浅谈滑坡应急抢险工程设计

马 柯，高 慧

（中交第二航务工程勘察设计院有限公司，湖北 武汉 430000）

0 引言

滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受雨水冲刷、浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下沿着一定软弱面或软弱带，整体或者分散的顺坡向下滑动的自然现象[1]。滑坡是山区公路施工过程中常见的地质灾害，不仅拖延工期也影响公路的正常运行，若不及时治理会造成更大的灾难，给人民群众生产、生活甚至生命财产造成极大的影响。

1 工程实例

1.1 项目概况

本项目是一条二级公路，位于湖北省巴东县境内，在施工过程中开挖边坡，导致坡顶处出现多条裂缝，边坡坡顶为两条现有老路，老路为碎石路面，宽度3～4 m，是村民出入的主要通行道路，老路顶上为一户民宅，由于开挖边坡后又遇到连续降雨，导致坡顶一条老路垮塌，而裂缝持续发展至民宅门口平台上，情况十分危险。

如果等勘察队伍进场踏勘，取样钻芯提供土工试验参数后再提出滑坡治理方案显然在工期上不允许，若不能及时处理，不仅影响村民日常通行，滑坡再次发展会造成更大的经济上的损失甚至是百姓的伤亡。因此需要在踏勘现场后迅速提出该段滑坡治理的方案。

1.2 地质概况

根据原施工图设计地勘报告显示，本段开挖土体为中风化灰岩（P1m-q），覆盖层不到3 m，但是在开挖该段左侧山体后发现，该段表层覆盖层为灰岩风化残坡积土粘土，且厚度较厚，尤其是在该段民宅地段，覆盖层超过10 m，未见基岩出露。

2 滑坡治理设计原则要求

滑坡体的稳定性计算采用极限平衡法中的简化bishop法[2]，对选择有代表性的工程地质剖面为计算断面，进行稳定性分析。根据规范要求，最终处理后的边坡稳定性K需大于1.25。

式中：C为滑动面土体粘聚力（kN）；φ为滑动面土体内摩擦角（°）；W为滑坡土体自重（kN）；θ为滑动面倾角（°）；b为滑动面长度（m）。

由以上公式分析可以得知，W（滑坡土体自重）可以由原勘察资料中土体重度乘以滑坡体体积求得，θ（滑动面倾角）和b（滑动面长度）可以根据现场测量情况和滑坡土体的划分情况画图测得。因此在没有勘察资料的情况下，需要根据现场情况进行反演，求得两个未知参数C（滑动面土体粘聚力）和φ（滑动面土体内摩擦角），从而保证处理之后边坡的稳定性。

3 滑坡治理设计计算

通过对现场主滑动剖面的测量及所有裂缝位置的分析，现场滑坡滑动面共为三条，一条是已垮塌边坡的滑动面，破裂面为坡顶第一条老路上，剪出口为原设计第一级边坡一下1.5 m岩土分界处，；一条是潜在的滑动面，破裂面为上方的民宅前的平台上，剪出口仍为原设计第一级边坡一下1.5 m岩土分界处；另一条也是潜在滑动面，破裂面为边坡上方第二条老路上，剪出口仍为原设计第一级边坡一下1.5 m岩土分界处，见图1。

图1 滑坡治理示意图

对这三处滑面分别进行条分后，列式进行稳定性计算，已垮塌下滑体和潜在滑动的下滑体的安全系数K1、K2和K3，由于已垮塌土体下滑，而坡顶只是裂缝而未出现垮塌现象，则所求得K1应小于1，K2和K3应趋近与1。

对于三条滑动面进行分析，可以得出三组C和tanφ值的曲线，绘出三条曲线，见图2。

图2 C-tanφ曲线图

由图2可以看出，三条曲线相交于C=13～15KPa，φ=21°～23°，因此对于现场土体的参数取值C=14 kPa、φ=22°作为清方后稳定性计算的参数。

4 滑坡治理设计[3]

4.1 改移道路

由于已对现场房屋进行拆迁，增大征地范围，因此将原边坡上方第二条老路向山上平移至潜在滑动面外侧，根据现有地形顺接原老路，以保证边坡稳定。

4.2 清方

本次对该段滑坡第二级边坡进行清方处理，保留原设计边坡平台，坡率按1∶1.5，坡顶至老路高程。

根据清方后断面进行稳定性分析，见图3。

图3 清方后断面稳定性分析示意图

经计算，已垮塌段边坡稳定性系数K=1.292，大于《公路路基设计规范》（JTG D30—2015）中二级公路路堑边坡稳定性要求的1.25，因此可以不进行边坡治理设计。

4.3 挂网喷混防护

本项目对于边坡处理采用锚杆挂网喷混凝土坡面防护设计，主要起防治边坡岩石破碎松散、极易风化剥的固土作用，对坡面进行封面，防止雨水渗入坡体，软化岩体。

对于已垮塌段，由于潜在滑动面仍穿过清方后边坡，为保证路基稳定，锚杆需打穿滑动面进入稳定土体。经过计算，该段锚杆需设置长度10 m时方可打穿滑动面。其余段落锚杆长度采用5 m。

4.4 边坡清方开挖施工

按设计坡率开挖边坡，采用自上而下、分段跳槽开挖、开挖一级、支护一级的逆作法信息化施工。同时需及时作好施工地质编录工作。

开挖边坡施工工艺：施工准备→测量放样→开挖施工→修整边坡。

清方开挖之前，应做好坡顶截水沟，确保雨季排水通畅。

4.5 挂网喷混

（1）施工中按照如下顺序进行：清理边坡－设置锚杆孔－清孔－放入锚杆－加压－（0.4～0.8 MPa）注浆－挂网－喷混凝土。

（2）在孔内砂浆充分凝固后挂网，骨架筋与锚杆间应逐点弯折绑扎，每段喷层内铁丝网连续配置；纵向层之间的竖筋用对钩连接，竖筋与横筋之间用铁丝固定；坡面上下段铁丝网搭接长度大于30 cm且焊接。喷射混凝土分两层施工，每层厚5cm。

（3）喷混凝土层每间隔15 m设一纵向伸缩缝，伸缩缝宽20 mm，内填沥青防水材料。

（4）边坡中设置排水孔（内置φ50软式透水管）排除边坡地下水，排水孔底部用透水土工布包扎，泄水孔长度为3 m。边坡喷混凝土时对其出口遮挡以防堵塞。

（5）锚杆间距为3 m，锚杆距坡顶和坡底的距离可根据坡长适当调整，但不应大于2 m。

（6）水泥为32.5级普通硅酸盐水泥，含泥量小于3%的中粗砂，配合比（水泥：砂：石=1∶2∶0.3）。

5 结语

本文结合某山区在建公路的滑坡应急抢险工程实例，对主要结论如下：

（1）滑坡应急抢险工程往往来不及等对现场进行勘察后根据勘察资料进行设计，可以采用通过对现场测量地形及裂缝情况，列式反演出滑动土体的C和φ值，从而作为边坡治理设计的依据。

（2）本文在分析和研究该工程滑坡灾害体的分布特征、稳定状态、滑坡体的变形破坏模式及其变形破坏过程背景的基础上,通过反演的参数进行计算，有针性地提出对滑坡体的应急治理工程措施,并对治理工程进行了施工图设计。