高速公路边坡滑坡成因分析及治理研究

冯小路，杨文敬

（1.广西交通设计集团有限公司，广西 南宁 530000；2.广西地产集团有限公司，广西 南宁 530000）

高速公路出现边坡滑坡现象，最为直接的原因就是边坡土体承受的剪切力大于其自身的强度，使得边坡土体无法承载上方的土体结构，从而产生变形、滑坡的现象。因此，在当前高速公路边坡滑坡治理中，主要应加强土体性质、土体结构分析，找出引起高速公路边坡滑坡的主要原因，然后采取科学的措施对之进行加固处理，以提升边坡土体的抗剪切能力，使高速公路边坡土体结构具有更高的稳固性，达到防治边坡滑坡的效果，并保证其在高速公路运行期间具有较高的安全性。

1 工程边坡滑坡概况

此次治理滑坡场地为广西某在建高速公路的右侧段，该段高速公路地形较为陡峭，高速公路边坡坡度为20～40°，且区域内常年降水量较大，较易对边坡岩层产生侵蚀、冲刷，使之稳固性减弱。据现场地质勘查，出现滑坡现象的边坡段主要以岩质边坡为主，地层岩性以泥质粉砂岩夹碳质页岩为主，局部断面夹有泥质填充节理、裂隙。滑坡路段为施工现场基本开挖完成路段，于2017年6月25日在边坡上方发现一条裂缝，裂缝宽度约30cm，裂缝长度为327m。滑坡范围：前缘在开挖成形的坡面剪出到路基内，后缘在山腰位置处，且呈现出“U”形发展趋势，若滑坡现象进一步加剧，必然对高速公路工程施工建设整体进度造成影响，增大高速公路工程施工建设造价，同时也不利于后期高速公路运行的安全性，因此对之采取必要的治理措施显得较为重要。

2 边坡滑坡现象出现的成因

2.1 影响滑坡的主要因素

对高速公路路堑边坡滑坡的影响因素展开分析，其主要可以分为内部因素和外部因素两种情况，通常当前出现的边坡滑坡现象都是在内、外部因素的共同作用下形成的。

（1）内部因素。内部因素主要指的是边坡的地形地貌、岩层性质、岩层机构等，内部因素为边坡滑坡形成提供了最为基本的条件[1]。

（2）外部因素。外部因素主要分为自然因素和人为因素两个部分。其中，自然因素指的是气象水文、河流冲刷、地震等自然环境或灾害引起的边坡滑坡；人为因素指的是在工程活动开展过程中对边坡岩土层结构造成影响而出现的边坡滑坡。通常，外部因素是诱发高速公路边坡滑坡的主要因素，边坡岩层结构在长时间雨水冲刷、风化以及施工扰动的影响之下，其稳固性将发生一定的变化，再加上自身的一些内部因素，便较易形成边坡滑坡的现象，且在缺乏有效治理的情况下，边坡滑坡会出现逐步扩大的现象[2]。

通常高速公路出现边坡滑坡时，其土体变形过程会经历5个阶段（见图1），在从蠕变阶段进入到剧滑阶段，土体的稳定系数呈现持续性降低的趋势。从边坡滑坡实际情况来看，通常在进入剧滑阶段时，通过人力将很难对之做出防护治理，因此在当前高速公路边坡滑坡治理的过程中，主要应在微滑阶段之前采取有效的治理措施，以降低高速公路边坡滑坡带来的危害，且从实践治理效果来看，越早进行治理防护，取得的效果越显著[3]。

图1 高速公路边坡滑坡土体变形过程

2.2 广西某在建高速公路边坡滑坡成因分析

结合该研究案例的实际情况展开分析，引起边坡滑坡的主要原因有3个方面：（1）地质构造因素。地质构造因素属于此次边坡滑坡的内部因素，从现场地质勘查结果来看，滑坡段的土层呈现交互分层、倾斜状分布的特点，再加上在施工开挖的过程中，将边坡滑坡的边坡土层与坡面夹角截断，使得原本土体存在的被动支撑丧失。（2）高速公路设计施工存在问题。在对该路段进行设计时，路堑的开挖深度较大，在最深的位置处挖掘量达到了28m，由此增大放坡等级，使放坡等级达到6级，许多原始植被在此过程中被清除，坡面暴露在空气中的面积较大。同时，该区段呈现出多雨气候，坡面在缺乏植被保护的情况下，雨水大量渗透到砂土层之中，从而使土层之间的摩擦力降低，土层之间的抗滑移能力因此降低[4]。（3）气候因素。该区段表现出多雨、多风的气象，土体在受到雨水浸泡，然后在风干之后较易出现岩土沙化现象，从而引起坡面开裂、失稳。

3 广西某在建高速公路边坡滑坡治理措施

基于广西某在建高速公路某段右侧出现的边坡滑坡成因，在进行治理时应采取具有针对性的防护措施。

3.1 结合边坡滑坡情况，拟定合适的治理方案

综合边坡滑坡现场的实际情况，制定具有针对性的治理方案，治理主要包括以下3点：（1）现场对边坡破裂面展开勘测，选取合适位置测量破裂面的深度，确定稳定坡面的具体位置，由此为后期边坡治理工作开展奠定基础；（2）重新对现场展开地形测量，绘制对应的地形测量图，且在图中将边坡破裂面的特征点标示出来；（3）在确保边坡治理开挖之后坡面土层能够保持稳定的情况下，选取合适的特征点进行开挖施工，将放坡坡度控制在1∶1.75～1∶2，且将每级坡高控制为4m，坡面的平台宽度设置为2m[5]。同时，在坡面设置V形的排水沟，确保各坡面之间能够平稳完成过渡，从而具备较高的稳固性。

3.2 采用注浆加固方式，加固高速公路边坡

在高速公路边坡滑坡治理中，注浆加固是较为常见的方式，该治理方法在边坡土体较为破碎、节理裂隙发育较为完整的情况下应用具有较为良好的效果。注浆加固主要借助于压力作用，使调配好的浆液能够灌注到土体裂隙结构中，从而让边坡破碎的土体结构表现出较强的胶结性，使原本较为破碎的土体结构成为一个较为完整的整体[6]。此外，在注浆加固的过程中形成的一些砂浆柱，还能够在其中发挥出类似螺栓连接的作用，从而让边坡土体的整体强度得到提升，由此可见注浆加固方式是一种治理高速公路边坡滑坡较为有效的方式。

除注浆加固之外，在高速公路边坡加固中还可以采用土钉加固的方式，该方式主要针对岩石结构较软的边坡，通过向其中打入土钉达到加固的目的。该方式与锚杆加固有着一定的相似之处，两者都属于一种浅层边坡加固措施，只是在设计理论上存在一定差异。而在该工程项目加固施工中，结合路段滑坡的土质结构和边坡破裂面状况来看，最终选用注浆加固方式，该方式能够在实际应用中取得更为良好的效果。

3.3 制定必要的边坡防护措施

为达到更好的边坡防护效果，可针对边坡滑坡采取以下防护措施：（1）考虑到该路段滑坡边坡的坡度较大，且其中的土体显得较为松散，土体的整体稳定性不足，因此在边坡防护中采用砌体封闭防护的方式，应用浆砌片石、块石、浆砌预制块等材料对边坡做出防护加固；（2）考虑到该区段岩层存在较为严重的风化、剥落现象，为有效降低风化带来的不良影响，可在边坡滑坡路段的表面喷射一层素混凝土，以此形成对原有土层的防护，使各土层之间的抗滑能力能够得到保持，从而达到较好的边坡防护效果；（3）对于其中个别石质坚硬，但其整体稳定性又显得不足的路段，在进行加固的过程中可以采用挂网锚喷防护措施。该方法主要在边坡的表面先铺设一层钢筋网，并通过向土体中打入锚杆或土钉的方式固定钢筋网，最后再在钢筋网的表面喷射素混凝土，从而实现对边坡的封闭式防护。由于该路段降雨量较大且风化较为严重，对刚完成施工处理的岩土层稳定性影响较大，对之采取封闭式防护具有较高的必要性，且取得的防护效果较为突出[7]。

3.4 重视边坡极限状态设计，科学设计防排水系统

在高速公路施工设计中，应高度重视边坡稳定性，合理协调边坡稳定性和工程施工建设成本之间的关系，在保证边坡稳定性的前提下，降低边坡的施工成本。边坡的稳定性主要指的是边坡在规定时间内，其自身的支护结构能够保持土体结构的稳定可靠，从而有效保证高速公路能够在后期使用中具有较高的安全性。基于此，当前在对广西某在建高速公路某段右侧滑坡现象进行加固处理时，还应重视对边坡的极限状态设计，并在完成加固处理之后，在一段时间内进行跟踪观察，保证边坡能够达到对应的稳定性要求。

此外，为进一步降低雨水对边坡产生的不良影响，可在滑坡的周界处设置截水沟，截水沟可采用浆砌片石进行砌筑，浆砌片石材质为中风化砂岩，控制其最小边长度大于15cm，抗压强度在30MPa以上。为有效保证截水沟的抗冲刷能力，应保证其壁厚和底厚都在30cm以上。通过良好的排水系统，能够有效降低雨水渗透入土体中的量，从而对土体结构稳定性产生较好的保护作用。

4 结语

综上所述，高速公路边坡滑坡主要由内在土质结构因素、自然环境因素、人为扰动因素等引起，内在土质结构因素属于基本的条件，自然环境因素和人为扰动因素属于外在诱因，在二者的相互作用下，土体结构可能出现开裂、滑移的现象。因此，在当前对高速公路边坡滑坡的治理和防护中，主要应从这些影响因素入手，对稳定性较差的边坡做加固与防护处理，使之能够具备更高的稳定性和抗滑能力，从而降低边坡滑坡的发生概率，使高速公路能够保持安全平稳运行。