云南某高速公路滑坡分析和处治方案设计

金黎

（云南省交通规划设计研究院有限公司 云南昆明 650011）

1 滑坡概况

K32+760-K32+900段滑坡处于一自然斜坡，斜坡坡度15-35°，开挖后坡体出现较多临空面，工程边坡坡体基岩出露，多呈全～强风化状，坡面形态呈台阶状。现滑坡前缘公路已基本开挖接近设计高程，开挖后上部出现了局部垮塌现象，坡体上半部出现裂缝，现已形成工程滑坡。

目前该段边坡处于蠕滑状态，但在暴雨及不利工况下，坡体还将会继续下滑破坏。随着挖方的加大，工程边坡上方自然坡体也出现大量裂缝，工程滑坡范围增大，边坡的应力平衡严重破坏，边坡变形蠕动不断加剧。如果不进行相应的滑坡处治，工程滑坡的范围将会加大加深，使滑坡后缘进一步向山体上部发展，造成滑坡规模进一步的扩大。

2 滑坡坡体物质组成及结构特征

滑坡坡体上半部分坡体多为麦地有覆盖层，下半部分坡体为开挖工程边坡，基岩出露。覆盖层为含碎石粉质黏土层，其结构松散，孔隙比较大，地表水下渗浸湿后，土体强度降低，工程力学性质降低；基岩为页岩，全～强风化层厚，岩体破碎，工程力学性质也较低。

3 滑坡发生机理分析

3.1 地形地貌

该段滑坡处于构造剥蚀中山地貌，山体总体坡度15°～35°为主。在长期的重力作用下，较为高陡的地形为斜坡岩土体储存了较大的势能，有利于滑坡地质灾害的形成发展。

3.2 地质构造

由于工程滑坡区位于长虫街弧形断层（属把边江断层北西向的延伸）南西侧200m左右，受断层影响，工程滑坡区岩层挤压严重，风化强烈，岩体极为破碎。整个工程滑坡区就是一个巨大的挤压破碎变形体。岩石产状层理凌乱，分布的岩层产状有 278°∠70°、245°∠40°、110°∠50°、317°∠30°、260°∠15°、305°∠18°，所有产状与坡面相切，工程滑坡为切层滑坡。

3.3 地层岩性

工程滑坡区地层岩性以全～强风化页岩层为主。风化页岩属极软质岩石，被水浸湿后，容易发生软化，强度降低。特别是在具有临空面，加之降水及地下水作用下，极易崩解软化，形成滑坡。

3.4 水文条件

水是滑坡产生的重要条件，滑坡的产生和发展多受水文地质条件控制。滑坡所在地区降雨量较多，且雨季持续时间较长。大量的降雨渗入，地下水丰富，钻孔揭露埋深0.5～21.2m，由于地下水影响，风化页岩软化，降低了抗剪强度，形成滑坡。

3.5 人类工程活动

路堑开挖后，斜坡坡脚切坡形成的临空面易造成局部的应力集中，从而引发斜坡的卸荷失稳。上部滑体沿较光滑结构面剪出，形成此次工程滑坡。

4 滑坡分类

K32+760～K32+900段滑坡，面积约为15333.33m2，滑体平均厚度约15m，最厚处18.5m。滑坡体积约2.3×105m3。根据《公路滑坡防治设计规范》（JTG/T 3334—2018），按滑体体积和深度划分该滑坡属于中型中层滑坡；该滑坡主要是前沿工程挖方形成临空面产生的风化页岩滑坡，所以该滑坡为牵引式破碎岩体工程滑坡。

5 滑坡计算

5.1 计算剖面

计算时在该工程滑坡布置了3条纵剖面，该3条剖面除现状出现的滑动面以外，还以公路设计开挖边坡脚为剪出口推测了潜在滑动面，对3条纵剖面的滑面进行了计算。

5.2 计算方法

滑坡滑体主要为全～强风化页岩，为破碎岩体滑坡。滑坡稳定性计算公式选用《公路路基设计规范》中的传递系数法计算。

5.3 计算工况

根据《公路路基设计规范》，滑坡稳定性计算按照正常工况、非正常工况Ⅰ、非正常工况Ⅱ进行计算。按正常工况计算时，边坡岩土体计算参数应采用天然状态下的参数；按非正常工况Ⅰ计算时，由于滑动面多位于地下水以下，边坡岩土体计算参数按照天然状态90%进行折减；按非正常工况Ⅱ算时，边坡岩土体计算参数采用地震工况下的参数，同时应考虑地震等特殊荷载。

（1）正常工况：边坡处于天然状态下的工况。

（2）非正常工况Ⅰ：边坡处于暴雨或连续降雨状态下的工况。

（3）非正常工况Ⅱ：边坡处于地震等荷载作用状态下的工况。

5.4 滑坡安全系数选取

依据《公路路基设计规范》，滑坡正常工况下安全系数取1.25，非正常工况Ⅰ下安全系数取1.15，非正常工况Ⅱ下安全系数取1.15。

5.5 滑坡坡体岩土力学参数选取

根据室内试验结果统计揭示：该工程滑坡滑体岩土天然容重为21.4kN/m3，饱和容重取 21.86kN/m3，c=26.96kPa，φ=21.07。

根据滑坡现处于蠕滑阶段，滑坡物质不断向下滑动。据该滑坡的现状，滑坡稳定系数取1.0和0.98。根据下滑力对滑动面c、φ值敏感性分析，c值变化对下滑力影响较小，而φ值变化对下滑力的影响较大。因此本次反算根据c值来反算φ值。潜在滑动面不进行反算。

表1 滑动面岩土参数反算结果

5.6 滑坡计算结果

综合分析，K32+760～K32+900段滑面c值取c=26.96kPa，φ值取反算值与试验统计平均值的平均值φ=13.427。现状下滑坡各计算剖面下滑力计算结果详见表2。

6 工程滑坡发展变化趋势分析

6.1 工程滑坡稳定性敏感因素分析

该工程滑坡的形成和发展主要是地质构造、地下水与工程挖方三方面因素引起的，地质构造导致岩层挤压破碎、风化严重，丰富的地下水使风化岩石进一步软化，其中诱发因素为工程挖方形成临空面导致的边坡应力变化。由于地质构造无法控制，因此滑坡的发展与地下水引排疏导和工程挖方直接相关。

表2 滑坡计算结果

6.2 工程滑坡发展趋势分析

该段已开挖成3级台阶状边坡，坡面较陡，开挖后坡面物质以全～强风化页岩为主，且渗水，现边坡开挖线上部28m处出现小裂缝，工程滑坡体处于蠕动变形状态。随着进一步挖方施工，如果不及时进行处治，将会加剧工程滑坡的下滑，同时工程滑坡的范围将会加大加深，使滑坡后缘进一步向山体上部发展，滑坡规模会进一步扩大。

7 滑坡处治方案设计

在满足安全和规范要求的前提下，充分考虑施工的可行性和经济合理性，同时根据滑坡所处的地形、地貌、工程地质水文条件及现场实际情况，对滑坡体进行处理。

7.1 设置坡面排水

滑坡体坡面设置仰斜式排水管和截水沟，排水管长度要求伸入到地下水位以下，引排疏导排水，降低地下水位，减小滑坡坡体含水量，降低地下水对滑坡体岩土的软化作用。

7.2 设置抗滑桩

在路基第一级边坡平台处设置2.0×2.5m的抗滑桩，并在抗滑桩体设置4As15.2的锚索，锚索按30m设计。

7.3 削坡减载

对原坡面进行削坡，将坡度尽量放缓，但由于过缓，将导致开挖面积过大，占用土地太多。所以设计采用1：1.5的坡率，高度8m并加宽平台宽度至4m进行逐级放坡，清除部分滑坡体，并尽量不超过现滑坡体范围。

7.4 坡面防护

考虑改滑坡所处自然环境、气候、降水以及不因边坡防护对滑坡体再造成过多扰动，故滑坡削坡后，坡面采用植草绿化。这样可减少人工痕迹，与周围自然环境相协调。

8 结语

在滑坡处治设计中，应充分考虑滑坡的形成原因和机理，并通过定量分析计算，确定安全、合理、经济的处治方案设计。