高速公路路基滑坡研究分析

席宏平

（甘肃路桥公路投资有限公司甘肃，甘肃 兰州 730030）

公路和铁路共同构成了四通八达的交通运输网，同时也成为了我国经济建设的生命线。而高速公路作为其中重要的组成部分，也起着举足轻重的作用。因此，姚子元在路基滑坡的基础上，通过各种监测方法，对路基滑坡的原因进行了分析；刘承勇以某高速公路为研究对象，分析路基滑坡的机理及稳定性并提出了合理的防治措施；张暮晨等采用滑坡地表位移监测技术对路基滑坡进行了监测，采取合理的防治措施；赵普以某水库上坝路段路基滑坡为研究对象，采用了“削方减载+排水+抗滑桩”综合治理方案，取得了良好的效果；黄厚罡以成都某高速公路路基滑坡为研究对象，对滑坡的形成机制及稳定性进行了分析，并提出了相应的防治措施。

分析路基滑坡原因、路基滑坡形成的机理及稳定性，确定合理的方案和相应的防治措施，保证高速公路修建过程和运营过程的安全都有着至关的重要性。

1 路基发生经过

某山区高速公路地处陇西黄土高原和青藏高原的过渡地带，于某山体坡脚处设置单喇叭互通，互通环形匝道设计为三级路堑缓边坡，滑坡时施工开挖约7 m。

2020年8月28 日凌晨，位于路线右侧的山体发生现状滑坡，平面形态呈不规则长舌状，前缘至后缘纵向长度约580 m，横向宽度约110 m。滑坡后缘位于坡顶硬化村道旁，前缘为冲沟，滑坡周界明显，两侧壁擦痕清晰，滑坡中后部变形十分严重，地表局部前移8 m，下错2.5 m，并形成密集的横向裂缝，滑坡前部位移不甚明显，可见多道发散状地表裂缝。如下图1所示，为滑坡与路线位置关系。

图1 滑坡与路线位置关系图

2 滑坡勘察及监测

现状滑坡平面呈长舌状，滑动方向330°。滑坡区面积6.1×104 m2，滑体平均厚度约10.5 m，滑坡体积64.1×104 m3。滑坡钻孔揭示滑面埋深介于12.0~16.9 m之间，深孔位移监测显示滑面清晰、钻孔揭示擦痕明显，揉搓现象明显，挤压现象明显，滑面光滑，有滑腻感，滑带土均以可塑粉质黏土层为主。结合监测数据，滑坡整体仍存在较小变形，但变形速率减缓，有逐渐趋于稳定的趋势。

3 滑坡原因及影响分析

滑坡区前缘为深切冲沟，具有临空面，为滑坡发生提供了先天条件；上部主要为第四系粉质黏土覆盖层，下部为不透水泥岩，含水量增大时，覆盖层易形成滑动地层；项目区年均降水量639.1 mm，雨季降水量占全年降水量的59%，从收集的气象资料来看，仅2020年8月项目区降雨量已达301.2 mm，约为往年整个雨季降水量的80%，持续降雨后坡体自重增加，同时降低土体强度指标，极易导致坡体变形形成滑坡；另外项目路堑边坡少量开挖亦对坡体稳定造成不利影响。

综上，在不利地形、地质条件下，极端强降雨是诱发滑坡灾害的主因，人工开挖是次要因素。从变形特征来看，本次滑坡是从后部土体推动挤压形成的推移式滑坡。

路基滑坡造成的影响如下，在建造路基期间，由于损害了路基周边的山体或者是其他植被，此时就不可避免地会降低坡体的稳定性，同时还会引发一系列诸如滑坡、坍塌等问题。在进行道路作业期间，考虑到路基建设工作常常会导致原本土壤产生类似于土质疏松以及缝隙问题。植被的实际覆盖率在逐渐下降，那么就会导致流水侵蚀能力增强，倘若产生强降雨的气候，就会引发山体转移，由此发生一系列的滑坡问题。一旦产生上述状况，这不但会影响路面稳定，同时还会影响到道路的安全运行情况，产生一系列的经济损耗。所以，在后续的施工作业中，要尽最大程度地避免滑坡问题出现。

4 路基滑坡稳定性分析

稳定性分析计算中所采用的岩土物理力学参数合理与否，是评价滑坡稳定性、计算滑体剩余下滑力的关键所在，其中滑带土的抗剪强度参数C、φ的取值至关重要，需要计算参数，选择试验值、反算值进行综合确定。

由于试验数据受取样扰动及试验人为因素影响大，用于评价滑坡稳定与实际结果存在偏差，故设计过程中将其作为参考，主要采用反算法确定滑带土抗剪强度指标。鉴于滑坡现状仍处于整体蠕动状态，反演过程中稳定性系数取值如下：暴雨工况下滑坡稳定系数取1.00，正常工况下取1.05。下滑力计算时安全系数取值为：正常工况1.3；非正常工况I（暴雨）1.2；非正常工况II（地震）1.1。

沿滑坡中部选主滑向为计算剖面，根据实测地面线，滑坡勘察、深孔位移监测确定的滑面等数据，对计算剖面进行条分，并运用传递系数法对滑坡体稳定性进行计算。

5 路基滑坡的整治措施分析

（1）安置抗滑桩。为了缩减滑坡的实际体积，相关人员要优先对滑坡上中下部三个断面的荷载予以拆卸卸载，接着在推力相对较小、滑体相对较薄的方位安置抗滑桩。综合该项目的实际条件，路基边坡位置于蠕滑的状态下，在缺少加载外力的情况下，边坡处在平稳态势，其稳定系数大概是0.98，滑坡体饱水重度值即19.2 kN/m3。滑坡体天然重度即18.6 kN/m3，通过估算多余下滑力，以地震状态下桩前剩余下滑中进一步设计抗滑桩。值得注意的是，为了有效地提升路基稳定性，避免坡体出现侧滑，需要相关人员在路基右方安置一定的抗滑设施，同时设施要与路基中心线保持平行。而安置抗滑桩，则采取人工挖孔桩的手段开始作业，并且也需要安置一系列的混凝土护壁以提升路基稳定性。

（2）合理修筑挡土墙。通常来说，整体路基滑坡所构成的滑坡规模较大，所以不可避免地会产生滑坡大面积移动的不良问题，使得路基方位产生严重的断壁。在移动期间，还会产生一处新坡面，对路基的走向造成较为严峻的影响。通常在这一状况下，前者范畴要比后者范畴小，而在路基地表下12~15 m方位产生了断壁，则不会给工程作业带来影响。需要多加防范的一点是，为了进一步避免挡土墙滑坡问题大范围加剧，此时可通过安置挡土墙的手段来相应地提升路基稳定性。挡墙高度控制在3~5 m间。通常条件下，挡墙基础要埋在边沟地面下端1 m以上，针对岩石路段挡墙，相关人员还要嵌入至岩面0.5 m以上。

（3）削坡排水处理。针对山体及边坡上出现裂缝的位置，相关人员要提供减载削坡处理，把放坡坡比维持在1∶2.5。而且还应该移除掉坡体以及地表上的水，在条件允许的情况下，要求综合开挖后的地形条件和削破条件，把截水沟安置于滑坡周边，接着再在挖掘后的坡体表层安置一系列的排水沟，遵循Y字形继续安置排水沟，把公路排水系统以及滑坡排水系统紧紧联结在一起，从而构成一个较为完备的地表排水系统。在坡体内排水的过程中，相关人员还应该在坡脚方位安置碎石盲沟，避免坡体方位产生积水渗入至隧洞内部。

（4）反压处置。在对路基进行反压处置之后，不仅能够有效地提高路基总体稳定性，防止滑坡大范围移动而产生总体滑动的问题，不仅如此，开始反压处理能够把一部分的路基填土压力进行抵消，从而充分地发挥补强的作用。值得注意的是，最后相关人员可以采取片石填料作为路基回填材料开始回填，如此一来就可以大幅度提升路基压实度。

（5）加固工程。在清理完滑坡上部后，相关人员需要根据滑坡段坡脚部位设置矮脚墙，高度大致为3 m，原本1∶1坡比更改成1∶11.5(一级)。另外还需要植草防护，相关人员要利用方格骨架培育草种，同时要把14 m长抗滑桩安置在一级平台之上，依据开挖现场实际条件开始调节长度。以两桩按中间部位作为基准，设置4 m间隔。

6 滑坡的预防措施

考虑到工程作业常常会影响到路基的稳定性，需要相关人员采取一系列措施确保路基的平稳性。因为风化和雨水常常会给土壤浅层的稳定性带来干扰，因此可以通过提升植被覆盖率和修筑固坡项目来减少负面影响。在正式作业过程中，相关人员可以采取如下举措予以防护，具体内容如下：①相关人员要及时清除土壤下方的碎石，从土壤表层顺次采取砂石予以填充，减少坡度，要尽可能地满足作业需求，保证其顺利作业。②相关人员要实时对坡面进行安全检查。因为坡面常常会维护路基边坡，在一定程度上能够避免岩体遭到外部雨水以及强大风力的影响。减少外部气候因素对所在区域土壤底层的影响，从而完成对坡体的合理保护，相应地提升坡体的实际稳定性。另外，利用这一手段还能够进一步优化路面环境，提升车辆的运行安全水平，同时也能够通过提升坡体植被覆盖率来保护路面。③持续对坡体的稳定性予以检测。施工人员要预先完成好地质勘探工作，针对有问题的区域，要及时采取针对性手段予以处置。此外，在道路作业期间，还应该及时对道路的实际情况展开合理化观测，确保勘测数据信息的精准性。通常条件下，在选取观测地点期间，一般都是根据纵向方向，每相隔一段距离选取一处观测方位，在有桥的位置还需要多安置几处地点观测。

7 滑坡处治方案的确定

由于滑坡规模大，处治费用高，首先从总体设计上研究避让或减少对滑坡体的扰动的互通方案，并结合滑坡处治提出多种方案，再从工程可靠性、规模大小、实施难度等方面经济技术比选分析后选择最优方案。

方案一：原设计加固方案，对滑坡体后部进行卸载削坡，在滑坡前缘A匝道路堑坡顶外布设多排抗滑群桩，滑坡前部设一排深层集水井，并在滑坡区设截水沟、盲沟等地表排水系统。

方案二：环形匝道调整为左转迂回型，取消环形匝道，互通B匝道从E匝道右侧分离，下穿主线后并与主线相接，同时C匝道紧靠B匝道布设，减少对路线右侧山体的挖方高度及数量。同时对滑坡采用后部卸载+抗滑桩支挡+排水综合处治。

方案三：互通形式调整为T型，取消环形匝道，B匝道从E匝道左侧分离，下穿主线后并与主线相接，同时C匝道紧靠主线布设，完全避免匝道开挖滑坡。应本方案E匝道平面进行调整，该E匝道桥已实施工程需部分废弃。同时对滑坡采用后部卸载+前缘反压+抗滑桩支挡+排水综合处治。下图2为方案三平面布置图。

图2 方案三平面布置图

方案比选：方案一对既有工程无影响，但环形匝道开挖滑体约20 m，加固工程量大，总造价高。方案二总造价较低，对滑坡干扰小，滑坡前缘开挖约7 m，工程可靠度较高，但新增主线桥位于滑坡范围，仍存在一定工程风险。方案三总造价低，对A区滑坡前缘冲沟进行反压，新增主线桥完全避开A区滑坡，工程可靠度高，且有效减少了抗滑桩工程规模，但废弃工程偏多。

经综合比选，推荐方案三即互通形式调整为T型的工程方案。

8 结论

本文通过调查滑坡区的自然条件、工程地质、水文地质条件、滑坡地变形及各种影响因素，研究滑坡的变形破坏发展历史，以及滑坡成因机制、性质。通过勘察、监测等手段，采用工程反演与试验相结合，对滑坡的稳定性进行合理计算，并从多个方面进行分析、比选，最后确定最优滑坡处理方案。