高速公路滑坡病害机理及综合处治措施研究

高速公路滑坡病害机理及综合处治措施研究

姚青林

身份证号：452124198310150417姚青林

摘要：随着我国交通事业的日益发展，高速公路已逐渐由平原向山区延伸。边坡也越来越多，而滑坡、坍塌等地质灾害是山区

高速公路建设中常遇见的问题。本文以广西六河高速公路边坡坍塌综合处治的工程实践为例，研究该边坡病害机理及对其综合处治，希望对相似工程有借鉴作用。

关键词：高速公路；边坡滑坡；病害机理；综合处治

随着我国交通事业的日益发展，高速公路已逐渐由平原向山区延伸。由于高速公路的线形标准要求高，山区高速公路在建设过程中，尽管可通过采用公路隧道的形式以改善线形、缩短里程，但仍会出现较多的高填深挖，对沿线地形地貌的破坏难以避免。因此，对山体扰动所产生的滑坡、坍塌等地质灾害是山区高速公路建设中常遇见的问题。针对滑坡的变形特征、滑坡性质、地质条件、作用机理，边坡开挖影响坡体稳定的敏感因素及所保护的对象等进行综合分析，评价滑坡的稳定状态和工程活动影响下的发展趋势；由于滑坡对公路安全运行的危害性巨大，往往治理费用较高，因此，对滑坡的治理方案进行研究降低工程投资具有重要意义。本文以六河高速公路滑坡处治为例，希望对边坡滑坡病害机理及综合处治措施研究有借鉴意义。

1工程概况

六河高速公路k128+760~k128+840段路基右边坡位于南丹县大场镇前颜家村，距G210线3km，通过高速公路的临时便道可与G210线相连。路基在切方后引发了场地失稳，产生了滑坡，已影响到本段路基的稳定性。场地地貌上为桂西北断褶侵蚀剥蚀丘陵地貌，微地貌上属于丘陵的山坡坡脚部位。建场地内岩土层的特征自上而下分述粉质粘土、强风化泥灰岩、中风化泥灰岩。该区位于扬子准地台南东缘及桂西北弧形褶皱带上，褶皱、断裂构造较发育。地壳上升，间歇性抬升是本区新构造运动的主要形式，发育有沟谷、丘岗、河谷及剥蚀夷平面。

2滑坡的形成机理研究

k128+760~k128+840滑坡段，由于路基切坡产生临空面而诱发的滑坡，现有路基坡比约为1：1。本滑坡已产生较明显的滑动变形，前缘已有较明显的剪出口，剪出口所在的地质层位为强风化泥灰岩与中风化泥灰岩之间，滑移平面距离约110m，滑坡体内部产生很多横向裂缝，缝宽以10~20cm居多，最宽可达0.8m，长度达10~20m，尖灭于滑坡体两侧的滑坡周界线，形成较明显的滑坡台壁，台壁高度5~20cm居多，最高达80cm。本滑坡为工程切坡引发的工程滑坡，组成滑坡体成分的为粉质粘土和强风化层，滑床为中风化泥灰岩。在两侧及后缘已形成明显的滑坡周界线，在后缘呈弧形分布。滑坡范围面积约235000m，滑体平均厚度约4.83m，潜在滑坡方量约25000m，经分析滑动面呈平缓的圆弧形，主滑方向约为340°。

由于粉质粘土的孔隙比大，起始含水量很高，气候干燥时，土体的收缩性大，往往形成较发育的网状裂纹，网状裂纹的产生又为水的下渗提供了条件，加剧了裂纹深处的胀缩循环。当气候湿热交替，土的干缩湿胀反复循环，以及裂纹处形成的应力集中，使边坡上的裂纹不断扩张、延伸、下切，粗裂纹逐渐连通，形成较宽的裂缝，裂缝发育连通，开始在坡面形成表层破碎层。粉质粘土边坡一般都分布在亚热带湿温地区，雨量充沛，水流的冲蚀作用很强，边坡上的破碎层不断发展，形成局部坍塌。

同时，在路基开挖后，路堑坡脚由于水平应力的增大，形成坡脚的应力集中区。而且粘土土层本身特性越往下，土越趋于软塑性，力学性质越差。所以，粉质粘土路堑边坡的破坏，常始于坡脚或边坡下半部，慢慢向上延伸而至整个路堑。路堑边坡破坏过程发展到后期，边坡出现滑动。粉质粘土路堑穿过的丘岗覆盖土层一般均不深，而覆盖土与基岩接触面起伏，再加上土体内存在着大量裂隙，所以滑床通常不深。粉质粘土路堑边坡因在水流冲刷作用或人工开挖、切割使坡脚失去支撑的情况下，坡脚土体会产生坍塌，且不断发展，从局部失稳发展到边坡失稳，从而牵引整个边坡向下滑动，形成滑坡。滑坡正处于滑动蠕变阶段，前缘、中部及后缘均已发生明显的变形破坏，如果不治理，在其它外部条件作用下可能会加剧其活动速度，纵向范围可能会扩大，但滑坡区的两侧为岩质边坡，故滑坡范围一般不会再向两侧扩展。

3滑坡综合处治研究

3.1治理原则

（1）一次根治，不留后患的原则；

（2）在确保公路安全的前提下力争经济合理；

（3）根据滑坡区地形、地质等条件，同时考虑经济、环保、方便施工等因素，采用清坡、方格骨架植草、抗滑桩及排水的综合处治措施进行治理。

3.2滑坡体参数的确定

（1）根据室内试验并综合考虑各地层野外特征，本场地各岩土层参数取值见表1。

表1各岩土层参数取值

（2）结构面抗剪强度：根据边坡岩体结构面特征，依据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）第4.5.1条规定及地区勘察经验，本边坡的中风化泥灰岩②的结构面抗剪强度采用：内摩擦角=30°，粘聚力C=130kPa。以上数据适合于结合一般的硬性结构面。有风化壳及泥化夹层的结构面抗剪强度指标可采用表1中粉质粘土残余抗剪强度指标。

3.3滑坡安全系数计算

根据现场滑坡区地形、本次勘察所取得的地质资料及目前边坡的稳定情况，根据目前坡面下滑坡的稳定性，选取典型的横断面计算滑坡的安全系数。根据以上计算结果评析：滑坡体计算的稳定系数Fs小于1，与当前滑坡体的状态（蠕滑状态，Fs=0.95~1.00）比较吻合，不稳定，处于蠕滑状态。

3.4治理方案

k128+760~k128+840滑坡段，坡脚设3m高矮脚墙，一级坡坡比为1：1.5，采用方格骨架植草进行防护，一级平台上设置2m×1.5m的抗滑桩（抗滑桩长度为14m，根据现场开挖情况进行调整，设计为桩嵌入中风化泥灰岩5m左右深度），桩中心间距为4m，二级平台以上坡比放缓为1：1.75，采用骨架植草防护边坡，平台宽6m。排水设计，在后缘及两侧设置环坡顶截水沟，滑坡体区域坡面设8m深泄水孔疏排地表水和滑坡体内浅层水。对滑坡体已有的裂缝进行填塞或夯实以防止地表水直接渗入滑体内。

4结论

高速公路滑坡是一种常见的地质灾害，滑坡的形成机理与防治措施是一项综合性的系统工程，在滑坡治理前首先应调查清滑坡产生的原因，防治原则，选取合理的滑坡防治技术，综合治理。本文通过以上方案进行施工后，有效地制止了滑坡的变形及进一步发展，施工结束3年来，滑坡体处于稳定状态。说明以上治理工程措施是正确的，希望对滑坡的处治有指导作用。

参考文献：

[1]JTGD30-2004，公路路基设计规范[S].

[2]马惠民，王恭先，周德培.山区高速公路高边坡病害防治实例[M].北京：人民交通出版社，2006.

[3]周密.高速公路路堑边坡滑坡分析与治理[J].湖南交通科技，2012，32（3）：30-32.