某高速公路大桥处坡体滑坡灾害危险性评价及处治

曹欣宇，邹 彪

（贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550018）

0 引言

高速公路大桥坡体很容易因为降水以及地址的原因出现滑坡的灾害，其不仅会危害过往行人与行车的安全性，还会对周边居住的居民造成一定的不良影响，造成道路经济损失。本文结合某高速公路大桥坡体滑坡的案例对危险性及治理情况进行分析，改进高速公路大桥坡体滑坡的质量。

1 工程概况

1.1 道路情况

工程所在地为兴仁县潘家庄镇王家寨乡北西面，其主体为马路大桥，马路大桥位于兴仁县潘家庄镇王家寨乡北西面6.50km，为分幅桥。左幅设计起讫桩 号 为 ZK181 +662.321—ZK182 +077.448， 全 长415.127m。上部结构为10m×40m 先简支后结构连续预应力混凝土T 梁。右幅起讫设计桩号为YK181+716.748—YK182+163.704，全长446.956m。上部结构为11m×40m 先简支后结构连续预应力混凝土T 梁。下部构造为桥台采用U 台，桥墩采用柱式墩，墩台采用桩基础。

1.2 水文

该工程的水文条件所属区位于珠江流域北盘江水系，桥区横穿越2 条溪沟，除了依据2 条溪沟补充自身的水量之外，其还靠大气降水进行补给。该2 条溪沟位于分别位于2#桥墩、9#桥墩处，为常年溪流，常流量为2~5L/s，雨季为暂时性洪流[1]。

1.3 地层、岩性

在该工程中，其大桥地层构造由上至下最先包括块石土，其主要颜色为灰色，成分为砂岩，块径30~40cm，在工程中含量80%，余为黏土充填，稍密、稍湿，场区零星分布。下一层中主要包含碎石黏土，该层中的主要石头颜色为灰黄、灰黑色，含30~40%砂、泥岩碎石，可塑状，土质不均匀，场区均有分布，厚度3.5~9.3m，含碎石黏土为该滑坡的滑体物质。强风化泥质粉砂岩的颜色为灰黄、灰绿色，薄中厚层状，节理裂隙发育，岩体破碎，岩芯呈碎块状、块状，厚度3.6~7.6m，桥区均有分布。中风化泥质粉砂岩颜色为灰黑、深灰色，薄中厚层状，节理不发育，岩体较完整，岩质较软，岩芯呈柱状，其具体岩层情况如表1 所示。

表1 岩土情况

2 高速公路大桥处滑坡灾害危险性评价与防治方案

2.1 滑坡情况

2.1.1 滑坡特征

该滑坡位于纳兴高速公路马路大桥左侧。据调绘，坡体植被较发育，主要为杂草及少量灌木，自然坡度角约 20°～32°。滑坡后缘位于马路大桥左幅 4#～5#。滑坡区地形北东高南西低，分布高程1294～1380m，前后缘高差86m，长约220m，宽约130m，滑体平均厚度11m，滑体体积3.15×105m3，根据地面变形裂隙调查判定，滑坡主滑方向为314°，该滑坡为大型中层土质滑坡[2]，如图1所示。

图1 滑坡范围

滑坡总体形态大致呈撮箕状，滑坡后缘位于第四系含碎石粉质黏土之中，平面形态呈弧形，位于马路大桥左侧；中部受滑坡滑动的影响，坡面裂缝密集；在前缘形成剪出口。滑坡体后缘错台高约5cm，后缘裂缝最大延伸长度约54m，最大缝宽约0.3m，可见深度约0.5～5m；滑动方式为牵引式滑动。

2.1.2 滑动面特征及滑坡物质组成

根据地质调绘及钻探成果，滑坡体成分为含碎石黏土，据BZK2 深层位移监测成果，滑动面位于含碎石粉质黏土与强风化层交界处，滑动面埋深为9.5m。现滑体处于饱水状态。

2.1.3 滑坡机制

滑坡区自然坡度角约20°～32°，覆盖层较厚，约3.5～9.3m，为含碎石黏土、块石土，下伏基岩为二叠系龙潭煤系地层，为隔水岩组，在该大桥工程中，由于当地的实际气候降水量较大，且有两条溪沟进行降水补给，导致高速公路大导致高速公路大桥的土体长期处于饱水状态，导致整体土层的剪应力出现失衡状态，造成滑坡的灾害发生。现坡体处于滑动变形阶段，为牵引式土质滑坡[3]。

2.1.4 稳定性分析

该滑坡为牵引式土质滑坡，根据其破坏模式，滑坡滑动面为含碎石黏土与强风化层接触面，总体呈折线型如（图 3），取含碎石黏土参数 γ=17.9kN/m3，c=33kPa，φ=8.8°，采用简化Bishop 法计算，计算得安全系数K=0.97，为不稳定状态，处于滑动变形阶段。

2.2 滑坡防治方案建议

2.2.1 滑坡防治的紧迫性与必要性

该滑坡位于马路大桥左侧，滑坡后缘紧贴桥墩，目前滑坡处于蠕滑变形阶段，若不及时对滑坡进行加固处治，滑坡将进一步发展向桥位牵引，严重威胁纳兴高速公路运营安全及马路大桥桥梁结构稳定性。

2.2.2 滑坡防治工程方案建议

通过对滑坡的稳定性分析及计算，目前滑坡稳定性安全系数K=0.952，处于滑动变形阶段，未达到相关规范要求K=1.3 的安全标准。须对滑坡进行抗滑支挡加固处治，由于该滑坡规模较大，滑坡坡体上及前缘均无村民居住点及道路，若对整个滑坡采取综合治理，其工程处治费用极大。且桥位位于滑坡后缘，建议本次加固处治范围仅为桥区，对滑坡后缘进行支挡加固处治，确保桥位安全[4]。具体建议措施如下。

（1）4#、5#桥墩左侧设置抗滑桩，将滑坡与桥梁基础隔离。

（2）滑坡后缘外设置截水沟，将地表水引排出场区，避免地表水下渗后浸泡、软化土体。

（3）在治理前、治理期间及治理后，对滑坡体进行地表、桥梁及深部位移监测，及时了解滑坡动态，以便及时进行相应处治，避免滑坡活动造成人员伤亡及经济损失。

3 高速公路大桥处滑坡灾害处治措施及质量管理

本次设计主要对桥墩进行加固设计，未考虑整个滑坡体，滑坡体计算范围为滑坡后缘裂缝到拟支护位置，选取最不利断面进行圆弧滑动和折线滑动计算。同时，滑坡体后缘桥墩为重要构筑物，为确保桥墩的安全稳定，侧向岩土压力计算采用静止土压力。计算得出各断面剩余下滑力、侧向岩土压力如表2 所示，根据计算结果选取最大值进行应急抢险支护设计[5]。

表2 计算结果统计

根据表2 计算结果，选取两者最大值即剩余下滑力731.05kN/m 作为边坡支护设计标准值。为防止后缘裂缝的进一步往后迁移，在滑坡后缘采用隔断措施进行治理，从而保证马路大桥墩的稳定，确保大桥的高速公路营运安全。主要采用抗滑桩进行处治，抗滑桩采用圆形桩（本次为应急抢险工程，若采用方桩，其成孔为人工挖孔，工期慢，且该地层含有煤系地层，存在瓦斯、有毒气体等安全危险）。同时，为了防止裂缝后缘坡体及桥面雨水流入坡体中进一步软化岩土层，采用截水沟措施进行引排。综合技术经济、安全及工期要求，针对病害特点，采用“抗滑桩+截水沟+封闭裂缝”综合支护设计措施[6]。

3.1 抗滑桩

对马路大桥左幅4#及5#桥墩位置采用抗滑桩支挡，抗滑桩距桥墩边线为6m，抗滑桩采用圆形桩。抗滑桩桩径为2m，桩间距均为4m，抗滑桩共计15 根/313m。抗滑桩桩顶采用冠梁连接，冠梁宽2m，高1.5m，总长58m。

3.2 截水沟

于坡顶后缘裂缝外5m 处设置截水沟，沟底面保证0.5%的纵坡坡率，且截水沟位置应确保右幅桥面排下的雨水通过截水沟引排到溪沟中，施工过程中根据现场地形进行调整。

3.3 封闭裂缝

对左幅4#、5#桥墩处的后缘裂缝采用黏土封闭，约30m3。

3.4 安全管理

在施工过程中严格按照《公路养护安全作业规程》（JTG H30—2015）对高速公路养护施工作业的安全布控的规范要求，建立完善的预警系统，通过监测来分析桥梁的变形和位移情况，及时发现桥梁发生滑坡的迹象，并通过工程措施减少桥梁滑坡对桥梁结构可能造成的破坏影响。采用计算机辅助设计技术来分析各种工况下的最大安全荷载，将这些信息反馈到桥梁结构上，以避免由于荷载导致梁体发生破坏或变形，从而降低滑坡对桥梁结构带来的影响。采用计算机辅助设计技术来分析在不同工况下对梁体产生最大荷载的影响，以便根据实际情况来合理地选择桥梁荷载组合。此外，还应将滑坡预警系统与养护管理系统相结合。基于此，为确保工程质量以及工程建设期间不发生滑坡灾害事故，应加强安全管理工作。同时加强人员培训，使其能够树立起安全意识，特种人员需要具备专业证书与资质，并且在安全监管局备案登记，进而保障在施工过程中的稳定质量[7]。

3.5 质量规范控制

质量控制过程中需要依据相应的标准规范来进行，比如，混凝土标准需要依据《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204—2015），进行控制。水泥砂浆需要依据《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204—2015）。在单项工程验收的过程中，验收人员需要根据《公路路基施工技术规范》（JTG/T 3610—2019）、《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）这部分规范来对整体工程情况进行验收，以保证整体工程的质量。严格控制浆液水灰比，采用立式搅拌机拌浆，并在搅拌筒中标示水位标尺，以严格控制用水加入量。在必要的情况下，适当加入减水剂，并减小水灰比，注浆时应连续灌注，停泵时间不大于3min。而且在施工过程中也需要控制好相对应的施工手段技术，在施工之前，将相应的材料按照每20m3混凝土抽制一组试件送验，提供混凝土配合比试验报告及混凝土试件抗压检验报告，经过过检测合格之后方可进行使用。

4 结语

桥梁滑坡是高速公路桥梁常见的病害之一，严重威胁着人民群众生命财产安全。对桥体进行有效治理和预防非常重要。通过采取预防措施及工程技术措施，可提高桥体受力性能，提升桥梁结构的安全系数，从而有效防止了滑坡灾害，确保了公路行车安全。同时，采用先进技术、设备和手段能够有效控制大桥滑坡，并提高了大桥建设施工质量和养护管理水平。