复杂公路滑坡机理分析及处治措施研究

摘要 该文以某市公路K5+875～K6+080段右侧边坡滑坡病害治理工程为研究对象，对公路滑坡进行可能性分析，并采用极限平衡法对其稳定性进行了判定。研究结果表明：滑坡的形成受到岩土体破碎、结构面倾向、地下水位变化等地质因素的显著影响，降雨入渗是诱发滑坡的关键因素。基于此，该文提出了包括加固工程、排水工程和植草绿化等在内的综合防治措施，旨在降低滑坡风险，确保公路工程安全。该研究成果可为类似公路滑坡灾害的防治提供理论依据和工程实践指导。

关键词 公路；滑坡分析；极限平衡法；稳定性；防治措施

中图分类号 U418 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）23-0079-03

0 引言

随着我国基建工程的快速发展，我国的公路建设工程日益增多，然而在各种因素的影响下，公路灾害时常发生，其中滑坡是公路工程最常见的一种灾害，在所有的公路工程灾害当中，滑坡对安全影响最大。滑坡是指当斜坡受到内外动力的影响时，岩土体可能会失去稳定性并开始向下滑动[1，2]。这种灾害在自然界中相对常见，而人类活动如工程建设等则可能成为其触发因素之一。一旦公路项目发生滑坡，将对生命财产安全构成严重威胁。鉴于此，该文对某公路工程项目的滑坡原因进行深入分析，随后使用极限平衡法对该公路工程的滑坡稳定性进行安全性判定，最后对其滑坡的治理措施进行探讨。

1 工程概况

该工程为某市公路路段K5+875～K6+080右侧边坡滑坡病害治理工程，工程地点位于某市的农场东北侧约200 m山坡。原设计边坡最高2级，后因雨季外侧山体开裂滑坡，最终调成9级边坡防护。因连续强降雨，边坡出现裂缝、下沉等问题，形成面积约为1.1万立方米、体积约为15万立方米的牵引式基岩切层滑坡。现计划采用刷坡卸载+支护工程方案进行边坡滑坡病害治理，包括加固、排水、植草绿化等工程。

2 公路滑坡可能性分析

在公路工程中，边坡的稳定性是确保道路安全运行的关键因素。边坡的失稳往往由多种因素共同作用导致，其中自然条件和人为因素均对边坡稳定性产生显著影响。

2.1 客观因素的影响

（1）地层与岩性的作用

地层和岩性是影响边坡稳定性的基础因素。在该工程中，松散的岩石和淤泥覆盖层，由于其抗剪强度较低，容易在重力作用下发生位移。此外，由于地质构造复杂多样性，例如存在节理或者断层，这也是降低边坡稳定性的重要因素[3]。

（2）地质构造的复杂性

地质构造的具体表现如岩石的断层、褶皱和节理等会极大地影响边坡的稳定性。查看地勘报告可知，该地区地质构造形式为岩石层状和岩石块状，就层间黏结力而言，块状岩石比层状岩石黏结力更强。层状岩石如果其倾向与边坡坡向一致时，那么发生滑坡的概率将大大增加。

（3）降水量的增加

该工程处于年降水量较大的地区，大量的降水会增加坡体的重量，同时水分的渗透作用会扩大地下裂隙，增加滑坡的风险。水的物理作用，如冲刷和软化，会导致泥沙流失和植被破坏，而化学作用则可能引起岩土体内部结构的质变，降低其强度。力学作用则体现在地下水对岩土体有效应力的减小，以及动水压力对边坡稳定性的负面影响。

（4）植被的影响作用

植被通过根系的固土作用，可以增强边坡的稳定性，同时其蒸腾作用有助于减少土体含水量，从而促进土体水分的排泄。

2.2 主观因素的影响

（1）公路线路设计的合理性

公路线路设计方案如果不合理，比如穿越地质条件不稳定的区域，就可能增加滑坡的风险。

（2）边坡的外部形状

边坡的高度与坡度等设计因素较大地影响着边坡稳定性，比如均质岩土边坡，随着边坡的增高，其稳定性将会降低。

（3）公路排水设计的完善性

由于该地区的年降雨量较大，对边坡的稳定性产生了较大的影响。如果由于排水设计不当而导致雨水长期累积在路面上，则会降低路面各方面力学性能，最终可能致使边坡失稳。

综上所述，山区公路边坡的稳定性受到自然条件和人为因素的共同影响。为了确保公路的安全运行，需要综合考虑这些因素，采取合理的措施以降低滑坡的风险。

3 滑坡稳定性判定

3.1 分析方法确定

通过调查可得出某市公路K5+875～K6+080段右侧滑坡为牵引式基岩切层滑坡，该公路路段产生滑移主要由于堑坡开挖和滑带土软化，经分析可将该公路路段的滑动面视为折线形，符合极限平衡法的使用前提，因此采用极限平衡法对滑坡的稳定性进行安全性判定，具体计算公式如下[4]：

式中：Kf——滑坡稳定系数；A——地震加速度（g），取值0.1；Wi——第i块段的重量（kN/m）；Ti——第i块滑动面上的下滑力（kN/m）；αi——第i块段滑动面倾角（°）；——第i块段土的内摩擦角（°）；Li——第i块段滑动面长度（m）；——第i块段地下水流向（°）；Ci——第i块段土的黏聚力（kPa）；Pi——滑坡推力（kN/m）；——传递系数；Ks——设计安全系数；ru——孔隙压力比；Ri——第i块滑动面上的抗滑力（kN/m）；Nwi——孔隙水压力（kN/m）。

3.2 选取分析剖面

滑坡不同位置的变形有不同差异，通常在边坡左右边界处变形处是最大，所以选取K5+900处边坡剖面1-1、K6+060处边坡剖面2-2、K6+080处边坡剖面3-3进行计算分析，各剖面条分图如下图所示。

3.3 计算工况确定

通过对路堑边坡变形的深入分析，得出该公路路段边坡失稳变形主要是由于路堑边坡开挖后产生了一定的临空面，且路堑边坡前两侧的软弱夹层暴露在临空面，同时该地区出现长时间连续强降雨，导致软弱夹层受水资源的影响强度增加，最终引起该坡体的蠕滑变形。该地区的地震烈度小于4度，所以该路段边坡的稳定性可分天然工况及暴雨工况进行计算分析。

3.4 滑坡稳定性分析

在确定分析方法、计算剖面、工程概况、计算参数后，将某公路路段K5+875～K6+080段右侧滑坡的三个纵剖面进行划分定并量计算。计算天然工况和暴雨工况下对应的稳定系数，再由稳定系数的数值对滑坡稳定状态进行判断，稳定系数分级和滑坡稳定性计算结果见表1和表2。

通过计算结果可得：在天然工况下，公路路段K5+875～K6+080段滑坡的两边稳定性较差，中部稳定性较好，整体处于相对安全状态。在实际勘察可以发现滑坡右侧有小规模滑塌，符合计算结果；在暴雨工况下K5+875～K6+080段滑坡处于危险状态，这是由于坡顶浅表层处的松散冲积层使得地表水更加容易下渗，同时后缘裂缝容易吸水，其产生较大的静水压力不利于边坡的稳定。综上所述，极限平衡法的分析结果和定性分析的结果一致。

4 降低滑坡风险防治措施

勘察结果显示，滑坡治理采用刷坡卸载+支护工程方案，具体采取措施如下：

（1）滑坡加固

在加固工程中，采取了多种措施以确保边坡的稳定性和安全性。首先，对于边坡刷坡卸载坡率进行了精细设计。第1级坡率为1∶0.5，第2级为1∶1.25，第3至第5级分别为1∶1.0～1∶1.5，第6至第8级为1∶1.25～1.5，第9级则为1∶0.75～1∶1.0。平台宽度则设定在2～8 m之间，以适应不同阶段的施工需求。

针对第1级边坡，拆除了原有的挡墙外，重新进行了片石混凝土挡土墙施工。并于K5+910～K5+980段挡土墙上布置地梁，该地梁采用预应力锚索与边坡锚固在一起，地梁嵌入坡面。

从第2级至第9级边坡采用预应力锚索框架加固，其中锚索选用6束钢绞线锚索，设计拉力范围在600～700 kN之间，以确保边坡的整体稳定。

此外，还在靠近桥台方向的侧坡新增了5根锚索抗滑桩。抗滑桩直径为2 m，地面上部分为方桩，截面尺寸为2 m×2 m；地面下部分为圆桩，直径同样为2 m。桩间距设定为6 m，并在桩间设置了钢筋混凝土板。板后回填了透水性材料并进行压实处理，以优化排水效果。同时，在桩顶设置了2孔预应力锚索，钻孔孔径也为150 mm，采用6束钢绞线锚索。在侧坡上部，还新增了预应力锚索垫墩，垫墩尺寸为1.5 m×1.5 m，以进一步提升边坡的稳定性。

（2）排水工程

第1级至第2级坡脚设计排水平孔，需要根据项目现场确定间距和打设长度。

（3）植草绿化及其他

坡面视坡率及地质条件采用TBS镀锌网植草灌、液压客土植草灌或拱形植草灌进行防护，具体位置见设计图件。

边坡高陡施工禁止一级挖到底，需要等待上一级防护做完才能进行下一步施工。

5 结语

该研究以某市公路K5+875～K6+080段右侧边坡滑坡病害治理工程为研究对象，采用极限平衡法作为主要研究方法，对该公路滑坡的稳定性进行了深入分析。通过对滑坡区域的地质条件、自然因素和人为活动的系统考察，该文研究得出以下结论：

在天然工况下，该区域的滑坡大体维持在相对稳定的状况，然而一旦遭遇极端降雨事件，滑坡的稳定性便会急剧下降，变得不稳定。针对这种情况，研究中提出了一整套防治策略，涵盖了边坡加固、地表与地下水疏导以及植被恢复等措施。此类措施的实施目的在于减少滑坡发生的概率，保障道路工程的稳定性和安全性。

参考文献

[1]胡浩.山区公路滑坡灾害的研究与防治[D].湖南：中南大学， 2010.

[2]李红刚.公路路基边坡滑坡坡体处治施工技术分析[J].交通科技与管理， 2024（14）：117-119.

[3]唐建.山区高速公路边坡滑坡病害及治理研究[J].模型世界， 2024（22）：185-187.

[4]俞椿辉.闽西北山区公路滑坡灾害成因分析和防治策略研究[D].福建：福建农林大学， 2017.