公路滑坡治理工程设计

公路滑坡治理工程设计

池东升

吉林省鹏晟工程咨询有限公司，吉林 长春 130000

摘要：吉林省东部山区地质条件较为复杂，山体滑坡灾害在山区公路建设过程中常有发生，是山区公路的主要病害之一，对于工程建设本身及后期运营威胁巨大，滑坡治理方案也多种多样。本文就省道宁清公路汪清镇绕越线滑坡体的治理实例，介绍了滑坡体治理工程设计。

关键词：滑坡体 减重 反压

1、工程概况

省道宁清公路汪清镇绕越线位于延边朝鲜族自治州汪清县境内，起点位于汪清镇北侧的大仙村，接省道老松岭至南坪公路（S206）原省道松老公路K72+800处，同时与汪清至延吉高速公路辅道改线大仙段终点相接。终点与新规划的省道东宁至东清公路（S203）相接。采用二级公路标准建设，设计速度80公里/小时，路基宽度12.0米。

滑 坡段里程为K6+420～K6+560，位于路线的左侧边坡，长度为140m，最大开挖深度12米。工程开工后本段路堑开挖至设计标高时，发生滑坡灾害，滑坡面积8000㎡左右，滑落土石方4200m³左右，经过回填处理后山体稳定。滑坡后缘位于路中线约60～90m，后缘开裂下错，裂缝宽0.2～0.5m，错台高0.5～1m，主要裂缝长度80m左右，裂缝走向与路线走向接近，形成明显的滑坡壁，滑动方向近由北向南，滑坡面剪切出口位于K6+430-K6+460段开挖边坡的坡脚，两侧边界剪切裂缝较发育，呈羽状。

图1 滑坡段平面图

2、滑坡治理

2.1地质调查

工程地质测绘采取沿滑坡周界追溯和垂直主滑方向微地貌穿越为主，并结合定点观测及访问等方法。沿滑坡周界追溯和垂直主滑方向微地貌穿越等追索调查测绘，以观察确定滑坡周界及滑体地形、地貌特征等；定点观测主要针对滑坡体周界、坡体变形、滑面、岩性地下水(泉)等自然露头进行详细观测、记录。

本次滑坡勘察除进行了1:1000比例尺地形图测绘、断面图工程测量和工程地质测绘外，结合滑坡场地微地貌特征和施工条件，基本沿滑坡主滑方向主滑线，布置了1条勘探线和2个勘探点，勘探点间距为51～55m。完成工程测量及调绘面积0.15km²，钻孔2个，共采取原状土样8件。进行室内常规试验、快剪试验，得出平均值C值=45.65kPa，φ值=23.3°。

2.2滑坡岩土特征

根据钻孔揭露的岩性，并结合野外工程地质测绘资料，滑坡段内岩土可分为3类：即①1碎石、②1粉质粘土、③1全风化凝灰质砂岩、③2强风化凝灰质砂岩，经分析滑坡发生在强风化岩层之上，滑动面为全风化层与强风化层接触带。

2.3滑坡形态特征

由于该段挖方已经产生滑坡，且滑坡形态明显，通过调查滑坡壁、滑坡前缘剪出口及钻孔揭露的软弱土情况基本查清了滑动面情况。滑坡壁距边坡顶边缘向北约30m，剪出口位于边坡坡脚，滑动面位于全风化与强风化接触带，滑带土为一层软弱的火山泥，为圆弧形滑动面，由北倾向南，后缘较陡，坡度为55°～63°，中段至剪出口稍缓，角度12°～24°。

2.4滑坡原因分析

通过地质勘察和现场踏勘，发现引发滑坡地质灾害的主要原因为：（1）该滑坡段位于圈椅地貌区域，为路堑开挖导致的人工边坡失稳，前缘坡脚临空，应力释放过程中失稳，牵引后缘开裂下滑，形成的牵引型滑坡；（2）勘察区内地层主要为侏罗系屯田营组凝灰质砂岩，上部全风化层较厚，呈砂土状，底部存在一层火山泥化层。下部为碎块～块石状的强风化凝灰质砂岩，强度较高，成岩较好，稳定性强。上部的松散的全风化层易沿强风化表层的软弱泥化夹层产生滑坡。（3）水的作用。据野外调查，该区域在雨季经常性滑坡。说明降水使地表土体含水量增加，粉质粘土中亲水矿物吸水分子体积增大，土体膨胀，产生膨胀力，同时土的c、Φ值减小，土体软化，强度下降，造成土体持续缓慢的挤压变形，这种持续缓慢的挤压变形即为蠕变，长期的蠕变造成了滑坡。

2.5滑坡治理方案选择

对于性质复杂的大型滑坡，应采取绕避方案，对于性质简单的中小型滑坡，一般情况下可进行整治，采取以排水疏导位主，再配合抗滑桩支撑措施，或上部减重，维持边坡平衡等处治措施。结合本项目具体情况，由于滑坡体规模不大，且路线周围平面控制因素较多，不具备平面改线绕避可能性，从安全经济角度出发，本工点拟采取排水、减重与反压相结合的综合工程措施。

2.6滑坡治理工程设计

（1）滑坡计算分析及结论

利用“理正岩土”计算软件，对Ⅰ-Ⅰ剖面已产生的滑动面采用经试验所得强度指标进行稳定性分析。

[控制参数]

计算目标：验算校核 计算滑坡推力

滑坍边坡纵向长度 = 140.0(m)

[基本参数]

滑动体重度= 18.9(kN/m³)

滑动体饱和重度=22.0(kN/m³)

滑坡推力安全系数=1.2

考虑动水压力和浮托力,滑体土的孔隙度=0.1

考虑承压水的浮托力,承压水水头高= 16.480(m)

不考虑坡面外的静水压力的作用

不考虑地震力

[反压码信息]

反压码的定位坐标X=-16.0(m)

反压码高度=4.0(m)

反压码坡度=1:1.5反压码容重= 19.0(kN/m³)

反压码饱和重度=22.0(kN/m³)

[上部刷方减载信息]

刷方减载起始定位坐标Y=4.0(m)

刷方线的段数=3

段号 投影Dx(m) 投影Dy(m)

1 6.800 0.000

2 40.000 20.000

3 0.000 0.000

计算结果:

第1块滑体：

本块剩余下滑力=-580.9(kN)

本块下滑力角度=21.811(度)

第2块滑体：

本块剩余下滑力=-20.248(kN)

本块下滑力角度=16.811(度)

第3块滑体：

本块剩余下滑力=-877.090(kN)

本块下滑力角度=14.996(度)

由上述计算结果可以看出，此滑坡段路线方案采用加大边坡平台及放缓边坡坡率开挖以达到减重效果，新开挖坡面已将大部分软弱泥化夹层滑动面挖除，通过调高纵断面设计线以达到反压效果，剩余下滑力均为负值，边坡稳定，方案可行。

（2）滑坡治理方案确定

通过对滑坡现场的勘察、结合土工实验、计算分析，拟定处理方案：滑坡段K6+420～K6+560调高纵断面设计线，平均较原设计提高4.0m，左侧边坡坡率放缓，一级边坡高度控制在6.0m，边坡坡率采用1：2，坡面采用叠拱护坡进行防护，碎落台宽度6.0m；二级边坡坡率采用1：1.5，一坡到顶，采用植草灌进行坡面防护，边坡平台宽度采用6.0m，平台及路堑外缘设置铺砌截水沟将水引至路外。同时，路线左侧山顶原泵房处水源采用外接管道的方式将水引至路基范围外。

3、总结

本公路已运营5年，滑坡体经过上述方案处理后，经过长时间检测，未发现水平及竖向较大变形，一直处于稳定状态，本处理方案达到预期效果。

参考文献

[1]公路路基设计规范（JTG D30-2015）北京:人民交通出版社,2015。

[2]公路路基设计手册（第二版）北京:人民交通出版社,1996。

[3]吉林省公路工程自然灾害防治技术指南 吉林省交通运输厅，2021。