贵州某高速公路顺层边坡处治方案与优化设计

阮高、龚晓星

（贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州贵阳550000）

1 工程概况

近年来随着贵州省经济建设的飞速发展，高速公路等基础设施建设也进入了一个全新的阶段。由于贵州山区地形起伏大，地貌多样，地质条件复杂，高速公路在建设过程中，难免出现各种问题，其中边坡的稳定性问题则是设计人员需要高度关注的重要课题之一。贵州特殊的地质环境，导致了边坡问题中的顺层边坡问题与工程建设的矛盾越来越突出。顺层边坡，尤其是具有软弱夹层的硬质岩边坡，会因为雨水侵蚀、施工扰动等外界因素而导致顺层滑移失稳。边坡的稳定性关系着工程运行和工程成本，甚至制约着工程的可行性，是高速公路安全、顺利建设的关键。且顺层滑坡具有滞后性和突发性，如若是设计出现偏差，或是施工处理不当，都会给工程运营带来较大的隐患。

贵州某高速公路顺层边坡路段位于云贵高原中部的西部高原山区，地势从整体上呈西低东高的特点。场区地形地貌类型为岩溶峰丛峡谷及其过渡类型，地形起伏较大，自然横坡较陡，沿线高程范围海拔为1148～1238m，相对高差90m。路基高边坡为上覆碎石土，下覆中风化灰岩夹泥岩[1]。

2 边坡处治

如图1所示，设计路段切割左侧山体而过。现场地质调绘及边坡开挖揭示：该路段上覆黏土夹碎石为2～4m，下覆三叠系中统关岭组中厚层状灰岩夹泥岩，岩体软硬相间，泥岩以条带及泥膜夹于灰岩及泥质灰岩中，强风化层厚5.0～7.0m，产状285o∠23o，岩层倾向路基。

由于岩体节理裂隙发育，软硬相间，施工路基时，若采用切脚开挖，易诱发灰岩层沿着泥岩层滑动，进而引发大型滑坡灾害。根据《公路路基设计规范》（JTG D30—2015），目标边坡的潜在滑动带属于软弱层带，其稳定性计算可采用平面解析法进行分析计算[2]：

式（1）～（5）中：

T——滑体每延米下滑力（kN/m）；

R——滑体每延米抗滑力（kN/m）；

c——滑动面处的岩土体黏聚力（kPa）；

j——滑动面处岩土体内摩擦角（°）；

L——滑动面长度（m）；

G——滑体单每延米度自重（kN/m）；

Gb——滑体每延米竖向附加荷载（kN/m）；

θ——滑动面倾角（°）；

U——滑面每延米总水压力（kN/m）；

V——滑坡后缘裂隙面上的每延米总水压力（kN/m）；

Q——滑体每延米水平荷载（kN/m）；

hw——滑坡后缘裂隙充水高度（m），根据裂隙情况及汇水条件确定[3]。

根据规范要求，设计段地勘试验资料以及经验校核数据、计算该边坡稳定性时，所采用的物理力学指标如表1。

表1 稳定性计算所采用的物理力学指标

经稳定性验算后，设计边坡按1∶0.25～1∶0.75 放坡，最大挖方边坡高17.2m，取正常工况下安全系数1.25 计算，边坡剩余下滑力为1298kN/m。第一级边坡采用抗滑桩及挡墙支挡，第二级边坡采用锚索竖梁及锚杆框架加固[4]，如图2所示。

3 优化设计

由于路基开挖及路基切角开挖的进行，观测到左侧坡体发生整体滑移破坏，边坡坡口线外60m 范围内的山体发现不同程度拉裂，张拉裂缝宽20～30cm，裂缝最大长度96m，且基本贯通，滑坡前缘位于路基设置抗滑桩处，高出路面标高3～4m，因此需对滑坡进行治理[5]。

由于滑体滑移距离较大，且整体较松散，应根据实际情况优化原始设计。优化后，目标地段主要采取顺层清方进行治理，同时调整边坡防护，如图3、图4所示。顺层清方后边坡最大高度为51.5m，共分5 级，第一至三级坡面设置锚杆框架植草防护[6]，锚杆长6m；第四、五级坡面植草绿化；ZK47+600 断面处侧向放坡与原设计相接，坡面设置锚杆框架植草防护，锚杆长9m。ZK47+680～ZK47+720 段边坡坡口线外5m设置截水沟，长度100m，与原设计截水沟接顺。

4 结语

顺层边坡问题在本高速项目中是较为突出的工程问题，处理不当将引起滑坡等地质灾害，严重影响和制约施工进度。本路段经治理后，边坡整体稳定，治理效果较好，目前该高速已经通车3年多，运营状况良好。顺层滑坡作为高速公路工程中常见的潜在危害，应该引起高度重视。勘察设计阶段应尽量降低边坡高度，加强对该类边坡调查及防护设计。施工阶段应按照规范及设计要求及时进行边坡防护。边坡防护设计应充分结合土石方及用地情况，采取以放缓边坡为主的支挡防护措施。勘察、设计与施工的有效结合是在工程实施过程中极为重要的环节。需要通过设计后期服务工作，加强对重要工点地质复核工作、贯彻动态设计理念，以减少工程建设中地质灾害发生的概率，保证项目建设顺利推进，达到降本增效的目的。