山区公路高陡堆积体滑坡防护技术研究

李晓迪 蒋瑜阳

（四川省公路规划勘察设计研究院有限公司）

1 工程概况

G544 线川主寺至九寨沟县城段道路“8.8”地震时局部遭受破坏，2018年9月，上四寨3 号中桥右侧斜坡受雨水影响，中上部发生浅层失稳变形开裂，坡表较为凌乱，如果进一步失稳滑移将威胁底部桥梁安全，需要研究专项治理方案。

1.1 地形地貌

场区为构造剥蚀高中山地貌，海拔2440～3590m，相对高差1150m。山体陡峻，斜坡为第四系松散体所覆盖，横坡约15～45°，中下部横坡较陡，上部稍缓，植被较发育。

1.2 地层岩性

据地面调查及钻探揭露，场地内地层主要为第四系全新统崩坡积层及三叠系下统菠茨沟组。各岩土层分述如下：

第四系全新统崩坡积层：为斜坡的主要覆盖层，结构不均，主要以碎石、块石为主，据钻探揭示，坡脚覆盖层厚度较大，约25～40m，坡顶覆盖层厚度较小，约为5～10m，整体呈稍密～中密。

碎石：褐灰色、黄灰色为主，石质成分主要为灰岩，板岩少量，其余为粉粘粒。结构不均，局部富集为角砾土。稍密～中密，干燥～潮湿，透水性较好。

块石：灰色、黄灰色为主，块石成分主要为灰岩等，板岩少量，余为粉粘粒，结构不均，局部角砾、碎石及粉粘粒集中，潮湿，透水性好，稍密～中密。

三叠系下统菠茨沟组：为场区下伏基岩主要地层，岩性以薄层～中厚层状灰岩与同色板岩呈韵律互层，结构不均，岩质较软。

灰岩：深灰色，矿物成分以方解石为主，粘土矿物次之，钙质胶结，隐晶质结构，薄层构造，岩体破碎。

板岩：深灰，灰黑色，主要矿物为粘土矿物，次为石英，云母少量，粉泥质结构，板状构造，成分不均。

1.3 地质构造及地震

工程区位于岷江断裂北段与塔藏断裂、虎牙断裂交汇处附近，其中岷江支断裂分支断层位于工点附近，但不具备发生地表断错的构造条件，对工程线路的影响较小。

据区域地质图及现场测得，岩体优势产状为20°∠30°，主要发育两组节理：L1：135°∠72°，为主控节理；L2：328°∠61°，岩体在层面、节理的切割下呈层状碎裂结构～薄层状结构。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015），场区地震动峰值加速度为0.20g，地震动反应谱特征周期为0.45s，地震设防烈度Ⅷ度。

1.4 气象、水文

场区属川西高原气候，夏秋之交，常出现冰雹、山洪、泥石流。区内年降雨量平均552.9mm，主要集中在5～9月，约占全年降雨量的75%。

场区地下水类型主要有第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水。

（1）孔隙水：主要赋存于第四系松散层中，由于坡度较陡，其一般具富水性较差、分布零星的特点。

（2）基岩裂隙水：主要赋存于基岩强风化带及构造裂隙中，受大气降水及降雨控制，补给源近，因场地山高坡陡，利于地下水排泄，因此该类地下水不丰富。

2 滑坡的变形特征及治理方案的选择

2.1 滑坡变形特征

该滑坡坡表植被发育，斜坡地形较陡，平均坡度约40°，斜坡整体由崩坡积体构成，上部坡体较薄，下部坡体较厚，表层土体较为松散，特别是陡坡地段稳定性较差，局部已产生滑塌或开裂蠕滑变形。

据现场调查，潜在失稳区Ⅱ已开裂变形，但还未整体滑塌，经测量，该段发育有两条裂缝，其中裂缝1 为主要裂缝，长约65m，后缘宽约1～1.5m，后缘下错1～1.8m，呈半圆弧形，开裂十分明显，裂缝2 为次要裂缝，长约19m，开裂宽约10cm，深约20cm，未见下错现象，坡表树木局部倾倒变形，该裂缝虽然较长，但暂时还未形成贯通性的裂缝，表明坡体浅层已处于临界状态，如遇暴雨极有可能引起浅层失稳滑塌，对下部桥梁安全造成威胁。

2.2 治理方案比选

滑坡治理工程设计中，常采用清方、抗滑桩支挡、边坡预应力锚杆锚索等措施，鉴于本滑坡坡面植被较丰富，且位于自然生态保护区，不适合进行大面积清方。坡度较陡，若采用设置抗滑桩，桩以上滑体存在冒顶剪出风险，综合比较选用预应力锚索对滑坡进行治理。

由于坡面不平整，设置框架梁锚索较困难，故选用竖梁锚索，避免因坡面不平整造成横、竖梁不协调。常用的预应力锚索有拉力型锚索和压力分散型锚索，根据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范GB50086-2015》中规定：拉力型锚索适用于锚固地层为硬岩、中硬岩或非软土层；压力分散型锚索适用于锚固地层为软岩、土层或腐蚀性较高的地层。本滑坡锚固地层灰岩破碎，为软岩。综合以上分析，本堆积体滑坡采用竖梁+压力分散型锚索进行治理。

3 滑坡治理方案设计

3.1 设计参数的选取

根据室内试验并结合工程地质类比，滑体土天然重度γ=20KN/m3，根据滑坡目前的变形状况，其在天然工况下的处于极限平衡状态，稳定系数K 取1.0，选取典型断面2-2’进行参数反演计算，采用简化毕肖普条分法反算，可得到滑带天然状态粘聚力C=10Kpa，内摩擦角φ=32.7°，暴雨状态下滑体土重度γ=21KN/m3，C=8Kpa，φ=30°。

3.2 不同工况下剩余下滑力计算

根据《公路路基设计规范JTGD30-2015》，滑坡剩余下滑力可采用传递系数法Ti=FsWisinαi+ψiTi-1-Wicosαitanφi-ci Li进行计算。

选取典型断面2-2’进行不同工况下滑坡最下条块最终剩余下滑推力计算，经计算天然工况安全系数K=1.20 时，剩余下滑力1349KN/m，暴雨工况安全系数K=1.15 时，剩余下滑力1571KN/m，地震工况安全系数K=1.10 时，剩余下滑力1440KN/m。

由计算结果可知，滑坡治理设计按暴雨工况下的剩余下滑力1571KN/m 进行设计。

3.3 治理方案设计

根据传递系数法，当Ti<0 时，应取Ti=0。当滑坡体最后一个条块的剩余下滑力小于或等于0 时，滑坡稳定，当大于0 时，滑坡不稳定。单根锚索设计锚固力600KN，按以下公式 Nsin （α+β） tanφ+ Ncos （α+β）计算增加的阻滑力。

拟在高程2510m 以上设置4 排12 列预应力垫墩锚索，在高程2530m 以上设置4 排10 列预应力垫墩锚索，在高程2548m 以上设置4 排8 列预应力垫墩锚索。

根据计算结果，暴雨工况下，坡面未设置锚索时，最后条块剩余下滑力=1571(kN)，分级设置锚索后，最后条块剩余下滑力＜0，由此可以判断分级锚索能起到较好的锚固边坡的效果。

4 结论

本文通过对山区公路的某高陡崩积体滑坡的变形特征及坡面形态进行分析，比较几种方案认为一坡面植被丰富不具备清方条件，二坡面较陡，设置抗滑桩，易发生上部冒顶风险，三本滑坡锚固地层灰岩破碎，为软岩。综合比选最终选择设置竖梁锚索（压力分散型），能较好的锚固边坡。本文提出了适用于该类高陡滑坡的最佳治理方案，为类似地质条件的滑坡治理提供参考。