地貌差异悬殊，构成了独特的“一山分四季”、“十里不同天”的立体气候。

年平均降雨量不大，为800-1000毫米，且80%以上集中于5-10月的雨季，尤以7-8月最为集中，每年10月下旬至次年5月为干风季节。年平均气温5-14℃，最热月平均气温13.2℃，最冷月平均气温-3.8℃。

该段路基及边坡均由第四系崩坡积组成及三叠系下统全-强风化板岩组成。崩坡积层为碎石土：褐黄，褐灰，干-稍湿，结构松散，分布于边坡表层，石质以强、中风化灰岩为主，少量为全强风化板岩，碎石一般粒径3-20cm，含量大于50%，块石最大块径达1.5m，含量大于5-10%，以少量粉质粘土充填，局部呈透镜状。崩坡积碎石土最大厚度为21m，边坡及后缘斜坡浅部均有分布。下伏为全、强风化板岩，与堆积层接触带以全风化为主，呈角砾或土状，厚5-10m，分布于开挖坡脚地带，全风层之下为强、中风化板岩，较完整，强度高，位于开挖设计标高以下，钻孔均有揭露。

据工程地质测绘，滑坡两侧各发育一条冲沟，近东西向延伸，呈 “V”形，冲沟内无常年流水，雨季易汇集地表水，冲沟的冲刷侵蚀作用对滑坡及其所处斜坡稳定性不利。

区内地下水主要有第四系松散层孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水三种类型：第四系松散层孔隙水含水层为崩坡积层和残坡积层，主要受大气降雨补给，由于土层透水性好，斜坡陡峻，地下水难以赋存，雨季也为就地补给就近排泄，富水性弱，勘察钻孔未揭露地下水位。基岩裂隙水含水层为全～强风化板岩层，主要受大气降雨及孔隙水补给，由于岩层破碎，透水性好，斜坡陡峻，地下水难以赋存，雨季赋存量有所增加，总体富水性弱，勘察钻孔未揭露地下水位，在滑坡中段的陡坎处偶有地下水渗出，没有形成水流，由于岩层破碎，东侧斜坡具有一定的汇水面积，雨季，边坡局部地段会有地下水渗出。岩溶水含水层为灰岩，主要受大气降雨及裂隙水补给，由于岩层分布较薄，岩溶弱发育，岩层破碎，透水性好，斜坡陡峻，地下水难以赋存，雨季赋存量有所增加，总体富水性弱，勘察钻孔未揭露到稳定的地下水位。

2 边坡稳定性评价

2.1 边坡变形迹象

该段边坡未开挖至设计标高，目前仅开挖1-2级边坡，最大深度约20m，下部的极软岩还没有揭露到，因此，现状边坡没有发现变形迹象。

2.2 边坡堆积层成因分析

边坡及后缘斜坡堆积层厚度大，顺坡堆积，石质以灰岩为主，据调查，在2号电塔以北在灰岩出露，从现状坡体结构分析，斜坡上部为灰岩，下部软质岩，在重力或地震作用下，发生崩滑，规模较大。该地段的堆积体应与古滑坡同期形成，也可能与滑坡有关[4-6]。

2.3 边坡稳定性分析

2.3.1 定性分析

边坡及后缘斜坡由崩坡积碎石土组成，结构松散，堆积体是后侧（东侧）斜坡岩层在风化、重力及外部营力（地震等）作用下产生，厚度较大，下伏为全风化板岩，岩土界面与坡向一致，为顺向、延伸较长的软弱结构面，边坡开挖将揭露到全风化层，在临空及地下水浸润条件下，遇水易软化，强度低，具有发生坍滑条件。现状开挖边坡高度小，以碎块石堆积层为主，未揭穿软弱结构面，因此，边坡处于稳定状态。

2.3.2 定量评价

①岩土参数选择。

重力密度（r）：由第四系崩坡积层组成，天然重度取r=21.2kN/m3，饱和重度取r=21.6kN/m3，以此值作为稳定性计算时重力密度。

②潜在滑动带（面）土抗剪强度的确定。

根据6-6剖面已滑动的滑体反算确定全风化带C、φ值，对2-2、3-3剖面进行稳定性计算，参数见表1。

根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006）第5.1条规定，确定工程等级为Ⅰ级，工程区无地下水，因此，计算工况为：设计工况Ⅰ-自重，校核工况Ⅳ-自重+地下水（暴雨条件）+地震，各工况设计安全系数见表2。

③稳定性计算结果。

边坡选择2、3剖面进行稳定性计算，工程状态下（路基开挖至设计标高）稳定性计算成果见表3。

④稳定性定量评价。

依据计算结果，2-2′、3-3′剖面边坡在Ⅰ-自重，校核工况Ⅳ-自重+地下水（暴雨条件）+地震状态下均处于不稳定状态。

2.4 边坡发展趋势分析

边坡及后缘斜坡由崩坡积碎石土组成，结构松散，堆积体是后侧（东侧）斜坡岩层在风化、重力及外部营力（地震等）作用下产生，厚度较大，下伏为全风化板岩，巖土界面与坡向一致，为顺向、延伸较长的软弱结构面，边坡开挖将揭露到全风化层，在临空及地下水浸润条件下，遇水易软化，强度低，易发生坍滑条件。

3 结论与建议

①K92+200-K92+323段原设计为5-6边坡，边坡及后缘斜坡由崩坡积碎石土组成，结构松散，厚度较大，下伏为全风化板岩，边坡开挖将揭露到全风化层，在临空及地下水浸润条件下，遇水易软化，强度低，具有发生坍滑条件。依据计算结果，2-2′、3-3′剖面边坡在Ⅰ-自重，校核工况Ⅳ-自重+地下水（暴雨条件）+地震状态下均处于不稳定状态。

②经对边坡整体稳定性及剩余下滑力的计算，边坡在天然和暴雨或连续降雨工况下施工时存在较大的安全隐患，必须采取相应的措施进行治理。

③治理措施及建议：在强降雨季节做好排水工作，修复和增设大量排水孔并不定期进行检查；在边坡中上部施加预应力锚索，并做好坡面护坡；开挖时不能大面积开挖，而应逐级开挖，逐级防治。

参考文献：

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[2]Singh V K， Singh J K， Kumar A. Geotechnical study for optimizing the slope design of a deep open-pit mine， India[J]. Bulletin of Engineering Geology and the Environment， 2005， 64（3）：301-306.

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[4]赵建军.公路边坡稳定性快速评价方法及应用研究[D].成都理工大学，2007.

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