某市政道路滑坡处治设计分析

李元明 蔡华卿 胡兵华 吕 光

(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550081)

0 引言

近年来，随着我国经济快速发展，各地城市区域不断向郊区扩展，市政道路建设蒸蒸日上，伴随而来的是越来越多的地质灾害，而滑坡是其中比较常见的一种。市政道路附近往往居民及建筑较多，滑坡发生后，附近居民的人身安全危险性较大，一旦发生安全事故往往会导致巨大的人员伤亡和财产损失，本文结合近期实践的某市政道路滑坡处治设计，介绍应急抢险方案及永久处治措施，对于提高市政道路建设及运行安全性有着积极意义。

1 工程概况及滑坡特征

该市政道路近似呈南—北走向，设计速度60 km/h，半幅路基设计宽度为15 m，总宽30 m。滑坡段起点桩号为K4+385～K4+585，滑坡纵长34 m～81 m、横宽200 m，主滑方向为西微南、滑向262°，滑体厚8 m～13 m，滑坡总面积40 500 m2，滑体体积39.6×104m3，滑坡主要为碎石土的土质滑坡，滑坡平面形态呈舌状，为牵引式大型土质滑坡。该滑坡滑体厚8 m～13 m，从滑坡形态可看出，滑体在前缘、中部较厚、后缘较薄。

2 工程地质条件

2.1 地形地貌

滑坡区域地势总体北高南低，海拔高差最大60 m。滑坡范围海拔高程在1 437 m～1 474 m，海拔高差37 m。其东南北三侧均有基岩出露，呈簸箕形。

滑坡区域上属于构造、剥蚀作用形成的低中山缓丘地貌类型，滑坡范围位于缓坡地段。

2.2 工程地质特征

工程区地层从新到老依次为：第四系耕植土(Qpd)、残坡积碎石土(Qel+dl)、二叠系上统龙潭组(P3l)泥质粉砂岩。

耕植土结构松散，一般厚0.5 m，力学性质差；碎石土一般厚10.1 m；强风化泥质粉砂岩层厚1 m～5.7 m，一般厚3 m；中风化泥质粉砂岩本次最大勘探深度37.6 m，该层未揭穿，均有分布；煤层：黑色，玻璃光泽，钻探岩芯主要呈碎块状、砂状，根据钻探结果，煤层在滑坡区域内分布无明显规律。

2.3 水位地质条件

滑区覆盖层主要为碎石土，属含水层。滑区基岩为泥质粉砂岩，区域上属相对隔水层。区域地下水主要为赋存于碎石土层中的松散孔隙水。场区地下水含水层主要为碎石土层，含水层顶部无区域性大范围隔水岩层，判定场区地下水总体属潜水。地下水总体由地势相对较高的东北侧向地势较低坡脚径流，最终排泄坡脚前缘处。

考虑到滑体为碎石土，其透水性弱、含水性强、赋水性好、在滑区分布较为连续、属相对含水层，降雨汇水下渗形成的地下水对滑坡的影响主要表现为：大量雨水下渗后在碎石土向坡脚渗流、运移，渗流过程中碎石土内形成软弱面，当雨量过大、地形及碎石土渗流能力有限时，地下水在渗流过程中对碎石土体形成短暂渗透压力。

2.4 地质构造及地震烈度

基岩为二叠系上统龙潭组(P3l)薄至中厚层泥质粉砂岩，节理发育，岩层产状190°∠25°。

根据GB 18306—2015中国地震参数区划图，滑区抗震设防烈度为7度，地震动峰值加速度为0.10g，地震反应谱特征周期为0.40 s。

场地属对建筑抗震一般地段。场地类别为Ⅱ类。

3 应急处置

3.1 坡脚堆载反压

建议直接威胁区人员紧急撤离，在该边坡直接威胁区范围以外及间接威胁区范围以内的住户存在潜在威胁，现场坡体已经大面积开挖，且坡前有剪出口裂缝和坡面隆起裂缝。路基下缘目前未见明显变形或破坏，在雨季，坡体有继续变形及滑动的风险，建议对已经开挖的边坡初步采取堆载反压临时防治措施，堆载严禁使用煤或煤矸石等易软化材料，应采用透水性较好的硬质洞渣或砂砾压实堆载。

堆载体顶部设置13 m宽碎落台，放坡坡比1∶2;堆载坡体内部预埋打孔双壁波纹管;坡体内设置打孔钢管进行排水，间距5 m×5 m，呈梅花形布置；全坡面采用彩条布覆盖，防止雨水冲刷坡面。

3.2 引排水系统

现场查勘后基本明确地表出水有3处，出水处1主要为上方山体表面水流及坡体渗水汇集于此，出水处2主要为坡体表面渗水，出水处3主要为坡体渗水。

根据调查情况，将坡面内集中出现的水流向边坡两侧导流，避免直接冲刷坡面，减少现有水沟中水流下渗，后缘已建截水沟部分开裂，立即进行封闭，现有的集中水流避免流入截水沟，提前从已变形坡体后缘向两侧导流。

4 滑坡岩土物理力学参数确定

4.1 试验法及剖面验证

滑坡范围覆盖层有耕植土、碎石土，耕植土在滑坡范围分布不均匀且分布厚度较小，组成土质滑坡滑体的主要物质为碎石土，故本次勘察主要采集覆盖层内碎石土土样。本次勘察采取碎石土土样作室内物理力学指标试验，对滑坡选取有明显变形迹象的剖面对上述碎石土的试验统计参数进行验证， 经验证计算，滑坡有明显变形迹象的剖面按试验参数计算的稳定性系数圆弧滑动为1.13，按试验参数计算，滑坡处于基本稳定—稳定状态，与滑坡目前的不稳定变形特征不符，试验参数较高。

4.2 滑体及滑床

根据滑坡情况，现场查清滑面后，参照重型动力触探试验修正统计后的锤击数N63.5=3.50并且结合区域经验(其中滑床的粘聚力c取0.9的折减系数)确定滑床、滑体的抗剪强度指标，见表1。

表1 碎石土抗剪强度指标表

4.3 参数反演

对滑坡有明显变形迹象的剖面进行参数反演，假定圆弧滑动滑坡后缘裂缝位置为圆弧入口，滑坡前缘为圆弧出口。根据滑坡现状变形特征进行参数反演，将剖面滑坡稳定性系数圆弧法和折线法反演计算至稳定系数在1.00～1.05。

按折线型滑动法最不利剖面计算的滑坡稳定性系数为1.04、按圆弧滑动法最不利剖面计算的滑坡稳定性系数为1.01，滑坡处于欠稳定状态，与现场实际情况相符。故滑坡碎石土滑面参数为c=14 kPa，φ=15°。

5 滑坡治理设计

5.1 计算分析

本工程为一级边坡工程，支护结构重要性系数γ0=1.1。边坡与支护结构的稳定性计算采用荷载效应基本组合，其分项系数为1.0。计算锚索面积，锚索与砂浆的锚固长度，锚索锚固体与岩土层的锚固长度应采用荷载效应标准组合。确定支护结构截面，确定配筋时采用荷载效应的基本组合。计算支护结构变形、锚索变形及地基沉降时，采用荷载效应的准永久组合,不计入风荷载和地震作用。永久荷载效应控制的基本组合永久荷载分项系数取1.35。

5.2 削坡卸载

针对该市政道路滑坡边坡，首先进行削坡卸载，根据现场实测地面线，第一级边坡坡比采用1∶2，坡高 8 m ，坡顶设置2 m宽平台,采用锚索框格梁进行坡面防护；第二边坡坡比采用 1∶2，坡高8 m，坡顶设置2 m宽平台,采用锚索框格梁进行坡面防护；第三边坡坡比采用1∶2，坡高8 m，坡顶设置2 m宽平台,采用锚杆挂网喷混进行坡面防护。

5.3 锚索抗滑桩

计算结果显示，剩余下滑力最大为960.208 kN，在应急处理方案坡脚反压堆载体处设置锚索抗滑桩，抗滑桩中心间距为5 m，方形桩，截面2 m×3 m，桩长22 m，漏出地面悬臂长度10 m，桩上设置5孔预应力锚索(见图1)，每孔锚索由10根直径φ15.2 mm、强度1 860 MPa的高强度低松弛无粘结钢绞线组成，每孔锁定张拉力625 kN，抗滑桩之间通过帽梁连接，桩后设置矩形挡土板，在挡土板底部设置透水盲沟，有利于地下水排出。

5.4 监测

工程滑坡治理应采用信息法施工，边坡塌滑区有重要建筑物的一级边坡工程施工时必须对坡顶水平位移、垂直位移、地表裂缝和坡顶建筑物变形进行监测，将滑坡现状的测量数据作为初始数据，对抗滑桩及边坡锚索施工过程中的变形数据进行测量。坡顶邻近建筑物出现新裂缝、原有裂缝有新发展；支护结构中有重要构件出现应力骤增、压屈、断裂、松弛或破坏的迹象；边坡底部或周围岩土体已出现可能导致边坡剪切破坏的迹象或其他可能影响安全的征兆等情况应该进行监测报警，保证安全。

坡顶位移监测，应在每一典型边坡段的支护结构顶部设置不少于3个监测点的观测网，观测位移量、移动速度和移动方向。锚索拉力和预应力损失监测，应选择有代表性的锚索，测定锚索应力和预应力损失。一级永久性边坡工程竣工后的监测时间不宜少于2年。

6 结语

详细介绍了市政道路发生滑坡后，应急抢险处理阶段和永久处治设计阶段的主要流程、内容及一般方法，可供类似工程参考。当市政道路滑坡发生后，周围一般有大量居民，各方面因素比较敏感，应首先进行应急处置保证周边人员安全并为后面永久处治提供时间。根据现场情况，将坡体分为滑体、滑面、滑床，采用试验和反演手段，确定各部位土体参数，根据确定的参数进行滑坡永久处治，施工期及运营期应加强监测，从而提高市政道路的安全性。