S302线南平段某路堑边坡水毁滑坡稳定性分析及治理

■胡凤鉴

（福建弘沁工程勘察设计有限公司，南平 353000）

1 引言

福建地处我国东南，依山面海，山岭峻、河流急，边坡水毁滑坡时有发生。随着福建普通国省干线公路向深山峡谷延伸，其建设难度越来越大，经常出现高陡边坡，甚至要穿越一些地质不良地带，通常在强降雨的影响下发生路基边坡溜方、坍塌、溃坡等水毁现象，留下了较大的交通安全隐患。因此，水毁滑坡病害治理及加固防护技术就成为日益突出的问题，本文结合S302线南平段某路堑边坡水毁滑坡综合治理方案的设计，对设计重点和处治措施进行探讨。

2 工程概况

2.1 滑坡体特征

S302线南平段某路堑边坡位于政和县深度坑村，原建设为二级边坡，第一阶边坡高8m，采用半窗式护墙支挡，第二阶边坡高10m，采用喷播草籽防护。2013年8月受台风及强降雨天气影响，造成该段边坡南北横宽20～40m，东西纵长60m内不同程度的滑坡，在边坡顶部边缘出现多条拉张裂缝，缝宽8～15cm，滑坡主滑方向朝北，滑坡体厚度约6～8m，总滑坡方量约1.5万m3，滑坡舌已覆盖半个路基造成交通中断。滑坡现状见图1。

2.2 工程地质条件

根据地质勘探报告，结合坡面开挖揭示的地质情况表明：该处滑体表层为粉质粘土，厚度约3.4～5.2m；石英云母片岩残积粘性土，厚度约2.8～4.1m；其下层为碎块状强风化石英云母片岩，厚度约2.3～4.3m；中风化石英云母片岩，厚度约5.2～10.3m（未揭穿）。如图2所示。滑坡体北侧为山涧小溪，地下水主要赋存和运移于基岩缝隙水。地下水类型以潜水为主，地下水与北侧山涧小溪成互补关系，并总体随地形由北侧方向渗流排泄。

图1 滑坡现状图

3 滑坡成因分析

通过现场踏勘成果及现场监测数据分析，产生滑坡主要原因有：

（1）降雨因素：原边坡排水系统不够完善，在2013年受台风及强降雨天气的影响，雨水不能及时排出路基直接冲刷坡面，一方面造成土体含水量增大，大大增加了土体的容重，另一方面边坡滑带土长期泡水软化削弱了土体的抗剪强度，再者受地下水变化所产生的渗透压力对边坡稳定性也造成一定的影响。

（2）岩土体因素：滑坡体表层主要为3.4～5.2m粉质粘土，其特点为质地松软，孔隙发育，吸水性强，强降雨入渗后容易软化崩解，抗剪强度急剧降低。饱水后在石英云母片岩残积粘性土和碎块状强风化石英云母片岩交界面处形成水平方向位移，从而促使边坡形成软弱结构面，并沿该软弱结构面滑坡失稳。

图2 地质剖面图

（3）人类工程活动因素：路线通过山坡前缘地段，由于边坡的开挖卸载切断了抗滑地段，降低了抗滑力，同时形成了新的临空面，改变了原有山坡的自然平衡状态，使坡体内部应力释放，牵动坡顶后缘产生拉裂缝，形成滑坡。

4 滑坡稳定性分析

根据滑坡的地形、地貌以及滑坡裂缝等情况，取滑体厚度大，纵向延伸长的I-I断面作为计算剖面。自重是滑体的主要作用力，由于受暴雨的影响，地表水渗入裂缝中，土体处于饱和状态，土体的抗剪强度急剧下降，并且还受地下水渗透压力的作用，完全改变了土体的力学性质；滑坡体未形成统一的地下水位，故不考虑地下水的荷载作用；滑坡地处地震烈度为VI度，不考虑地震荷载及其影响因素。

4.1 工况条件的确定

（1）正常工况：自重，正常工况即为晴天或零星小雨的气候条件下，滑体处于天然状态。取天然滑体湿容重。

（2）非正常工况Ⅰ：自重+暴雨，非正常工况Ⅰ即为暴雨或持续强降雨的气候条件下，地表水沿裂缝渗入滑体，将受到浮力和动水压力作用的，按饱和湿容重考虑。

4.2 不同工况下计算参数的确定

参考地质勘探报告，边坡计算参数选取如表1所示。

4.3 滑坡稳定性计算

采用Geo-slope边坡稳定分析计算程序，滑动面按折面，对Ⅰ-Ⅰ坡面分两种工况进行稳定分析，不考虑地下水和地震荷载，其计算结果如图3、图4所示。

根据计算结果显示，正常工况和非正常工况I的安全系数均小于《公路路基设计规范》的规定，处于不稳定状态，故应对该处边坡采取加固处治措施。

表1 边坡稳定性计算参数表

图3 正常工况Fs=1.056

图4 非正常工况I Fs=0.902

5 滑坡治理方案

通过该处滑坡地形、地质情况及水文条件调查分析以及边坡稳定分析，经过综合考虑，按降低滑坡下滑力，提高滑体的抗滑力的处治原则，结合现场施工条件情况，决定采用“削坡卸载+支挡工程+锚固工程+防护工程+坡体排水工程”进行综合治理的方案，具体治理工程如下（详见图 5、图 6）：

（1）削坡卸载：第一阶坡率 1∶0.5，设 4m 平台；第二阶坡率 1∶1，设 2m 平台；第三阶坡率 1∶1，设 2m 平台；第四阶坡率1∶1.25，削坡卸载后立即采用粘土夯填坡顶裂缝，并及时对坡面裂缝进行封闭；在坡面表面覆盖彩条布或塑料薄膜；其中第二、三阶平台需进行硬化，并设临时排水沟。为加快施工进度，平台硬化时可在平台压实后喷15cm厚C15砼。锚杆框架施工完成后，硬化层表面再喷2～3cm厚水泥砂浆调平，并铺一层EVA防水板，然后再铺2～3cm厚水泥砂浆调平，最后采用M7.5浆砌片石铺砌。

（2）支挡工程：边坡第一阶设仰斜式挡土墙支挡，维持滑坡体稳定，挡土墙高度6m，顶宽2m。

（3）锚固工程：第二阶、第三阶采用普通砂浆锚杆框架梁进行加固，以确保滑坡中部坡体的稳定。在平台以上2m、6m设置两排锚杆，长度分别为13m、14m，平面间距3m，入射角为 25°，设计抗拔力为 250kN，孔径 110mm，孔内灌注M25水泥砂浆，杆体采用高强精扎螺纹钢筋。

图5 滑坡平面图

（4）防护工程：第四阶采用M7.5浆砌片石拱形骨架防护，并在骨架内植草，可以利用植物根系固化一定厚度的坡面土，从而减少坡面水的侵蚀。

（5）坡体排水工程：排水系统主要有截水沟、平台排水沟和仰斜式透水管组成。截水沟设置在坡顶5m外斜坡稳定处，平面根据现有地形而定，在第一阶、第二阶、第三阶平台内侧设置下沉式排水沟，平台横向倾向排水沟坡度不小于3%，纵向由中间往两侧排水与截水沟相连。仰斜式透水管设置在边坡体内，直径Φ100mm，仰角不小于6°，长度应伸至地下水富集或潜在滑动面。透水管外侧应包裹渗水土工布，防止渗水孔堵塞。通过完善排水系统可以快速疏干地表水和地下水，从而提高坡体抗剪强度，防止边坡失稳。

6 效果评价

6.1 位移监测

地表位移监测主要包括水平位移、垂直位移，使用的仪器为全站仪、水平仪、标桩等；本边坡工程在边坡顶部布置3个水平位移监测点，2个垂直位移监测点，于2014年3月～2014年5月期间，每间隔10天对边坡位移情况进行监测，具体监测数据如图7所示。

图6 Ⅰ-Ⅰ剖面图

图7 位移监测曲线图

6.2 效果分析

本段边坡2013年8月产生整体滑移后，紧接着对滑坡体进行勘察钻探和监测孔布置，在施工过程中，根据动态监测数据，采用信息化施工和动态设计，及时调整施工工艺方法，通过滑体实施削坡卸载、抗滑挡土墙、锚杆框架以及拱形骨架防护，同时利用有效途径将坡体和坡面的水排出等技术措施的综合治理方案，使滑坡体的变形得到有效的控制。通过位移监测数据表明通车运营后该滑坡已基本趋于稳定，治理效果良好。

7 结语

路基边坡水毁滑坡治理选定防治工程措施前，应详细调查滑坡体的地形地貌、水文条件和地质情况，认真分析滑坡形成的主、次要因素及其相互作用规律，确定滑坡体类型及其发展的阶段，并通过不同工况下的边坡稳定性计算分析，结合公路的重要程度、施工条件，综合考虑工程措施的适宜性、经济性、可操作性以及工期等方面的因素，最终确定边坡加固处治方案。

[1]郑颖人，陈祖煜，王恭先，凌天清.边坡与滑坡工程治理[M].北京：人民交通出版社，2007.

[2]江志安，于占忠，王文明.边坡稳定分析的技术探讨 [J].水运工程，2003.

[3]JTG D30-2015，公路路基设计规范[S].

[4]DZ/T0219-2006，滑坡防治工程设计与施工技术规范[S].