某山区机场公路滑坡稳定性分析与治理研究

兰 亚 光

(四川省交通运输厅交通勘察设计研究院，四川 成都 610017)

某山区机场公路滑坡稳定性分析与治理研究

兰 亚 光

(四川省交通运输厅交通勘察设计研究院，四川 成都 610017)

结合某山区机场公路滑坡的地形地貌、工程地质条件等因素，对该滑坡的变形特征和成因进行了分析，并根据稳定性分析的结果，提出了相应的治理方案，以此保证公路的通行安全。

滑坡，稳定性分析，变形机理,治理方案

1 工程概况

该滑坡位于攀枝花市机场公路内侧，滑坡轴向长度约80 m，平均宽度约50 m，滑体平均厚度约6.00 m，面积约0.4×104m2，总方量约2.4×104m3，属浅层小型推移式滑坡。该滑坡对机场公路行车安全具有重大安全隐患。

2 工程地质条件

2.1地形地貌

工程区位于金沙江河右岸山谷区，冲沟较发育，切割强烈，地貌上属于中山地貌。滑坡平面上整体呈圈椅状，滑坡体表面为稍有起伏的林区；坡面坡度18°～30°，形成稍有起伏的阶坎状；坡体前缘因该公路修建，开挖较陡，滑坡中后部处较缓。坡体表层垮塌迹象明显。

2.2地层岩性

2.3地质构造与地震

攀枝花市机场路在区域构造上属于川滇南北向构造带及滇藏“歹”字形构造中断复合部位，区域内有南北向、北东向、北西向和东西向构造，其中南北向和北东向构造尤为发育。但在机场路沿线区内构造简单，为单斜构造。区内未见断层和褶皱分布，地震活动较少，总体上表现出地块较强的稳定性和完整性，未发现断裂带。根据GB 18306—2015中国地震动参数区划图(1∶400万)划分本区基本地震烈度为7度，设计地震基本加速度值为0.10g，区域上属于基本稳定区。

2.4气候及水文地质条件

2.4.1气候

勘察区位于攀枝花市东区，属于热带、亚热带河谷气候，雨量充沛，年平均降水量可达1 050 mm以上，5月～10月为雨季，7月、8月最为集中，雨季降水量约占全年的80%。雨季期间常发生山洪及河水暴涨，陡峭河谷两岸有山崩滑坡现象。

2.4.2水文地质

滑坡工区地表水主要为雨水，补给源主要为大气降水和山坡地表水。工区地下水类型主要为第四系松散层孔隙潜水和基岩裂隙水。第四系松散层孔隙潜水：赋存于第四系松散堆积层孔隙中，受大气降水及地表径流补给，排泄于低洼地带及溪沟内。

3 滑坡体变形特征及成因分析

3.1变形特征

滑坡范围前缘公路内侧已修建挡墙，除滑坡范围内挡墙遭剪切破坏外，其余部分挡墙运行良好，未见破坏迹象；滑坡体内可见5 cm～10 cm宽度的裂缝，裂缝深度可达1 m，延伸较长，坡体内地下水发育，特别是在雨季，地下水量较大。据现场调查，公路及公路外侧未见裂缝及凸出、隆起、错动现象，只是公路内侧挡墙发生剪切破坏，说明滑坡前缘在公路内侧；滑坡后缘产生明显错动、坍塌，后缘裂缝明显。

3.2成因分析

据现场调查，滑坡段原挡墙为护面墙，墙体单薄，且排水孔大部分堵塞，排水不畅，雨季地下水在挡墙背后大量聚集，造成墙背土压力增大，同时在静水压力的作用下，挡墙产生破坏垮塌。滑坡体物质主要为碎石质土，以粉土为主，含碎石及少量块石、角砾，呈松散状；在连续强降雨的条件下，大量地表水沿土体松散孔隙入渗形成地下水，在松散土层或不透水的基岩接触面富集，并顺坡向下运移，一方面增加土体自重，使坡体下滑力增大，另一方面地下水富集致使滑带土达到饱水状态，其抗降强度降低，斜坡稳定性降低；此外，滑坡区域的粉土含有部分粘粒，粘粒具有一定的膨胀性，在强降雨状态下，粘粒遇水产生膨胀，挤占、推移不稳定土体，加剧土体变形，在多种不利因素的作用下，最终造成原有边坡发生浅表层的变形破坏。

4 滑坡稳定性评价及稳定性计算

4.1计算方法和模型

该滑坡稳定性计算以2—2′剖面(滑坡主滑方向)进行计算。计算模型如图1所示。

采用传递系数法，考虑天然、暴雨、地震三种工况下对滑坡进行稳定性计算分析，计算公式选用折线型滑面推力计算公式。

边坡稳定性系数计算公式：

Ks=(∑Riψiψi+1…ψn-1+Rn)/(∑Tiψiψi+1…ψn-1+Tn),

(i=1,2,3,…,n-1)。

剩余下滑力计算公式：

Fn=Fn-1ψ+KtGnt-Gnntgφn-CnLn。

其中，ψ=cos(βn-1-β)-sin(βn-1-βn)tgφn；Fn，Fn-1分别为第n块、第n-1滑体的剩余下滑力,kN/m；ψ为传递系数；Kt为滑坡安全系数；Gnt，Gnn分别为第n块滑体自重沿滑动面分力及垂直滑动面的分力,kN/m，Gnt=Gnsinβn，Gnn=Gncosβn；φn为第n块滑体沿滑动面土的内摩擦角,(°)；Cn为第n块滑体沿滑动面土的单位凝聚力,kPa；Ln为第n块滑体滑动面长度,m。

4.2计算参数选用

根据室内试验得出的参数指标，并结合工程类比附近相同地质条件的滑坡计算参数指标，最终确定滑坡计算参数指标：天然粘聚力C=11.5 kPa，天然内摩擦角φ=12.5°，天然容重γ=20 kN/m3；饱和粘聚力C=10.2 kPa，饱和内摩擦角φ=11.5°，饱和容重γ=22 kN/m3。

4.3稳定性计算

对滑坡的整体稳定性分别按天然工况、暴雨工况、地震工况等三种工况进行计算，计算结果如表1所示。

表1 滑坡稳定性计算表

4.4剩余下滑推力计算

对滑坡分别在三种工况下计算滑坡的整体下滑推力，根据JTG D30—2015公路路基设计规范，该公路等级为二级公路，设计安全系数确定为：天然工况Ks=1.2，暴雨工况Ks=1.15，地震工况Ks=1.1，计算结果如表2所示。

表2 滑坡下滑推力计算表

5 治理方案

5.1治理思路及工况

治理思路：该滑坡为浅层小型推移式滑坡，根据滑坡的范围、形态等实际特征:

1)在滑坡前缘，拆除已破损挡墙，在路基内侧设置一排桩板墙；2)在坡体前段采用三维网植草护坡;3)在坡面中段及后端设置排水系统，同时恢复坡面植被。工况选择：经过综合分析，并对比各种不利工况对工程区影响的概率，将暴雨工况作为设计控制工况。滑坡治理平面布置简图见图2。

5.2方案设计

5.2.1桩板墙

拆除并清理已破损挡墙；在滑坡前缘(即路基内侧)设置一排抗滑桩对滑坡前缘进行支挡，桩径1.5 m×2 m，桩长14 m，桩中心间距5 m，抗滑桩采用C30混凝土浇筑；桩前设置外挂式挡土板，挡土板尺寸为4.98 m×0.6 m×0.35 m，采用C30混凝土预制；挡土板间回填砂卵(砾)石等透水性较好的材料。

5.2.2坡面护坡

对滑坡体前段坡面曾发生过变形的区域按照1∶1.50进行放坡，并对坡体变形过程中产生的裂缝封闭，对于平整过后的坡体采用三维植草护坡。

5.2.3坡面排水

在滑坡体上共设置四道截水沟。第一道截水沟设置于框架格构梁防护区域的顶部，第二道截水沟为对已损坏截水沟的修复，第三道截水沟设置于坡体中上部，第四道截水沟设置于滑坡体顶部边界外缘，不小于5 m；四道截水沟均与坡体两侧排水沟相互连接。在滑坡左右边界外5 m设置两道排水沟，排水沟与道路边沟相连接。

6 结语

1)本文研究所涉及的山区公路，季节性降雨对公路边坡的稳定性影响极大，所以在设计工况选取的过程中，将暴雨工况作为主要的控制工况，而在治理方案设计中除了对坡体前缘的支挡外，还加强了对水体的排泄、疏导。

2)随着国家加大基础设施的投资，各地区不同等级的公路将越来越多，而对于山区公路我们在加快规划、建设以及运营的同时，又必须得面对不良地质对山区公路的影响；对于不同的气候环境、地形地貌特征以及工程地质条件，山区公路将呈现出不同的不良地质问题，面对这些不同的问题，我们的分析研究方式、治理方案都需要根据自身的特征进行，因地制宜才是解决问题的关键。

[1] GB 50021—2001，岩土工程勘察规范[S].

[2] GB 50330—2013，建筑边坡工程技术规范[S].

[3] JTG D30—2015，公路路基设计规范[S].

[4] DZ/T 0219—2006，滑坡防治工程设计与施工技术规范[S].

[5] 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,1994:327-331.

[6] 交通部第二公路勘察设计院.公路设计手册路基[M].第2版.北京:人民交通出版社,1997:238-282.

Stabilityanalysisandtreatmentofairporthighwaylandslideinamountainarea

LanYaguang

(SichuanCommunicationSurveying&DesignInstitute,Chengdu610017,China)

Based on the topographic features and engineering geological conditions of a airport highway in a mountain area, the deformation characteristics and genesis of the landslide are analyzed. According to the results of the stability analysis, the corresponding treatment scheme is put forward, so as to ensure the safety of roads.

landslide, stability analysis, deformation mechanism, treatment scheme

1009-6825(2017)29-0144-02

2017-08-08

兰亚光(1985- )，男，工程师

P642.22

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