浅谈某水电站场内道路边坡牵引式滑坡综合治理

王海 李义

【摘 要】该文根据工程实例介绍了高边坡牵引式滑坡的综合治理问题。对于牵引式滑坡，其滑坡体呈弧形裂缝状态，并且有继续向高高程发展、延伸的趋势，并且坡脚无法清理施工，从而形成有效的挡护措施，以保障其边坡安全稳定。对于这种问题，可以通过分区综合治理来解决。首先保障裂缝上部区域稳定，使其滑坡体不往上部继续发展；再根据现场情况对已经失稳的滑坡體进行处理，使边坡安全稳定。

【关键词】牵引式滑坡；弧形裂缝；分区综合治理；锚杆锁口；格构护面

On the Comprehensive Treatment of Pull-type Landslide of Road Slope in a Hydropower Station

Wang Hai，Li Yi

（PowerChina Zhongnan Engineering Corporation Limited，Changsha 410014，Hunan，China）

Abstract：This paper introduces the comprehensive treatment of the high slope pull-type landslide based on the engineering example.For pull-type landslides，its landslide body is arc crack state，and there is a trend to continue to develop and extend to high altitude，and the foot of the slope cannot be cleaned up so as to form the effective retaining measures to ensure the safety and stability of the slope.For such a problem，we can solve it through zoning comprehensive treatment.First，we can guarantee the stability of the upper part of the crack，so that the landslide body can not continue to develop in the upper direction，then the landslide body that has already been unstable can be dealt with according to the situation of the site，to make the slope safe and stable.

Key Words：pull-type landslide；arc crack；zoning comprehensive treatment；bolt lock；lattice armor

1 概况

1.1 工程概况

某水电站工程③道路是场内主要上坝道路，在工程停工前的施工期间正常运行，工程停工后，当地居民在该道路内侧边坡上开荒种植了经济作物。工程复工后，大坝处于填筑高峰期，③道路作为交通的主动脉，上坝车辆频繁通过该道路。

2017年5月工程区连续降雨，且强度较大，造成③道路K0+460～K0+520路段内侧边坡塌方，并在后续几次阵雨天气中多次垮塌，垮塌型式成弧形裂缝状态，已扩展形成牵引式滑坡，并有继续向高高程发展的趋势。

为保障大坝填筑施工进度和道路临时通行安全需要，实行了交通管制，开通外侧半幅车道供上坝车辆通过，内侧半幅车道采用钢筋石笼临时挡护，坡面设置彩条布封闭，并在裂缝上部修筑截水沟，避免边坡继续遭雨水冲刷破坏，以保障道路临时通行安全，见图3。

1.2 地层岩性与地质构造

③道路滑坡处自然边坡坡度33°～43°，道路开挖边坡坡度53°～67°，道路已运行约12年。滑坡体处覆盖层为残坡积（Qedl）块石、碎石土，土质疏松。滑坡体处基岩为寒武系下统龙王庙组下段第二层（ ）灰绿色薄层钙质粉砂岩、板岩，岩层产状为N10°E、NW∠15°，与边坡构成近正交坡。边坡岩体风化以面状风化为主，强风化岩体较破碎，岩体质量类别为Ⅳ类，厚度20m～30m；天然状态下裂隙水、地下水水位在地表20m以下，基本位于弱风化岩体中，见图4。

边坡现垮塌范围高差约45m，滑坡处覆盖层厚5m～7m，覆盖层一直向上延伸至基岩陡坎附近（道路路面高程415m，基岩陡坎坎底高程690m，高差近280m），且上部覆盖层厚度较深，成分复杂，分布有架空状的崩塌堆积物（Qcol）、坡积和钙华堆积（Qdl+ch）等，若治理不及时，滑坡体很有可能进一步向上延伸、扩展，直接导致③道路交通阻断，影响大坝填筑、引水洞进水口施工等。

2 边坡垮塌原因分析

（1）、地质因素：受节理结构面影响，该段道路内侧边坡存在沿NE向中倾角结构面滑动或沿NE向结构面与NW向陡倾角结构面组合交线滑动的小塌方或失稳楔形体，见图5。

（2）、水文、环境因素：在工程停工后、复工前，该段道路内侧边坡表面植被被开垦，保水能力差。2017年5月中旬以后一段时间接连降雨，雨水大量下渗，导致斜坡土体饱和，斜坡下部的覆盖层与基岩界面积水，一方面增加了土体的重量，另一方面致使土体和土/石界面抗剪强度降低，最终致使边坡失稳。

（3）、施工影响：边坡失稳后，上坝车辆从外侧半幅车道通过，受车辆振动影响，加快加大了边坡垮塌速度及范围。

（4）、边坡失稳形态：边坡垮塌后，坡面裂缝成弧形状态逐渐向高高程发展[1]，变形越来越明显，变形量逐渐增大，裂缝后缘变形最大[2]，之后陆续发生数次小型牵引式滑坡，致使边坡垮塌范围逐渐扩大。

3 边坡治理方案

根据上述描述情况，③道路内侧边坡临空面仍在垮塌，且没有挡墙施工平台，为保障施工安全及技术可行，结合工程经验，提出分区治理方案。治理分上、中、下3段实施[3]，原则是在保障弧形裂缝上部稳定的情况下对塌方区进行施工处理。因此，把边坡治理分为4个区，从上到下依次为抢险加固区、开挖预留安全区、削坡防护区及浮渣清理区。分区治理示意图见图6。

4 边坡稳定计算分析

根据边坡垮塌原因分析及治理方案，采用相应的计算方法进行稳定分析。先计算原始边坡稳定情况，再对边坡进行分区计算分析，从而确定支护措施，论证治理方案的可行性。

4.1 计算原理

目前最实用的土体剪切破坏的分析方法是极限平衡分析法，该方法包括两个步骤：首先，对给定的滑动面使用简布法、摩根斯顿-普莱斯法（简称MP法）[4]、瑞典条分法、简化毕肖普法等计算安全系数；然后，在众多可行的滑动面中找出安全系数最小的滑动面作为最终解[4，5，6，7]。

由滑动土体条块i静力平衡、极限平衡及弯矩平衡，得到简化毕肖普法计算公式（3.6）[5]，条块作用力分析示意图见图7。

（3.6）[5]

由滑动土体条块i静力平衡、力距平衡，得到MP法计算公式（2.84、2.85）[4，6]

本文选取简化毕肖普法与MP法进行稳定计算，并对结果进行对比分析，以验证前述工程措施的合理性。

根据王浩等[8]（2007）的研究成果，边坡变形的各个阶段应具有不同的稳定状态和安全系数。参照其研究成果，将路堑高边坡变形分为4个阶段，对应稳定的安全系数Fs的评估区间范围和变形破坏特征如下，即蠕动阶段（1.05

4.2 边坡等级、状况及物理力学参数

根据《水电水利工程边坡设计规范》（DL/T 5353-2006）规定[9]，③道路边坡稳定按照A类枢纽工程Ⅱ级边坡设计。

4.3 计算分析

边坡分析选取两个典型剖面（1-1、2-2）

4.3.1 原始边坡

由表2计算结果可知，原始边坡在短暂状况安全稳定系数在0.98～1.02区间，处于滑动阶段（0.98

4.3.2 边坡分区稳定分析

分区治理常用的措施有削坡减载、坡面锚固及两者结合等方式。

4.3.2.1 抢险加固区

抢险加固区采用深锚杆锁口，保障裂缝上部区域稳定。其锚固抗拔长度应符合《地下厂房岩壁吊车梁设计规范》（NB/T 35079-2016）中5.3.6条规定[10]，拟定锚杆直径 36mm，锚杆长15.0m，俯角10°，入岩深度不小于4.50m，孔径为91mm，抗拔力约250KN。

经计算需设置3排 36@2000×2000锚杆，才能满足稳定要求。

4.3.2.2 削坡防护区

削坡防护区拟采用削坡减载和削坡减载+锚杆等处理措施。先进行削坡减载计算分析，当削坡减载不能满足边坡稳定时，再在坡面设置锚杆支护，然后再进行稳定计算。

1）、削坡減载

沿裂缝位置设置开口线进行削坡开挖，削坡坡度1：1.25，当开挖至覆盖层剩余厚度约2.0m时设置挡墙挡护

由表4计算结果可知，削坡减载后短暂状况下，2-2剖面计算结果不能满足稳定要求。

2）、削坡减载+锚杆

经计算分析，在削坡坡面设置系统锚杆支护，拟定锚杆直径 28mm，锚杆长6.0m，入岩深度不小于3.2m，孔径为76mm，抗拔力约150KN。

4.3.3 分析汇总

综上所述，将计算所得安全参数绘制成条形图

通过上、中、下分区计算分析后，在持久状况和偶然状况下，抢险加固区和削坡防护区采取措施后均能保障边坡稳定；在短暂状况下，抢险区+锚杆支护措施后满足边坡稳定要求，削坡区在削坡减载+锚杆支护后也满足边坡稳定要求，即该垮塌边坡经分区治理后边坡整体稳定满足规范要求。

5 方案实施及效果

5.1 方案实施

边坡分区治理采用的工程措施如下，边坡分区治理示意图见图16。

（1）、在抢险加固区设置长锚杆锁口，深排水孔排水（排水孔伸入至基岩面），再在坡面设置格构护面，锚杆外露部分设置成弯钩，弯钩部分与格构钢筋绑扎连接。利用锚杆锚固抗拔力和格构护面形成整体受力，保障抢险加固区上部边坡稳定。

（2）、削坡防护区采取沿裂缝位置设置开口线进行削坡开挖，削坡坡度1：1.25，当开挖至覆盖层剩余厚度约2.0m时设置挡墙挡护，削坡后坡面设置锚杆锚固，深排水孔排水，格构护面。挖槽前应先进行坡面锚杆及格构施工。

（3）、开挖预留安全区是抢险加固区与削坡防护区之间的过渡区域，是保障抢险加固区施工所预留的余地，待削坡防护区削坡后，一同进行坡面锚杆锚固，排水孔排水，格构护面。

（4）、浮渣清理区是边坡基本失稳及上部边坡垮塌浮渣堆积区。采取的措施是直接清理到基岩面，再对基岩面进行封闭锚固，同时设置系统排水孔。在挡土墙完工后再进行浮渣清理区施工。

5.2 实施效果

经上述工程措施处理后，边坡垮塌情况得到了极大的改善，有效地保障了坝体填筑的施工进度。

6 结论

1、对于高边坡牵引式滑坡问题（其滑坡体成弧形裂缝向上部延伸、扩展，且坡脚无法清理挡护施工），通过分区综合治理，先保障裂缝上部区域稳定，使其滑坡体不向上部方向发展，再根据现场情况对已经失稳的滑坡体进行处理。

2、对于坡度较陡，且覆盖层较厚的自然边坡，在无扰动时其处于稳定状态，当边坡被切脚扰动或坡面植被被破坏时，容易发生滑坡。根据本文计算分析，可采用深锚杆锚固锁口、格构护面防护，形成整体受力，保障边坡稳定。

参考文献：

[1] 王浩，王晓东，泮俊.超高路堑边坡治理工程案例研究Ⅰ：边坡失稳机制模拟分析[J].岩石力学与工程学报，2017，36（4）：899-909.

[2] 谷江波，柯善军，黄润太.黄金坪水电站边坡变形机制分析[J].水力发电，2016，42（3）：20-23.

[3] 王浩，王晓东，泮俊.超高路堑边坡治理工程案例研究Ⅱ：治理对策及其过程控制[J].岩石力学与工程学报，2017，36（5）：1152-1161.

[4] Morgenstern N R，Price V E.The Analysis of the Stability of General Slip Surfaces[J].Geotechnique，1968，15（1）：79-93.

[5] 陈祖煜.土质边坡稳定分析[M].北京：中国水利水电出版社，2003.

[6] 陈祖煜.土坡稳定分析通用条分法及其改进[J].岩土工程学报，1983，5（4）：11-27.

[7] 李亮，王玉杰，郑榕明.局部安全系数法在土坡稳定分析中的应用[J].建筑科学与工程学报，2008，25（2）：36-40.

[8] 王浩.岩质路堑高边坡设计理论和方法研究[D].中国铁道科学研究院，2007.

[9].DL/T 5353-2006 水电水利工程边坡设计规范[S].

[10].NB/T 35079-2016 地下厂房岩壁吊车梁设计规范[S].

作者简介：

王 海（1992.6-），男，湖南邵阳人，助理工程师，本科，主要从事施工导流工作。

（作者单位：中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司）