山区高速公路板岩地质滑坡治理分析

刘 品，胡兴尧，袁 奇

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550081)

山区高速公路板岩地质滑坡治理分析

刘 品，胡兴尧，袁 奇

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550081)

针对山区高速公路板岩地区某边坡滑坡特性，分析了高边坡的地质特征、结构特征和破坏机理，根据破坏模式进行了稳定性分析，为安全、经济、合理的治理滑坡提供专业的方案。

板岩地质；滑坡；破坏特征；稳定分析；治理建议

1 滑坡特征

1.1 滑体特征

滑坡滑体物质主要是全风化、强风化板岩及含碎石粉质粘土，厚度约15～20 m，结构松散，干燥～稍湿。

1.2 滑动带特征

滑带为软化强风化板岩泥化夹层，地下水富集，含水量高，软塑、可塑状，结构松散，物理力学性质低。滑坡前缘沿桥台侧墙路面下1.7 m位置剪出，坡体后缘裂缝出现错台，滑面平整。

1.3 滑床特征

滑床岩体为强、中风化灰绿色、灰色、深灰色板岩，薄、中厚层状，产状为135°∠26°，岩体结构连续、稳定。

2 变形特征

K1 177+677～K1 177+762段路基左侧坡体后缘出现多条裂缝，最远一条裂缝距离路中线115，距坡口后缘约80 m。裂缝15～30 m，张开约10～20 cm，下错10～20 cm,可见10～40 cm。此外，加厚护面墙、截水沟均出现横向裂缝，张拉裂缝最宽约0.15 m；左侧加厚护面墙、左侧排水沟盖板出现鼓胀现象，均向路基临空侧偏移，某大桥7号台侧墙距路面1.7 m处范围内路基发生整体右侧偏移，最大偏移量达到6 cm。

3 破坏机理分析

3.1 边坡岩土体结构特点是病害形成的内在因素

(1)黔东南板岩地区由于地层古老，受多次构造运动、断裂、节理、裂隙发育的影响，岩体的完整性较差；板岩中的鳞片状云母易受气候、温度影响发生物理变化；以及板岩地区气候温热多雨，植被发育等因素，导致该地区河流两岸覆盖层级风化层厚度一般有较厚的现象。

(2)本段滑坡出露岩性为前震旦系板溪群清水江组板岩，岩性软弱，泥质含量较高，遇水后易软化崩解，强度较低，该套地层为易滑软弱地层，容易产生滑坡变形，不良的地质条件是滑坡发育的基础。

(3)该区地质复杂，场区位于邦土至流架区域断裂东南侧，距滑坡区域150 m，断层破碎带宽30～50 m，受其影响，区内局部岩体破碎。场地出露岩体为前震旦系地层，时代较为古老，经受多期地质构造，节理、裂隙发育，岩体破碎，特别是分布有倾向凌空测贯穿结构面，该结构面基本平行于山坡，为主控潜在滑面。

3.2 丰富的地下水和人类活动是病害形成的诱发原因

(1)本区降雨量大，地表土体松散，大气降水大量渗入滑坡体，受构造面或风化界面阻水影响，滑动带附近地下水富集，在地下水作用下，板岩泥化崩解，形成泥化夹层，强度更低。地下水的作用一方面降低土体强度，致使抗滑力减小；另一方面受动水压力、静水压力作用，增加下滑力，同时地下水还使滑体重量增加，诱发滑体产生。

(2)该段边坡由于高速路切角凌空，某大桥7号台左侧缺少防护，首先产生沿结构面的松弛变形，变形后坡体进一步松弛，随浅层滑塌；由于岩土体松弛，地下水更易下渗，增加滑动的可能性。

4 边坡稳定性分析

4.1 岩土参数

岩土参数取值由地质勘察报告、区域经验和反演分析情况综合确定，见表1。

表1 边坡岩土参数

4.2 理论计算

剩余下滑力Ei的计算公式：

Ei=[KWisinθi+Ei-1cos(θi-1-θi)]-[Wicosθi+Ei-1sin(θi-1-θi)]tgφ-cili

(1)

式中:Ei为第i滑块的剩余下滑力，kN，方向平行于滑动面；K为整个滑体剩余下滑力计算的安全系数；Wi为第i滑块的自重重力，kN，自重重力的计算；Ei-1为第i-1滑块的剩余下滑力，kN，方向平行于第i-1滑块的滑动面；θi为第i滑块滑面与水平面的夹角(度)，从水平面开始，顺时针为负，逆时针为正；θi-1为第i-1滑块滑面与水平面的夹角(度)，从水平面开始，顺时针为负，逆时针为正；φi为第i滑块滑面处的内摩擦角(度)；ci为第i滑块滑面处的粘聚力，kPa；li为第i滑块滑面处的滑面长度，m。

4.3 稳定分析

当前滑坡经历了蠕动、挤压、滑动阶段，根据《公路路基设计规范》(JTJD30-2015)选择路堑边坡稳定安全系数，选择变形最为严重的典型横断面进行分析。

4.4 治理措施

(1)方案1：矩形抗滑桩+框架锚索方案。

在加厚护面墙后缘增设1个5 m宽平台，坡体后缘按1∶1.25放坡，在第一级平台上根据下滑力的大小，设置截面为2 m×3 m或2.5 m×3.5 m的矩形抗滑桩；在第二级、第三级坡面增设框架锚索。

表2 稳定分析

(2)方案2：双排圆桩+框架锚索+锚杆挂网喷射混凝土防护。

在加厚护面墙后缘增设1个7 m宽平台，坡体后缘按1∶1.25放坡，在第一级平台上根据下滑力的大小，设置1～2排直径为2.6 m圆形抗滑桩，抗滑桩桩顶采用系梁连接；在第二级坡面采用框架锚索防护；在第三级坡面采用锚杆挂网喷射混凝土防护。

(3)方案3：双排抗滑桩+窗式护面墙。

在加厚护面墙后缘增设1个5 m宽平台，坡体后缘按1∶1.25放坡，在第一级平台和坡体开挖线后缘各设置一排截面为2 m×3 m抗滑桩；第二、第三级坡面采用窗式护面墙防护。

(4)附属治理措施.

①排水措施

截水沟设计：在清方坡体后缘5 m、滑坡线后缘裂缝5 m以外的区域设置两排截水沟。

坡面排水：在坡面、较厚护面墙上增设泄水孔。

②封闭裂缝：将坡面所有的裂缝、裂隙全部封闭，阻绝地表水体渗入岩体内，降低层间抗剪强度。

方案1、方案2、方案3均是可行的方案，从经济出发，推荐方案1治理。

5 结 论

(1)渗入分析滑坡的破坏机理、变形特征是有效治理滑坡的前提条件。

(2)滑坡治理方案不唯一，应选择安全、经济、合理的治理方案。

(3)由于贵州交通建设步伐的加大，在黔东南板岩地区工程边坡越来越多，由于对黔东南板岩边坡的认识不足(岩体强风化层较厚)，易产生大量变更及滑坡，应重视这一特殊的地质情况，加强勘察，做到“一次根治，不留后患”。

(4)由于贵州陡斜坡地形较为普遍，在路基接桥台区域，应减少桥台开挖，加强桥台边坡的防护，避免发生由于漏防导致边坡的失稳。

[1] 张倬元，王士天，王兰生.工程地质分析原理[M].北京：地质出版社，1981.

[2] 肖树芳，杨淑碧.岩体力学[M].北京：地质出版社，1987.[3] 兰光裕.黔东南板岩的物理力学特征[J].地下空间，1999，10(5)：581-584.

2016-11-04

刘品(1982-)，男，贵州惠水人，高级工程师，主要从事路基、边坡、隧道及相关岩土工程的设计与科研工作。

U416.1+63

：B

：1008-3383(2017)06-0033-02