某公路工程玄武岩风化地质滑坡及处治措施分析

任军

摘要 高速公路建设线路较长，地质状况复杂，极易产生边坡滑坡、坍塌等病害，尤其对于玄武岩风化地层，滑坡灾害更加频繁，严重影响道路施工及运营安全。鉴于此，文章依托某高速公路工程实践，针对玄武岩风化地质滑坡及处治措施展开综合探究，分析了滑坡形成原因，并对其稳定性实施计算评价。根据滑坡具体状况及稳定性评价结果，提出了四种不同的处治方案，通过经济性、安全性等各方面比较，确定了最佳处治方案，即边坡修整+抗滑桩加固+排水系统，取得了显著成效，具有重要的参考价值。

关键词 高速公路项目；玄武岩风化土质；滑坡成因；滑坡治理方案

中图分类号 U418.55文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）05-0111-03

0 引言

玄武岩呈节理裂隙发育，在干湿环境条件下，其風化程度较高，降雨条件下玄武岩表层土体吸水膨胀，迅速达到饱和状态，稳定性较差，极易产生坍塌、滑坡现象。为有效提升玄武岩风化地质边坡稳定性，保证高速公路建设及使用安全，该文依托某高速公路玄武岩滑坡处治案例，系统分析了滑坡形成原因，并提出了科学有效的处治措施，具有十分重要的实践意义。

1 工程概况

某高速公路项目，K50+240～K50+550段左侧路堑边坡，采用三级边坡，单级高为10 m，坡度1∶1。其中K50+420处距红线边缘65 m、80 m位置分别建有民房和220 kV高压输电塔。2019年10月二级边坡防护即将完工时，开始进行一级边坡施工，开挖过程中一级坡面产生沿道路纵向平行剪切裂缝，缝宽5 cm，且存在渗水现象。边坡顶部红线外侧30 m位置处存在2 m错台，地表产生大量裂缝，蔓延至民房区域，导致房屋外墙出现大面积开裂；坡面防护部分混凝土格栅及排水沟垮塌；K50+450～K50+500段距离道路中心线10 m位置出现挤出破坏。滑坡滑动方向大体垂直于道路中心线，滑体长、宽、厚分别为160 m、120 m和20 m，总体积为380 000 m3，潜在滑动体体积为540 000 m3，为大型滑坡。此滑坡平面如图1所示。

此滑坡地带属构造剥蚀中山地貌。海拔介于2 050～

2 200 m之间，构造深度为200～700 m。地层以P1-2玄武岩为主。地勘报告显示，滑坡区域地层分布包括第四系坡残积（Q4dl+el）层、二迭系上—下统（P1-2）地层。其地质结构图如图2所示。

2 滑坡成因分析

工程实践中，影响边坡滑坡的因素较多，通过调查分析，主要原因包括以下几个方面：

（1）地形因素。滑坡地段边坡地形陡峻，倾角为20 °～30 °。受边坡土体自身重力影响，边坡形成较大的重力势能[1-3]。

（2）地质条件。滑坡地段主要地质条件为玄武岩风化地层，质地疏松、孔隙较大，遇水易软化，强度显著下降。实地勘查显示，玄武岩风化层之间出现光滑构造面，摩阻力相对较小，是导致该滑坡产生的最主要原因。

（3）施工干扰。路堑开挖使边坡产生大面积临空，导致坡脚位置应力增大，滑坡体沿光滑构造面滑出，从而形成滑坡。

（4）降雨影响。场区内遭遇连续性降雨，在雨水渗透作用下，玄武岩残积土发生软化，强度显著下降，重量增加，进一步加剧滑坡产生[4]。

3 滑坡稳定性分析

3.1 计算参数选取

滑坡体以第四系玄武岩残积土、全—强风化玄武岩为主，属典型的岩土类滑坡。目前，该滑坡仍呈现滑动趋势，结合滑坡具体情况，稳定性系数取0.98。选择最薄弱部位2-2?断面实施稳定性分析，通过具体实验及数值计算，得到滑坡岩土技术指标参数[5]。

3.2 稳定性计算

滑坡地带地震最大烈度为Ⅷ度，地震加速度为0.20 g，应充分考虑地震影响。利用传递系数法对最薄弱部位2-2?断面稳定性实施计算，具体结果如表1所示。

从表1可知：天然、暴雨及地震工况下滑坡体均未达到稳定状态，仍旧处于滑动阶段，滑动体逐步带动上部结构滑移，使滑坡范围显著增大。所以，应先对滑坡实施应急处理，待其达到基本稳定状态时，再进行永久性加固处理。

4 滑坡处治方案优选

4.1 应急处治措施

因滑坡体附近分布民房与高压输电塔，并且房屋外墙出现裂缝，如果不及时对边坡实施加固处理，将会引发更加严重的后果。为此，根据现场实际情况，先对一级边坡剪切裂缝位置实施回填反压处理，处理完成后，通过位移观测滑坡基本达到稳定状态。在输电塔和民房中间部位布设3排规格为φ108 cm注浆管进行注浆加固，注浆管长度为9 m，布设间距为1.5 m，呈梅花形设置。

4.2 处治方案比选

参照滑坡体稳定性计算数据，并结合现场具体情况，初步拟定四种处治方案：

（1）方案一：对滑坡段线路进行改线，绕避滑坡区域，仅针对滑坡实施加固处理。线路改线后，对局部路堑实施回填。在边坡坡脚位置布设宽度为8 m、高度为10 m的柔性防护。在高压输电塔滑坡侧基础外围布设一排抗滑桩，共8根，单根长度25 m，同时对坡面进行生态防护，并完善排水系统。此方案会形成大量废弃工程，且需新建桥梁，综合成本约5 928万元[6]。

（2）方案二：保持线路平面布局不变，适当调整道路纵向坡度，尽可能降低对滑坡体的干扰，减小滑坡治理难度。道路纵坡调整后，在道路左侧边缘布设一排2.5 m×3 m抗滑桩，输电塔下方布设一排2 m×2.5 m抗滑桩，共7根，单根长度为25 m，同时对坡面进行生态防护，并完善排水系统。此方案会形成大量废弃工程，且需新建桥梁，综合成本约4 509万元。

（3）方案三：对边坡实施削坡并重新分级，在一级平台位置布设2.8 m×4 m抗滑桩，一级、三级坡面利用锚杆框格梁实施防护，二级坡面利用锚索框格梁实施防护，锚索共6根，长度30 m。输电塔下方布设一排2 m×2.5 m抗滑桩，共8根，单根长度为25 m，同时对坡面进行生态防护，并完善排水系统。总成本约3 145万元[7]。

（4）方案四：不改变道路线形，对边坡实施削坡并重新分级，分别在一级、二级边坡8 m和15 m宽平台上布设一排1.5 m×2 m和2 m×3 m抗滑桩；一级坡面利用锚杆框格梁进行防护；二级、三级坡面利用锚索框格梁进行防护，同时对坡面进行生态防护，并完善排水系统。总成本约2 173万元。

综合比较：方案一、二会形成大量废弃工程，资源浪费严重，成本较高，经济性较差；方案三抗滑桩截面较大，挖方量较大，存在较大安全风险，且成本较高；方案四设置双排抗滑桩，受力合理，安全性高，成本较低。经综合比选，最终确定采用方案四[8]。

4.3 滑坡處治措施

滑坡治理按照削坡后最薄弱部位滑坡推力进行设计，安全系数天然、暴雨、地震状态下分别取1.25、1.15和1.15。通过计算求得一级、二级平台抗滑桩最大滑坡推力分别为1 342 kN/m和1 929 kN/m[9]。

处理方案：

（1）在宽度为15 m的二级边坡平台上布设一排2 m×3 m锚索抗滑桩，共25根，单根长度25 m，桩顶部位布置一孔锚索，长度为35 m，锚固区长度10 m，锚索采用6根规格为φS15.2 mm高强低松弛1860级钢绞线编制而成，桩体布设间距中—中为6 m与7 m。

（2）在宽度为8 m的一级边坡平台上布设一排1.5 m×2 m抗滑桩，共39根，长度16～20 m，桩体布设间距中—中为6 m与7 m。

（3）一级坡面设置锚杆框格梁，锚杆长度12 m；二级、三级坡面设置锚索框格梁，锚索长度30 m、35 m，锚固区长度10 m，并进行生态防护[10]。

（4）完善排水系统，降低水损破坏。在距离强变形区域5 m处设置尺寸为0.6 m×0.6 m截水沟，各级平台处布设尺寸为0.6 m×0.6 m排水沟。

（5）各级边坡渗水部位布设仰斜式泄水孔，深度15×20 m，角度为8 °。滑坡处治设计平、剖面示意图如图3～4所示。

5 结论

综上所述，该文依托某高速公路工程实践，系统分析了滑坡形成原因，并对其稳定性实施计算评价，通过综合比选提出了最佳治理方案，具体结论如下：

（1）玄武岩风化路堑边坡滑坡影响因素较多，受地形及地质因素影响，玄武岩风化层之间容易形成光滑构造面，在雨水渗透作用下，玄武岩残积土发生软化，沿光滑构造面产生滑动。

（2）玄武岩风化地质滑坡治理时，应根据滑坡具体情况，综合经济、安全等各方面进行比较，从而确定最佳处治方案。

（3）玄武岩风化地质滑坡治理时，应先对边坡进行削坡处理，并进行重新分级，在边坡平台处设置抗滑桩进行加固，同时对坡面进行生态防护，完善排水系统，降低水损破坏，全面提升边坡稳定性。

参考文献

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[9]石天文， 刘朝跃. 贵州某高速公路滑坡成因及稳定性分析[J]. 黑龙江交通科技， 2020（3）： 31-32.

[10]石磊， 陈伟祥. 高速公路路堑边坡滑坡成因分析和处治措施[J]. 工程建设与设计， 2021（8）： 47-49.