浏大公路滑坡稳定分析及治理技术

2012-06-30何方

湖南交通科技 2012年2期

何方

(湖南省公路管理局，湖南长沙 410000)

滑坡是山区公路一种常见的自然灾害，往往对公路运营造成严重安全隐患。引起滑坡的因素很多，因此滑坡处理技术也很多，下面介绍浏大公路k31+380处滑坡稳定分析及治理技术。

1 项目简介

浏大公路k31+380山体滑坡，地处浏大公路k31+260～k31+440为路堑式高边坡，东端北侧东接江西境约1 km，属丘陵地带，边坡依山脊走势而生，北高南低，相对高差约80～120 m，植被稀疏，坡脚40°～50°。原边坡已设置了挡墙、截水沟、草皮等简易防护，经过2002年和2009年滑坡后，挡墙已出现裂痕，部分地段已坍塌，近期由于地质与气候等因素作用，致使坡体不断变形，坡体出现明显的坍塌，位移、滑动面大，特别是k31+380处，滑动、位移尤为突出，出现极其严重的险情，对公路运营和周边居民生产生活形成重大安全隐患。

2 地质水文情况

2.1 地层岩性

经过地质勘察和物理勘察，结合现场路勘，k31+380边坡此处地质情况非常复杂，坡体的断层多，山体下可能存在采空区。该处边坡内部岩层由新及老为:

1)第四系全新统:

人工杂填土:褐红色、灰褐色，松散－稍密状态，以碎石、煤屑为主，含水量在50%左右，厚度0～1.1 m，分布在边坡表层。

土夹石:褐黄色，稍密－中密状态，以石英砂岩和页岩为主，含水量在70%左右，厚度3.2～8.4 m，系坡积成因。

2)第四系更新统:

块石:灰褐色，稍密－中密状态，以石英砂岩和页岩为主，含水量多大于70%，厚度0.7～5.9 m，系坡积、残积成因。

3)三叠系上统:

页岩:全－强风化层，灰色、褐灰色，岩石较软，遇水浸泡表层易软化，手易折断，成碎片状、土桩状，分布在滑坡东部，厚度0～3.2 m。

石英砂岩:强风化岩层，褐黄色、灰白色，砂粒结构，中厚层角砾状结构，节理裂隙发育，岩石坚硬，遇水浸泡后呈散状，场内均有分布，厚度0～7.2 m。

煤层:黑色，鳞片状结构，岩石富水性较好，胶结较弱，岩石较软，含硅质岩角砾，仅分布在滑坡体东部，厚度0～12.5 m。

2.2 区域地质构造

根据区域地质资料，区域附近无大的区域构造通过，受其影响而产生的次级褶皱，在滑坡体附近有所表现，岩层产状变化较大，总体走向120°～150°，倾角21°～35°。软质岩层有明显挤压擦痕，无较大的断裂构造。

2.3 水文地质条件

边坡水文地质条件较简单，地下水主要为第四系覆盖层中孔隙水和基岩裂隙水，边坡北部以石英砂岩为主，含水性弱，地下水位埋深较大，多在9.8 m以上，东南部下伏煤层，富水性较好，地下水位埋深较浅，多在2.3～4.8 m之间，且附近多处泉水出露，出露泉水最大流量为10 L/s。

区段以大气补水为主，地下水随季节变化不均，水交替迅速，直接排泄于溪沟，由于煤系地层的强富水性，对边坡的稳定会产生一定的影响。

3 滑坡成因及稳定分析

k31+380地质非常复杂，坡体断层面多，强度低，容易产生滑坡。煤系地层主要分布在边坡东南地势较低地段，强度低，富水性好，周边可见人工采挖的痕迹，在覆盖层的自重和地下水的侵蚀等多重作用下，沿岩石界面和侵蚀产生滑动，其附近可见泉水露头和边坡坍塌现象。由于软弱夹层和岩石分界面等综合作用，本区域存在深层(第三系)主控滑动面，另外第四系内部，及第三系与第四系分界面存在浅层滑动。受不均匀风化的影响，边坡北部险峻山崖经常有崩塌落石，最大直径达5 m，滚动距离可延绵几公里，落石巨大的冲量能破坏边坡的稳定。

滑坡剩余下滑力采用传递系数法，把整个边坡分成四段，见图1。

图1 传递系数法计算剩余下滑力

计算滑坡推力时应考虑的荷载:滑体重力、滑坡体上建筑物产生的附加荷载、地下水产生的荷载(包括静水压力和动水压力)、动荷载(如汽车荷载)等永久荷载，以及地震水平作用力、作用在滑体上的施工临时荷载。

根据《公路桥涵地基基础设计规范》和《公路工程地质勘察规范》以及岩土室内试验资料、极限平衡反算值、工程地质类比经验数据，结合原位测试数据，确定主要的岩土力学指标如表1。

表1 主要的岩土力学指标

根据现场滑坡区地形、地质资料及目前边坡的稳定情况，选取k31+380作为典型的横断面计算，滑坡的安全系数为0.896，根据《公路路基设计规范》(JTG D30－2004)规定:滑坡体计算的稳定系数Fs小于1.15，与当前滑坡体的状态比较吻合，处于不稳定状态。当抗滑安全系数设定为1.1时，经计算得出设计支挡结构所承受的推力为774 kN/m。

4 处理方案

治理工程的设计在贯彻安全、合理、经济的设计原则，保证安全和正常使用的前提下，寻求方便施工、对环境影响小、最经济的结构形式。

滑坡治理方案为先削坡，减小下滑力，再以“抗滑桩+格构锚杆+截排水+裂缝封填+人字形骨架护坡+树根桩加固坡脚+修复已建挡墙”治理(见图2)，削方时，应从上往下分层分段开挖。削坡后，设置两级平台宽5.0 m，下部为格构锚杆支护，上部为人字形骨架护坡支护，一级平台设置抗滑桩，并设置树根桩稳固坡脚后，再对下部挡墙进行修复。

抗滑桩为矩形截面，采用人工挖孔桩，尺寸1.6 m ×2.0 m，桩心距 4.0 m，桩长L=20.0 m。

锚杆采用Ф28的螺纹钢，长度为15 m，骨架为C25钢筋混凝土。

截水沟分为 A型和 B型，A型水沟尺寸600 mm×450 mm，布设于滑坡体内，B型水沟尺寸600 mm×600 mm，布设于滑坡体周界以外。滑坡体深层排水采取用软式透水管将地下水引排出滑坡体。

采用人字形骨架植草进行护坡和加固，滑坡体坡面采用人字形片石骨架护坡，纵横间距为2.5 m×3.5 m，M7.5 砂浆浆砌片石砌筑，网格骨架间铺设草皮或种植灌木等绿化护坡，以防雨水冲刷，保证坡体表层土体的稳定，消除其对道路与居民安置区的威胁。

对坡体裂缝进行封闭。挡墙变形破坏严重处，应拆除重建，其余部分挡墙轻微变形裂缝采用1∶1纯水泥浆灌浆嵌补加固，对路面破损较严重处进行修复。