广西浦清高速公路某段崩坡积体稳定性分析

高敬峰 邵主助，2

（1：中交第一航务工程局有限公司广西分公司，广西 玉林 537000；2：广西中交浦清高速公路有限公司，广西 玉林 537000）

1 工程概况

浦北至北流高速公路（以下简称“浦清高速公路”）为广西东南部正在建设的一条高速公路，也是《广西高速公路网规划修编》（2010—2020）中“纵4”的重要组成部分，该高速公路西起钦州市浦北县，顺接大塘至浦北高速公路终点，向东经玉林市博白县、陆川县、北流市，共经2地区、4县、14个乡镇、49个行政村，东至玉林市、北流市、清湾镇，接广东省罗定至信宜（粤桂界），是广西东融发展战略的重要出省高速通道之一。线路全长125.654 km，双向4车道、设计速度120 km/h、路基宽度26.5 m。主要工程为4 999 m,特大桥4座，20 704 m大桥64座，475.6m中桥5座，950m分离式立交10座，10477m隧道7座。其中高速公路主线桥梁、隧道总长34158.8m，桥隧比29.9%。互通式立交9处（其中枢纽互通式立交1处），服务区4处，收费站7处。

在山区修建高速公路往往需要进行大面积挖填方等土方工程，这无疑破坏了原有地质条件，另外南方暴雨频发，诱使工程滑坡的程度和范围不断扩大，影响和制约了公路建设进度并且威胁人民生命财产安全[1]。为保障人民财产安全及减少滑坡灾害对高速公路建设的影响，研究滑坡特征以及稳定性很有必要，而提出合理的工程处治措施也迫在眉睫[2]。2018年5月，由于强降雨的影响，浦清高速公路K59+400～K61+400段（三滩段）多处发生垮塌，该段存在多处不良地质体，尤其是崩坡积体（见图1）。因此，本文在野外工程地质调查基础上，对浦清高速公路K59+400～K61+400段3处崩坡积体（B3，B4，B5）进行定量稳定性分析，并提出合理的工程防治措施。

2 崩坡积体基本地质特征

2.1 区域地质及地震

研究区产于钦杭结合带西南段、云开隆起与钦防拗陷的边界断裂——博白-岑溪断裂带内，区域构造受加里东运动、印支运动以及燕山运动影响明显，NE向、SN向褶皱和断裂发育。根据《中国地震动参数区划图》GB 18306—2015[3]，研究区地震基本烈度为Ⅶ度，地震动峰值加速度在0.1 g，动反应谱特征周期0.35 s。

2.2 崩坡积体地质构造

对崩坡积体有影响的构造主要有背斜、次级断层及断层间存在的断层影响带。背斜走向NE47°～79°，两翼地层以泥盆系中统郁江组（D2y）中厚～薄层状砂岩、页岩为主，北西翼岩层产状320°～330°∠62 °～88 °，南东翼岩层产状 130 °～150 °∠50 °～62°。背斜属紧凑型小背斜，核部范围小，转折端地层相对较破碎。

对崩坡积体影响最大的次级断裂为三滩-塘肚断裂，该断裂为博白-北流褶断带的压性次级断层，分布于三滩、墨莱水、塘肚一带，西南端止于三滩区域断裂，区域延伸约14 km。

该断裂在本研究区走向NE46°～69°，倾向SE131°，倾角62°～68°，上盘主要为泥盆系中统郁江组（D2y）中厚～薄层泥质砂岩为主，地层产状320°∠68°，下盘以泥盆系中统郁江组（D2y）页岩为主，地层产状 300 °～313 °∠36 °～71 °，断距 0.2 m～0.5 m，断裂附近出现许多小褶皱，导致地层十分破碎。

2.3 崩坡积体水文地质条件

崩坡积体地下水类型主要有第四系松散岩类孔隙水、基岩风化裂隙水及断层影响带含水岩系，第四系全新统人工填筑土、残坡积层、崩坡积层和冲洪积层及滑坡堆积层为透含水层，断层影响带为相对透含水层，泥盆系中统郁江组（D2y）为相对隔水层，其含水性主要受构造裂的发育程所控制。

表1 崩坡积体基本特征

测区地下水的补给源主要是大气降水，线路区碎屑岩地层产状较陡，水系不发育，地形坡度较陡切割剧烈，降水渗入补给条件差，而排泄条件良好。少量降水渗入岩石裂隙中，裂隙是地下水的贮集场所，同时是补给、径流和排泄的重要通道，地下水顺岩层裂隙运移，因沟谷发育，地下水径流途径短，交替循环快，在地形底洼或受沟谷切割地段以泉的形式就地补给就地排泄出露地表。

2.4 崩坡积体基本形态、地形地貌以及地层岩性

崩坡积体（B3，B4，B5）基本形态、地形地貌以及地层岩性特征见表1。

3 稳定性定量分析

3.1 公式稳定性分析

据钻探和地调显示，崩坡积体滑面呈起伏不平的折线型，因此按照《岩土工程勘察规范》（2009年版）GB 50021—2001[4]推荐的公式对崩坡积体的整体稳定性和剩余下滑推力进行计算。

3.1.1 稳定性计算公式

崩坡积体整体稳定性计算见式（1）：

3.1.2 崩坡积体剩余下滑力计算公式

式（2）中：Pi，Pi-1为第 i块、第 i-1 块滑体的剩余下滑力，kN/m；Ψ为传递系数；Fst为滑坡推力计算安全系数；Ti为作用于i块滑动面上的滑动分力，kN/m；Ri为作用于第i块段的抗滑力，kN/m。

3.1.3 岩土参数取值

本次抗剪指标采用室内试验、反算法2种方法综合确定。

1）B3范围内土与基岩面，饱和快剪值δ=23°，c=37 kPa，含碎石角砾粉质粘土内饱和快剪值δ=23°，c=30 kPa。

2）B4范围内土与基岩面，饱和快剪值δ=24.5°，c=37 kPa。

3）B5主要由碎块石土组成，块石土内饱和快剪值δ=28°，c=33 kPa，土与断层影响带界面、强风化断层影响带内潜在滑带饱和快剪值δ=28.0°，c=33 kPa。

根据测试结果，崩坡积体重度天然平均值取24.3 kN/m3，饱和值根据经验取24.7 kN/m3。

3.1.4 计算结果

通过典型剖面计算显示，B3崩坡积体（典型剖面12-12，13-13，）在雨季（连降暴雨）工况下稳定系数F为1.073～1.541，剩余下滑力为0～1 228 kN/m；B4崩坡积体（典型剖面1-1，）在雨季（连降暴雨）工况下稳定系数F为1.101～1.115，剩余下滑力为919 kN/m～1 153 kN/m；B5崩坡积体（典型剖面 A-A，BB，）在雨季（连降暴雨）工况下稳定系数F为1.097～1.126，剩余下滑力为1 321 kN/m～1 761 kN/m。

根据计算结果，对崩坡积体进行稳定性分析评价，参照有关规范，稳定性状态划分标准为：稳定系数 F≥Fst为稳定，Fst＞F≥1.05 为基本稳定，1.05＞F≥1.0为欠稳定，F＜1.0为不稳定，其中Fst为边坡稳定安全系数，本文在雨季（连降暴雨）工况下取1.20，在天然工况下取1.25。

通过稳定性定量计算可以看出，B3，B4，B5崩坡积体目前整体处于基本稳定状态，但地层和基岩坡面产状较陡，软硬岩层相间分布，且底部有泥岩、页岩分布，岩层较破碎，地下水位相对较高，安全储备不足，故崩坡积体应属于潜在稳定性不良边坡，需结合人工开挖边坡采取工程措施进行治理。

3.2 GEO-SLOPE稳定性分析

本文崩坡积体稳定性分析采用加拿大的商业软件GEO-SLOPE的SLOPE/W模块，采用规范推荐的极限平衡法，包括Bishop法（简化毕肖甫法）、Janbu法（詹布法）和Morgenstern-Price法（摩根斯坦-普赖斯法）分别进行计算，主要考虑崩坡积体天然工况和暴雨工况，其稳定性分析结果见表2。

计算结果表明：

1）在天然工况下，B3，B4，B5 崩坡积体稳定性系数介于1.25～1.45之间，且局部稳定性系数＞整体稳定系数，崩坡积体都处于稳定状态，如图2（a）所示。

2）在暴雨工况下，B3，B4，B5崩坡积体稳定性系数介于1.05～1.25之间，且局部稳定性系数＞整体稳定系数，崩坡积体处于基本稳定状态，如图2（b）所示。

表2 崩坡积体稳定性计算成果

4 结语

稳定性分析结果表明，B3，B4，B5崩坡积体在天然工况下都处于稳定状态，在暴雨工况下处于基本稳定状态，但安全储备不足，建议采取工程措施进行治理。结合工程地质勘察情况，B3崩坡积体建议采取局部清方+抗滑挡墙+截排水系统；B4崩坡积体建议结合人工边坡治理，采用抗滑挡墙+截排水系统；B5崩坡积体建议结合人工边坡治理，采用坡面滑体物质清理+坡面格构锚杆框架+二级抗滑挡墙支挡+截排水系统。