公路滑坡分析及处治方案

公路滑坡分析及处治方案

曹武安

曹武安

辽宁大通公路工程有限公司沈阳110111

摘要：本文论述省道102线崞县窑至凉城一级公路K101+900.00-K102+297.4.00右侧挖方段边坡滑坡的工程地质特征，滑坡机制、诱发因素，判断滑塌类型，预测滑坡的发展趋势，并对边坡进行定性、定量分析，提出了滑坡治理方案。

关键词：边坡滑坡定性、定量分析滑坡治理方案

1、概况

省道102线崞县窑至凉城一级公路K101+900.00～K102+297.4.00右侧挖方段段落全长397.4m，最大挖深46.58m，在K102+100右15.25m附近；右侧最大坡级数为8级，设计坡比上面4级为1：1，下面4级为1：0.75；右侧已挖完五级（从上往下计算），现场正在挖第六级边坡时，右侧坡面发生小范围滑坡，滑坡位置在K102+066～K102+124右34m一至六级（从上往下）坡处，滑坡长度58m，最大宽度24.5m，滑坡方量17052m3，坡面整体下滑，但下滑幅度不大，平台发生小范围错落，顶部坡面出现较大裂缝，其他坡面裂纹发育。

图1右侧滑坡

2、地质情况

2.1、地形地貌

挖方段地貌属中低山地貌，地势起伏较大，地形坡度介于5～25°，挖方段范围内地面最大高程1721.8m，地面最大高差约59米，主要地层为第四系（Q3eol）黄土状粉土，太古界（γ1）花岗岩。

2.2、水文地质条件

勘察深度范围内未见地下水，仅在降雨后沿坡面裂隙有少量水渗出。

2.3、地层岩性

①、黄土状粉土：黄色，稍湿，稍密，见大孔隙，垂直节理裂隙，包含物姜结石。[fa0]=130kPa，qik=40kPa。

②2、强风化花岗岩：黄褐色，岩芯呈砂砾状、碎石状，大小约20～40mm，结构大部分破坏，矿物成分显著变化，节理裂隙发育，干钻不易钻进，钻进速度2.5米/小时。[fa0]=600kPa，qik=160kPa。

②3、中风化花岗岩：灰白色，岩芯短柱状、碎块状，大小一般40～80mm，粗粒结构，块状构造，主要矿物成分以石英、长石、云母为主，节理裂隙发育，碎块锤击声脆，钻进速度1.6米/小时。[fa0]=1500kPa。

3、滑坡地质评价

3.1、滑坡形成机制分析

⑴、边坡基岩以中风化花岗岩为主，局部为强风化花岗岩，地层风化程度不均，节理裂隙发育，岩石较破碎。目前边坡处于临界状态至不稳定状态之中；

⑵、边坡存在软弱结构面，且节理裂隙倾向同坡面倾向相反，下一级坡面开挖后，底部形成临空面，边坡岩体在自重的作用下，岩体沿软弱结构面、节理面向下滑动且滑动深度较小，因此边坡坡面裂缝呈平行、错落状分布；

⑶、软弱夹层位置在K101+099右40米处的四级坡面上，长度70米，在大桩号侧与滑坡体相交，软弱面岩层为强风化花岗岩，岩石较破碎，受水浸蚀，呈黄褐色。

3.2滑坡诱发因素

⑴、大气降水

受降雨影响，雨水顺节理裂隙面侵入岩体，对岩体浸泡，导致结构面抗滑力下降，对滑坡产生了促进作用。

⑵、工程因素

边坡开挖，使前缘失去支撑，引起斜坡应力发生变化，边坡岩质较硬，开挖放炮现象对边坡岩体发生扰动，边坡存在超挖现象，局部有开挖后回填痕迹，属工程滑坡[1]。

3.3、滑坡类型

根据现场调查情况，滑坡类型为小型、推移式、浅层滑坡[2]。

3.4、滑坡综合评价

滑坡是受到各种因素综合影响而形成的，其中地层风化程度不均，节理裂隙发育，岩石较破碎和软弱结构面及软弱夹层属于内部因素，大气降水、工程因素属于外部因素，现滑坡处于欠稳定状态，随着边坡继续开挖或降雨影响，边坡将处于不稳定状态，需要及时对该滑坡进行防治。

4、滑坡稳定性分析

4.1、定性分析

采用赤平投影图（图2）对右侧边坡进行定性分析，边坡岩体受多组节构面影响，现场调查并测量右侧边坡的岩石产状，采集三组节理面数据J165°∠20°，J2135°∠55°，J360°∠84°；

根据对赤平投影图分析，边坡开挖时节理面组合对右侧边坡有不利影响；节理面与边坡开挖面呈小角度相交，且倾角较小，易产生沿节理面顺层的滑动；节理裂隙发育-极发育，受节理裂隙J1、J2共同切割作用，岩石破碎，多呈碎石状、碎块状，并在自重力作用下产生失稳现象。

4.2、定量分析

采用规范规定的不平衡推力传递系数法计算该滑坡的稳定性系数，滑坡体划分14个条块，见图3；目前滑坡处于欠稳定状态，暴雨工况下稳定性系数为0.95，自然工况下稳定性系数为1.2，对滑带土抗剪强度进行反演，得到抗剪强度参数综合取值用于分析边坡开挖后的稳定性系数。

⑴、计算工况

工况1：天然状态；工况2：暴雨状态。

⑵、荷载组合

①、自重：基本荷载为滑坡体自重；

②、地下水作用：计算时仅考虑暴雨对滑坡体稳定性影响。

⑶、计算参数确定

计算参数采用滑坡体反演和工程地质类比相结合的主式进行综合确定；

⑷、滑坡稳定性计算结果

通过对最不利的剖面进行计算，在天然状态的稳定性系数为1.352，属于稳定状态，饱和状态下的稳定性系数为和1.02，属于欠稳定状态[3]，计算结果与实际相符.

5、处治方案

滑坡治理应该坚持以防为主、综合治理、及时处理的原则，在及时修建防水设施的前提下，注意改善边坡岩土体的力学强度；本次拟采用如下方案进行比选；

⑴、边坡放缓方案

右侧坡比采用1：1.5缓坡，需增加方量142928m3，清表后进行坡面处理及清除弃方，综合费用约为424万元；

⑵、设置格构式锚索方案

按间距2米设置，索长15米，需要2384根，综合费用715.2万元；

经综合论证分析，最终采用边坡放缓方案。

6、结束语

⑴、通过现场调查，该滑坡属于小型浅层推移式工程滑坡；

⑵、通过计算，结果与现场调查的结论基本一致，参数取值基本合理；

⑶、通过定性、定量分析，滑坡处于欠稳定状中，需及时对边坡进行防治；

⑷、从安全、经济、方便出发，采用边坡放缓方案是合理的，同时加强边坡排水及监测。

参考文献

[1]李海光新型支挡结构设计与工程实例[M]同。北京：人民交通出版社，2003

[2]JTGC20-2011，公路工程地质勘察规范[S]

[3]DZ/T0219-2006，滑坡防治工程设计与施工技术规范[S]