公路灾害特征及处治设计分析

摘要：以习水县仙源镇新场村某四级公路为研究对象，分析公路滑坡变形破坏特征和环境特征，进而对公路滑坡成因机制进行分析；根据《公路滑坡防治设计规范》，对该公路滑坡的防治工程安全等级进行划分；针对本段灾害特征和方案对比，制定出采用“108钢管桩注浆+A级混凝土护栏+边沟+路面+标线”措施进行综合处治，希望能够为其他公路滑坡类似工程提供参考。

关键词：公路灾害滑坡变形破坏特征环境特征安全等级

中图分类号：TU753文献标识码：A文章编号：

AnalysisofCharacteristicsandTreatmentDesignofHighwayDisaster

WANGYoutao

ZunyiHighwayAdministrationofGuizhouProvince，ZunyiCity，GuizhouProvince，563000China）

Abstract：Takingafour-classhighwayinXinchangVillage，XianyuanTown，XishuiCountyastheresearchobject，inthisarticleanalyzesthedeformationandfailurecharacteristicsandenvironmentalcharacteristicsofhighwaylandslide，andthenitanalyzesthecausemechanismofhighwaylandslide;AccordingtoHighwayLandslidePreventionandControlDesignSpecification，thesecuritylevelofthehighway&nb_{Vt6SH6GOasNK+vC3UjqXwA==}sp;landslidepreventionandcontrolprojectisdivided;Basedonthecharacteristicsandcomparisonofdisasterplansinthissection，acomprehensivetreatmentmeasuresof“108steelpipepilegrouting+A-classconcreteguardrail+sideditch+pavement+marking”areformulated.Itishopedthatitcanprovidereferenceforothersimilarprojectsofhighwaylandslide.

KeyWords：Road;Landslide;Deformationandfailurecharacteristics;Environmentalcharacteristics;Securitylevel

引言

随着公路网络的不断拓展与交通量的持续增长，公路灾害问题已成为制约交通安全与可持续发展的关键因素之一。滑坡作为公路灾害的常见形式，其发生往往具有突发性、难以预测性和破坏性强的特点，给公路运营带来巨大挑战。因此，深入研究公路滑坡的成因机制、变形破坏特征及其有效的处治措施对于提高公路防灾减灾能力和保障交通运输安全具有重要意义。本文选取习水县仙源镇新场村某四级公路滑坡作为研究案例，通过详细的现场勘查、地质勘探和数据分析，并结合相关设计规范，对该滑坡的成因、变形破坏特征进行了全面剖析，并在此基础上，提出了针对性的综合处治方案。本文的研究不仅有助于解决该段公路滑坡的实际问题、提高公路的安全性和稳定性，同时也为类似公路滑坡的治理提供了宝贵的经验和参考，对于推动公路防灾减灾技术的发展和应用具有重要的现实意义。

1工程概况

根据自然灾害综合风险公路承灾体普查数据库信息，本工点承灾体风险类型为沉陷塌陷（见图1），风险等级为二级（较大），风险数据ID号：1057705526432890880。G352张巧线K847+300～K847+600段位于习水县仙源镇新场村，公路等级四级，路基宽度7.5m，其中，K847+428～K847+508段右侧路面出现裂缝，左侧矮路肩发生下沉、开裂、位移等灾害现象。该段经过多次路面处治，效果不理想。在强降雨及重车荷载下，路基将继续发生蠕动变形破坏，对公路运营安全构成隐患。K847+428～K847+508段处于弯道转直线段上，线路整体走向56°。该段为半填半挖路基，右侧挖方，切坡高度0～10m，现坡度30°～40°，坡面基岩裸露，无防护，边沟类型为土边沟，已被坡积物填满；左侧护肩高度1.5m，无护栏（原有示警墩已没于路面之下）。该路段每年均需进行路面养护，养护内容主要为加铺路面结构层，视沉降量加铺4～25cm不等。根据现场调查，本工点滑坡特征清楚，按滑坡进行勘察设计。

2环境特征

灾害区地貌为低中山剥蚀侵蚀山地地貌，舌状斜坡地形，自然斜坡坡度30°～40°，坡脚为沟谷，路线距沟谷高差80m，路线以半填半挖形式沿斜坡中部地带布设，坡面植被不发育。灾害区出露地层为三迭系下统夜郎组（T1y），岩性为灰、黄绿色页岩，强风化层厚0.9～1.6m；覆盖层分布有残坡积碎石土（Q4el+dl），厚0～2.0m；填筑土（Q4me）厚0.5～1.5m；弃土（Q4ml）厚0～1.5m。灾害区构造不发育，未见皱褶及断裂构造，岩体呈单斜产出，岩层产状340°∠30°，边坡岩体结构类型为层状同向结构，即顺向坡，该结构类型易沿层面或软弱夹层形成滑动面，坡脚切断后易产生顺层滑动。灾害区地震基本烈度为Ⅵ度，属非强震地区。灾害区地表水体不发育，仅坡脚发育季节性溪沟，灾害路段降水主要通过路基土边沟及K847+600处涵洞向坡脚沟谷排泄。

3滑坡变形破坏特征

3.1滑坡后缘

滑坡后缘位于路基右侧紧临路肩处，纵向上呈右凸的弧形裂缝，裂缝长约80m、宽1～20mm，裂缝左侧路基下沉1～30mm。滑坡后缘裂缝如图2所示。

3.2滑坡两侧周界

滑坡左侧边界位于K847+508处，主要表现为护肩被剪断和产生位移，剪出距离90cm，高差20cm。滑坡右边界位于K847+428处，主要表现为护肩剪断，裂缝宽1～5mm。滑坡两侧周界如图3所示。

3.3滑坡中部

滑坡中部主要表现为路基左侧护肩下沉、位移和爆肚，现路面已较护肩顶面高出约40cm，原示警墩已完全没于路面之下，护肩向外整体平移距离约0.9m，左侧大半幅路基整体下沉约1.0m。经调查访问，该灾害路段路基每年均会发生蠕动变形破坏，每年加铺厚度视裂缝两侧路面高差而变化，加铺厚度4～25cm不等。灾害特征如图4所示。

3.4滑坡前缘

滑坡前缘距路基左侧边缘7～11m，高差5～7m，主要表现为表层土体剪出。

3.5其他灾害特征

路基右侧边沟病害明显，沟帮破损，沟底受内侧坡积物充填堵塞，坡体局部有浅层滑塌，推挤路基边沟沟帮，堵塞边沟。灾害段路基左侧为80m深沟且两端为急弯，灾害段及其前后均无护栏。

4滑坡成因机制分析

结合现场地形地貌、地质条件、钻探揭露和调查访问，本段滑坡的形成有以下几方面影响因素[1-2]。

4.1地形地貌

本段处于山体斜坡地带中部，舌状斜坡地形，自然斜坡坡度30°～40°，路基为半填半挖路基，左侧形成临空面，为滑移灾害形成提供了地形条件。

4.2层岩性

（1）本段覆盖层为碎石土，该类土具有透水性好和滞水性差的特点，降水后，易沿孔隙下渗，沿岩土界面形成壤中径流，降低覆盖层物理力学指标，于基岩面形成薄弱带。

（2）本段出露及下伏基岩为页岩，该类岩具有暴露易风化和遇水易软化的特点，在接受降雨及覆盖层补给后，经裂隙沿层面径流，降低岩土界面物理力学指标，抗滑性能降低。

（3）本段边坡岩体结构类型为层状同向结构，即顺向坡，受沟谷深切割，岩体呈不连续状态（前缘切脚），表层岩体强风化，岩体极破碎，在超重车辆及强降雨作用下，上部土体易沿岩土界面和强风化界面产生滑移，并在斜坡薄弱地带剪出。

4.3强降雨

本段植被不发育，仅生长杂草，覆盖层透水性好和滞水性差，在强降雨条件下，土体快速达到饱和，自重增加，土体黏聚力和内摩擦角值快速降低。

4.4其他因素

公路右侧为土边沟，已堵塞，不能快速排水，强降雨汇流后穿过路面向路基右侧边坡排泄，同时，边沟水通过岩石层面下渗，软化路基。随着经济不断发展，行车荷载及交通量逐年增大。

综合上述因素，路基位于斜坡中部地带，为半填半挖路基；边坡岩体结构类型为顺向坡；覆盖层为碎石土，透水性好和滞水性差；下伏基岩为页岩，易风化和软化；右侧土边沟堵塞；在强降雨条件下，降水沿覆盖层及岩石节理裂隙和层面下渗，使岩土体快速饱和，自重增大，覆盖层、岩土界面和强风化界面物理力学指标快速降低[3]。

5防治工程安全等级划分

5.1滑坡分类

该段线路走向56°，主滑移方向330°，全段长79m，滑体最大垂厚3.5m，滑动断面平均面积25.5m2，滑动体积约2100m3，滑动面形态为圆弧形，滑体岩土构成为碎石土及部分极破碎强风化页岩层，滑坡类型为新发生小型浅层土质推移式滑坡。

5.2防治工程安全等级划分

本段滑坡规模为小型滑坡，滑坡影响范围内无高压输电塔、油所管道等重建筑物，无村庄和学校分布，公路以路堤形式通过滑坡中后部，根据《公路滑坡防治设计规范》（JTG/T3334—2018），确定本段滑坡危害程度为严重。本段公路等级为四级，危害程度为严重，根据《公路滑坡防治设计规范》（JTG/T3334—2018），确定本段滑坡防治工程安全等级为Ⅱ级。

6治理措施

6.1体处治措施

针对本段灾害特征并结合定量计算结果，结合方案对比，本段采取“直径108钢管桩注浆+A级混凝土护栏+边沟+路面+标线”措施进行综合处治。具体处治措施如下。

6.1.1钢管桩注浆

新建2排6m长微型钢管桩，钢管横向间距0.6m、纵向间距1.0m，交错布置。以钢筋混凝土护栏基础作为地系梁将钢管桩连接成整体，钢管桩伸入基础0.3m，材料采用直径108mm、壁厚4.0mm无缝钢管，并加工成钢花管进行注浆，钢管桩内插入3根φ32钢筋增强基抗剪强度。结合地区经验，注浆扩散半径取0.75m，注浆孔隙率取10%，注浆有效率取0.9，注浆耗损取1.10。

6.1.2混凝土护栏

灾害段路基左侧为80m深沟且两端为急弯，灾害段前后均无护栏，于路肩墙墙顶设置RrF-A-E2型混凝土护栏，大桩号侧延伸至K847+564处与有波形梁护栏搭接形成整体防护，避免中间出现缺口段。

6.1.3排水

按I型边沟（U型，尺寸40cm×40cm）新建路基边沟，并接入K847+580处涵洞。

6.1.4路面

灾害段主要按沥青路面结构图（I-2）恢复路面结构层，前后搭接段按沥青路面结构图（I-1）恢复路面。

6.1.5标线

按黄色实线恢复车行道分界线，标线类型双组份。

6.2施工顺序及施工技术要求

6.2.1施工顺序

征地→单向交通管制→场地平整→钢管桩注浆→混凝土护栏→边沟→路基路面→标线[4]。

6.2.2钢管桩施工技术要求

（1）钻孔前，需先进行场地平整，将障碍物清除，并事先了解好地下管线情况。

（2）钢管制作：根据设计方案要求的深度进行下料并加工。

（3）布孔：根据设计要求的间距和排距布孔，并做好标记。

（4）钻孔：将钻孔机安放在指定位置，安放水平，防止倾斜，施工钻孔采用干钻至设计有效深度。

（5）清孔：在注水泥浆前，要对桩孔进行清孔，清孔宜采用空压机，严禁用清水洗孔。

（6）安装下放钢管：待钻孔清洗后，及时在孔内安装预先制作好的钢管，钢管露出地面300mm。

（7）安装注浆管：注浆管由注浆机接入下入孔内的钢管上，接口采用丝口连接。

（8）注浆压力为0.2～0.4MPa，水灰比控制在0.4左右，直至水泥浆从管外流出为止，静待数分钟，再次加压，待水泥浆再次从钢管外流出为止，注浆宜采用跳桩注浆。

（9）桩位偏差不得大于50mm，桩径偏差不得大于4%，垂直度不超过1%。

（10）施工过程中，必须随时检查施工记录，并对照规定的施工工艺对每根工程桩进行质量评定，检查重点是水泥用量、桩长、桩径、注浆、压力等。

（11）水泥浆液必须搅拌均匀。如果因设备出故障或其他原因致使浆液搅拌时间超过3min，为了不影响桩身质量，应把浆液废弃。

（12）分析检查注浆效果。

6.2.3路面结构层

（1）路面面层的施工应严格执行《沥青路面施工及验收规范》有关规定，路面基层施工应严格执行《公路路面基层施工技术规范》有关规定，质量检验按二级公路标准执行。

（2）沥青面层和封层施工注意气候条件，当气温低于10℃时，应停止施工。当基层开裂时，应先在开裂部位灌注乳化沥青，再施工下封层。应严格控制沥青混合料的出厂正常温度、初碾温度及碾压终了温度，其控制值应符合《沥青路面施工及验收规范》的规定。

（3）注意拌和设备、摊铺设备及运输设备的匹配，摊铺中途不得出现停工待料现象。

（4）严格保证路面面层的平整度要求，并按规范要求严格进行高程控制。

（5）当遇水或下层潮湿时，不得摊铺沥青混合料。对未经压实即遭雨淋的沥青混合料，应全部清除，更换新料。沥青面层若不能连续施工时，应在该层上洒布黏层沥青。

（6）沥青混凝土以马歇尔试验密度为标准密度的压实度应达到95%。

6.3施工注意事项

（1）施工前，必须做好施工段落安全标志、安全锥、诱导标等临时交通设施的安放。

（2）施工期间，应加强对恶劣天气的关注，降雨天气不得进行注浆、混凝土浇筑等工艺施工。

（3）钢管桩桩顶设置有混凝土护栏，施工钢管桩时，应注意控制桩顶高程及外露长度。

（4）混凝土护栏施工时，应控制好泄水孔埋置高度，避免高出路面无法排水。

（5）边沟应进行放线施工，确保与两端护肩搭接平顺且线形平顺。沟底坡度应不小于3‰，确保排水顺畅。边沟开挖时，应避免对边坡的扰动。

（6）路面基层与两端原路基搭接处须进行挖台阶搭接。

（7）路面铺设时，应保持路拱坡度，平、纵指标均需与原路面搭接顺畅。

（8）全路段应统筹安排，控制好路基左、右侧结构物顶标高。

（9）全过程施工中，应加强对周边环境的观察。

6.4工程监测

本段滑坡防治工程安全等级为Ⅱ级，规模为小型，主要处治结构物为钢管桩注浆，结构简单。按照《公路滑坡防治设计规范》（JTG/T3334—2018），本项目应做施工安全监测，可不做防治效果监测和运营期长期监测。结合现场条件，施工过程中，施工单位可自行埋设简易位移设施进行施工监测，并加强对路面开裂特征的观察，一旦发现位移增大或有滑移迹象，应立即停止施工，做好警示及临时交通管制，及时通知各方，共同协商临时处治方案[5-6]。

（1）有关具体要求务必按图纸的“注”执行。

（2）各项工序必须严格按设计要求、施工规范及有关规定施工，确保施工质量，监理应按设计及相关规范严格把关。

（3）其他未尽事宜请按相关规范和标准执行，施工中如出现有关问题，请及时与建设方、监理单位及勘察设计人员联系，共同协商处理。

7结语

综上所述，在公路沉陷塌陷灾害特征及处治设计的过程中，把握好施工顺序及施工技术要求和工程监测是非常重要的。基于上述分析，该文提出了防治工程安全等级划分和治理措施，希望能够为其他公路滑坡类似工程提供参考。

参考文献

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