某公路滑坡的成因分析与防治措施

范一平

（山西省公路局 太原分局，山西 太原 030012）

1 概况

长治市长治县某地质灾害治理工程项目区位于山西省长治县南端，地貌上属长治盆地东南边缘低中山区，三面环山，地势总体上东、南、西高东北低，以村庄为源头发育有一条东北向沟谷。2003—2008年期间，该区域内道路、耕地相继出现多处不同程度的裂缝，最大裂缝宽度达40 cm，且有3处边坡滑塌，项目区的平面布置图见图1。

图1 项目区平面布置图

该区域内有村民152户，共计638人及456间房屋，潜在危害对象52户，182人，村内受损耕地面积70余亩，受影响道路900 m，受灾面积约5万m2，潜在经济损失1 800万元。急需对该地区进行地质灾害治理，确保群众的生命财产安全。

2 地质灾害产生原因分析

根据地质勘察资料，该区域共有3处边坡滑塌，分别为南坡山滑塌、后沟滑塌、东沟滑塌，均为沿土岩接触面产生的滑塌。滑塌体后缘有横向张性裂隙发育，滑坡前缘形成上小下大的塔式外貌，表面呈阶梯状和陡坎状。其中南坡山滑塌体岩性为第四系松散坡积物，滑床为二叠系上统上石盒子组泥页岩，岩层产状290°∠4°，滑坡后缘长320 m，宽61 m，滑坡体厚度0～15 m，坡度30°，坡向20°；后沟滑塌体岩性为第四系松散坡积物，滑床为二叠系上统上石盒子组泥页岩，滑坡后缘长265 m，宽45 m，滑坡体厚度0～20 m，坡度30°，坡向170°；东沟滑塌体岩性为第四系松散坡积物，滑床为二叠系上统上石盒子组泥页岩，岩层产状115°∠3°，坡度40°，坡向110°，滑坡后缘长290 m，宽52m，滑坡体厚度0～10 m。

对勘察资料进行分析认为，持续降水和大暴雪是造成大范围地质灾害的主要原因。一方面，由于坡体表面裂缝发育，排水不畅，坡面积水（雪）和沿土层下渗的水，由于其下伏岩层的隔水作用，使地下水不能继续向下入渗及时排泄，只能沿土岩接触面流动，造成土岩接触面软化形成软弱结构面，产生边坡滑塌，进而产生更多更大的裂缝；另一方面，由于房屋建设开挖也使边坡体处于不稳定状态[1]。

3 综合治理方案

3.1 综合治理原则

结合地形地质、村庄密集等特点，该地质灾害采用以下原则进行处理：

a）一次根治，不留后患。

b）工程治理和生态恢复相结合的综合治理方案。

3.2 边坡滑塌分析和计算[2]

a）选取滑动体主轴断面进行计算，计算后缘为滑坡体后缘张拉裂缝破裂面。

图2 地质纵断面图

b）推力计算时采用反算值。反算C、φ值时，以当前边坡处于极限稳定，取稳定系数Fs=0.95，并假定C值反算φ值。

c）滑面以上黄土为主，考虑其含水量较大并结合经验值，滑块密度平均值采用19.0 kN/m3。

d）计算滑动面为土岩接触面。

e）该区域地震基本烈度为Ⅵ度，根据相关规范，不考虑地震力的作用。

f）计算滑坡推力时，考虑各种不利因素，且有大量民房，为确保安全，安全系数按1.20取值。

根据滑坡形态及滑动方向，在滑动方向上确定了具有代表性的断面，其划分区块、滑坡形式可划为折线形，按照其形态将滑坡划分为2个条块，然后取单位宽度，采用传递系数法，按式（1）计算其下滑力为：

式中：Ti、Ti-1为第i和第i-1滑块剩余下滑力，kN/m；

Fs为稳定安全系数（初拟状态取0.95，安全状态取 1.2）；

Wi为第i滑块的自重力，kN/m；

Si为第 i滑块的面积，m2；

γi为第i滑块的重度，kN/m3（采用19.0 kN/m3）；

αi、αi-1为第 i和第 i-1滑块对应滑面的倾角，（°）；

Ψi为传递系数；

φi为第i滑块滑面内摩擦角，（°）；

ci为第i滑块滑面岩土黏聚力，kN/m；

Li为第i滑块滑面长度，m。

具体计算结果如表1。滑坡体最后一个条块的剩余下滑力均大于0，滑坡不稳定。经刷方减载处理后，其剩余下滑力均小于0，处于稳定状态。

表1 下滑力计算及治理措施一览表

3.3 综合治理方案

3.3.1 工程治理

3.3.1.1 刷方减载

根据下滑力计算结果，按1∶1～1∶2的缓边坡和大平台进行刷方减载。

3.3.1.2 支挡防护工程

在滑坡前缘设挡墙或护面墙进行支挡防护，基底设于岩石内，在土岩接触面设泄水管，确保滑坡体接触面排水通畅。

3.3.1.3 防排水工程

对坡体后缘以上的裂缝、落水洞进行回填；在坡体后缘和大平台上设截水沟，并通过急流槽把排水沟里的水引入自然沟谷中。

3.3.1.4 平整坡面

刷方减载后，对坡面进行平整，并对坡体的裂缝或陷穴进行夯实，使坡面平整密实，避免积水和渗漏。

3.3.2 生态恢复

对已遭破坏的生态环境，采用培土植草植树、修建防排水措施等多种手段进行水土保持，进而当地恢复自然生态。在实施过程中遵循适地、适树、适量的理念，选用当地植物种类进行绿化，达到与周围自然环境相一致的治理效果。

3.3.3 施工顺序

在施工过程中，一定要注意施工顺序，按自上而下的施工顺序进行：

a）对滑塌体后缘的裂缝、裂隙或陷穴灌缝并夯实，对易渗水的碎石土层进行清除或封闭。

b）结合地形对滑塌体后缘坡地进行生态恢复，种植树木或灌木，修建防排水沟，防止水土流失。

c）按设计由上至下逐级进行刷坡减载。

d）平整坡面，对坡面进行绿化植草。

e）路堑挡土墙砌筑。

3.3.4 变形监测与观测

施工过程中和施工完成后，定期对滑坡治理后的挡墙或护面墙进行变形监测和观测。监测工作时间为施工期和竣工后一年，监测频度与施工和降雨量相适应。一般施工期间每半月观测一次，雨季期间每周观测一次，大雨后增加观测一次；竣工后前6个月每月观测一次，以后每3个月观测一次[3]。

3.3.5 施工工艺、方法及注意事项

a）在施工过程中做到信息化施工，做好动态监测。

b）在施工过程中，一定要注意施工顺序，施工顺序一定要分清，确保施工安全。

c）由于村庄密集距民房较近，在实施施工时需采取相应措施，减少对房屋的影响。

d）在施工治理时应结合实际制定出完善的施工组织计划。

e）在施工中建立监测系统，在坡面上设置观测标志点和固定的坐标原点，测绘各标志点的相对坐标，记录在案。要定期观测、记录。在雨季或降水量较大时应加大测量密度，分析变化规律。

f）在滑坡地段，加强施工中观察和变形检测。

4 结语

地质灾害包括由于自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流等与地质作用有关的灾害。山西省地质灾害种类多、分布广、危害大，本文结合具体实例进行分析，提出了工程治理和生态恢复相结合的综合治理方案，为相关地质灾害治理提供借鉴。