公路路堑边坡滑坡治理的探讨

陈建军

（山西路桥集团 晋南项目管理有限公司，山西 太原 030006）

1 工程背景

某公路工程，采用双向四车道一级公路标准建设，设计速度60 km/h，路基宽度 24.5 m。主线K3+000—K3+270段路堑左侧二级边坡上为改路，改路左侧为深挖方，最大挖深约40 m。2019年8月14日，主线K3+100—K3+270段挖至路基设计标高后，改路路基上发现裂缝。17日，路堑边坡以及距离主线K3+100路基设计线左侧200 m处的山坡上发现多处裂缝。随后专业人员对滑坡体及其外围开展了大量的现场调查工作，对滑坡的各要素、裂缝、滑面、前缘隆起，特别是后缘裂缝、侧壁裂缝、前缘剪出口、前缘坡面鼓胀裂缝、岩土体构成等进行了详细观察、测量、调查和记录。22日，主线K3+070路基上发现7 m长剪出裂缝。23日，观测坑内，滑面油漆线错动近1 cm。24日，主线K3+150路基上发现14 m长剪出裂缝，主线一级边坡上不断有岩块掉落现象发生，K3+080处出现少量（2～3 m3）岩体塌落。

该边坡短时间内发生较大变形与明显位移，且正值雨季，为确保施工安全及处治效果，需尽快制定处治方案并及时进行处治。

2 滑坡原因分析

2.1 气候及水文条件

滑坡区降水主要集中在7、8月，历年最大降水量661.8 mm，且短时间集中降雨量较大，根据气象资料，当年依然维持这一规律。由于人为种地整修，滑坡中部地形呈峁状，形成了较大面积的汇、积水区，加上地表径流条件不佳，地表土质松软、多孔隙，降雨时，雨水逐渐入渗，对黄土层增湿增重，遇到砂质泥岩和泥质砂岩，特别是泥页岩软弱岩层等相对隔水层时，在砂、泥岩接触带的软弱结构面上形成暂时性富水带，不仅严重降低了岩土体的抗剪强度，还大大增加了上方岩土体的重量，一方面使下滑力增大，另一方面使抗滑力减小，灰绿色-紫红色泥页岩软弱结构面上的下滑力超越了抗滑力，从而产生了滑移运动，这是诱因之一。

2.2 人类工程活动[1]

由于公路路基开挖，形成高约40 m的人工边坡[改线以上边坡进行了刷坡和少量卸荷，主线一、二级边坡（16 m）进行了开挖卸载]，使多层泥页岩软弱夹层在一级边坡上出露；路基施工时挖除了部分起到反压抗滑作用的坡脚岩土体，使抗滑力减小，同时，开挖使边坡变陡，顺坡构造更加明显，巨大临空面的产生，为滑坡形成和滑动提供了空间条件。

2.3 项目处在古滑坡带上

该路段处历史上曾发生过大规模的滑坡运动，中间有地质岩性破碎、松散，不成纹理的夹层，且向下倾斜，朝向路堑临空面。受两山夹一河的地形限制，公路线形只能选在河边一侧半山腰处，傍河或穿河而过。这是该滑坡产生的潜在基本条件。

3 滑坡基本特征及类别

3.1 滑坡地貌特征

滑坡区整体呈扇形，由于滑坡处于蠕变阶段，没有发生大距离的滑动破坏，仍然保持了原始地貌特征。沿滑坡边界线（特别是后缘、侧壁）已发育5～20 cm宽的拉张、拉剪、鼓胀、冲剪裂缝。滑体后缘发育出一条长度约80 m、高度0.1～0.2 m的弧形陡坎或裂缝（错台），坎壁滑痕清晰可见。滑坡侧壁裂缝在山坡上基本贯通，并不断向前缘发展延伸。前缘位于该路左侧边坡西侧6～8 m处，局部形成明显的鼓胀剪出口，隆起部分的走向与公路中线平行，前缘局部形成崩坍体散落于道路上，道路边沟被掩埋，二级边坡平台上（改路路面）出现多条拉张裂缝，裂缝走向不定，弧形弯曲，宽度较大，呈网状、羽状发育；一、二级边坡上发育多条垂直向挤压鼓胀裂缝（见图1）。

图1 滑坡形态图

3.2 滑坡形态及规模

根据地勘报告，滑坡后缘最远处裂缝距主线左幅中线约240 m，滑坡左侧壁裂缝顺南侧沟谷外跨越小山脊向下延伸至ZK3+270左约30 m处，右侧壁裂缝顺北侧沟谷外跨越较大山脊向下延伸至改路GLK0+040处，滑坡主滑方向为233°，后缘和两侧壁裂缝发育较完整；滑坡前缘宽度约310 m，前缘剪出口局部形成。

滑坡平面上呈扇形。坡面上由于人类生产活动和工程活动被改造成台阶庄稼地。

根据工程地质调查及勘探，该滑坡体纵向长度约240 m，横向宽度10～310 m，平均宽度约250 m，面积约 60 000 m2，滑体平均厚度约 18 m，总体积约108万m3。按滑体体积分类，该滑坡属巨型滑坡。

4 治理原则及处治方案

4.1 处治原则

a）以防为主、防治结合，扎实根治，不留后患[2]。

b）因地制宜，采取降荷、支挡防护等综合治理措施，保证滑坡稳定。

c）动态设计，信息法施工，现场实际与设计不符时，及时反馈有关信息。

4.2 处治方案

依据钻孔地质剖面，对该滑坡进行了稳定性分析计算。计算结果表明，稳定系数均小于1.0，该滑坡为不稳定状态。坡脚剩余下滑力高达5 000～8 000 kN，难以直接对其进行支挡防护，因此对滑坡体采用应急临时反压+卸载+支挡+坡面防护+防排水+监测的方案进行综合治理。

4.2.1 应急临时反压

据现场调查情况及监测数据分析，初步判断，该滑坡体正处于后缘张拉、侧壁拉剪、前缘剪出口逐渐形成的蠕动阶段，其快速滑移的危险性很大。为最大限度地减轻地质灾害造成的损失，确保人的生命和财产安全，采取了临时反压加卸载的应急处治措施。

从改路三级边坡平台（标高738 m）以上区域开始卸载，同时在主线路堑左侧坡脚（路基标高以上）回填反压，反压回填高度为12 m，底面宽度25 m，反压边坡坡率采用1∶1，反压土方须分层回填、分层碾压，压实度不小于85%.首先进行反压，确保坡脚两层边坡稳定，反压土方直接利用卸载土方。反压段落为ZK3+038—ZK3+228段，高 16 m。

4.2.2 滑坡体卸载

对滑坡体后缘采取卸载的方式，降低滑坡体下滑力。卸载方案为：在改路碎落台一侧，增加12 m宽平台，由下向上，坡率1∶1.5，高度为8 m，设置45 m平台；坡率 1∶1.5，高度为 8 m，设置 30 m平台；坡率1∶1.5，高度为8 m，设置30 m平台刷至滑面；坡率1∶1刷坡至坡顶，具体卸载方案如图2所示。

图2 卸载方案图

4.2.3 支挡措施

a）依据对滑坡推力计算，对滑坡体ZK3+060—ZK3+190段采用抗滑桩进行支挡，抗滑桩采用人工挖孔灌注桩，布置方式如下：

（a）ZK3+060—ZK3+100段，主线左侧坡脚位置设置抗滑桩，抗滑桩截面尺寸均为1.5 m×2.5 m，桩中心距6.0 m，桩长20.0 m，共布置6根桩。

（b）ZK3+100—ZK3+160段，主线左侧坡脚位置设置抗滑桩，抗滑桩截面尺寸均为2.0 m×3.0 m，桩中心距6.0 m，桩长20.0 m，共布置10根桩。

（c）ZK3+160—ZK3+190段，主线左侧坡脚位置设置抗滑桩，抗滑桩截面尺寸均为1.5 m×2.5 m，桩中心距6.0 m，桩长20.0 m，共布置5根桩。

b）在抗滑桩之间ZK3+059—ZK3+231段路基部分采用挡土墙进行支挡，墙身采用C20片石混凝土，顶部采用片石铺砌。

c）依据滑坡推力计算情况，在 ZK3+001—ZK3+060段主线左侧一级坡平台采用微型桩进行支挡。微型桩布置间距1.5 m，矩形布置，微型桩孔径φ200 mm，孔深16～26.7 m，孔内插入φ146 mm钢管，钢管壁厚6 mm，管内插入3根φ25的钢筋组成的钢筋笼，灌浆，顶面采用厚20 cm的C25水泥混凝土现浇顶梁连接。

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4.2.4 坡面加固

为保留边坡二级已施工的护面墙，在ZK3+060—ZK3+245段设置框架锚杆防护，框架间距为3.0 m×3.0 m，采用C30混凝土。经计算锚杆采用长度12 m，锚固端应设锚斜托、锚垫板，通过螺帽将锚杆固定并用混凝土封锚。

4.2.5 防排水设计

为防止地面水及地下水进入滑体，保证滑体稳定，该次排水设计采用截水沟和排水沟等排水设施，并与天然沟渠等构成综合排水系统，以减轻地表及地下水对滑坡体的危害。

4.2.6 边坡监测

该段滑坡范围内布置5个监测断面，每个断面的坡顶、坡脚、边坡平台等处设置位移观测桩，监测边坡的变形情况。

在路线调整后，利用路侧余宽，在桩后位置填土反压，填土顶面与桩顶标高齐平。其后填土应分段间隔12 m开挖并回填夯实，夯实采用小型机具，压实度不小于94%.填土上采用30 cm厚C20片石混凝土封闭。

4.2.8 裂缝封闭

对滑坡体表面未涉及开挖及回填的裂缝用2∶8灰土人工回填夯实，压实度应满足规范要求，进行封闭，处置深度和宽度均不得小于0.5 m，防止渗水。

4.2.9 生态防护

针对改路以上的4级边坡，采用喷播植草防护。喷射厚度20 cm，喷播客土中含植物种籽的基材混合料。

4.2.10 复垦

该次设计在卸载后边坡平台上进行复垦。

5 变形监测

该次滑坡监测和滑坡治理后的监测分为施工安全监测、防治效果监测及运营长期监测。建立以地表位移监测为主、深部位移监测为辅的监测网。

监测点根据滑坡和后期边坡变形地段、块体及组合特征等沿监测断面进行布设。对地表变形剧烈、滑坡体稳定性起关键作用的中腰地段和块体、抗滑支挡结构物进行重点控制。

6 结语

该滑坡工程处治完成后，经持续监控测量，滑坡体位移曲线趋于平缓，且运营两年来累计位移量仅有3 cm，可见原滑坡体得到了有效控制。该滑坡处治工程的成功实施，证明所采用的应急临时反压+卸载+支挡+坡面防护+防排水的综合处治方案确实有效，可以确保滑坡处治后的长期稳定，保证公路的运营安全。