摘要 隨著我國(guó)交通運(yùn)輸網(wǎng)的快速發(fā)展，涉及地質(zhì)條件更加復(fù)雜的山區(qū)高速也逐漸增多，滑坡造成的山區(qū)高速公路安全隱患越發(fā)被引起重視。文章以云南某山區(qū)高速滑坡為例，通過(guò)分析滑坡形成機(jī)制和穩(wěn)定性，提出相應(yīng)的治理方案。結(jié)果表明：該滑坡體滑移方向呈折線(xiàn)狀，為牽引式中型滑坡體，主要由泥質(zhì)砂巖組成，誘發(fā)原因?yàn)榻涤旰推麦w上部水池開(kāi)裂導(dǎo)致水流下滲軟化巖層等因素。通過(guò)滑坡體模型計(jì)算分析，在不減載的情況下，抗滑樁已無(wú)法滿(mǎn)足抗滑要求，需結(jié)合減載、抗滑支擋和坡面防護(hù)等成套方案進(jìn)行治理，通過(guò)對(duì)治理后的邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)分析，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明：治理后邊坡整體趨于穩(wěn)定，邊坡變形得到了有效控制，滑坡治理方案合理，可為類(lèi)似滑坡災(zāi)害提供經(jīng)驗(yàn)參考。

關(guān)鍵詞 牽引式中型滑坡；形成機(jī)理；穩(wěn)定性分析；治理方案

中圖分類(lèi)號(hào) U418.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）23-0122-04

0 引言

針對(duì)高速公路施工中出現(xiàn)的邊坡開(kāi)裂、垮塌等失穩(wěn)問(wèn)題，特別是針對(duì)地質(zhì)條件復(fù)雜、巖石力學(xué)性能差的區(qū)域，開(kāi)展邊坡穩(wěn)定性分析及治理，對(duì)高速公路結(jié)構(gòu)安全和運(yùn)營(yíng)安全顯得尤為重要。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)高速公路滑坡的形成機(jī)理及處治方案已作了大量的研究[1]。姚凱[2]通過(guò)探究山區(qū)公路邊坡垮塌、崩塌特征等，提出了因周邊地理環(huán)境造成公路邊坡失穩(wěn)的破壞機(jī)理，并總結(jié)邊坡失穩(wěn)變化規(guī)律及影響因素。劉紅衛(wèi)[3]以云南某高速山體滑坡為依托，揭示了山體滑坡與地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地形地貌等自然因素的內(nèi)在關(guān)系，分析了自然因素對(duì)高速公路邊坡穩(wěn)定性的影響程度。楊天亮等[4]闡明了邊坡滑坡的形成機(jī)理，并依托具體項(xiàng)目，分析滑坡原因、分布規(guī)律等，并針對(duì)性地提出了邊坡滑坡等相關(guān)處治措施。吳瑋江[5]系統(tǒng)分析了甘肅天水地區(qū)滑坡分布范圍及成因等，深入研究天水地區(qū)滑坡形成機(jī)理及變化特征，并提出了預(yù)防高速公路邊坡滑坡的策略。張辰[6]調(diào)查研究了高速公路滑坡的原因機(jī)理和特點(diǎn)等，并針對(duì)性地提出滑坡處治手段方法。該文以云南某山區(qū)高速滑坡為例，對(duì)滑坡穩(wěn)定性、形成機(jī)理進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，探討了治理方案。相關(guān)成果可為類(lèi)似山區(qū)高速滑坡治理提供工程經(jīng)驗(yàn)。

1 工程概況

該滑坡體地處云南省曲靖市，位于徐家村南方向約0.8 km處，滑坡區(qū)處于中低山構(gòu)造陡斜坡地貌，路線(xiàn)經(jīng)過(guò)山體斜坡地段，由東向西弧形展布。山體沿東北往西南向波狀起伏，與線(xiàn)路大致呈45°?；麦w地表坡度較緩，植被覆蓋較密。塌陷區(qū)后緣呈圓弧狀，滑體縱向長(zhǎng)度約198 m，橫向?qū)挾燃s220 m，滑坡體規(guī)模約3.30×104 m2。

滑帶的物質(zhì)成分主要為泥巖薄層。顏色呈黃褐色，濕潤(rùn)光滑，呈可塑～軟塑狀。揭露的滑帶土，具有搓揉、擠壓的現(xiàn)象，并伴有擦痕特征。推測(cè)滑面順泥巖夾層方向，滑坡體滑床高程為1 880～1 906 m，總體呈縱向上形態(tài)，滑坡體變化趨勢(shì)為中前部較緩，后緣坡體垂直沉降嚴(yán)重，傾斜角度約5～6°，后緣相對(duì)較陡，傾斜角度約15～25°，前緣為臨空面，通過(guò)地面調(diào)查和勘探點(diǎn)地質(zhì)情況揭露，滑坡坡體地表出現(xiàn)多處裂縫，坡體前邊緣出現(xiàn)擠壓脹裂。經(jīng)計(jì)算，滑坡體最大深度約16 m，滑坡體主要滑動(dòng)方向約148°。

2 地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

滑坡區(qū)處于中低山構(gòu)造陡斜坡地貌，路線(xiàn)經(jīng)過(guò)山體斜坡地段，由東向西弧形展布。地形高程總體趨勢(shì)是由路線(xiàn)左側(cè)向路線(xiàn)右側(cè)逐漸升高，最高處位于路線(xiàn)右側(cè)山頂。山體沿北東往南西向波狀起伏，斜坡地形較為陡峭，與線(xiàn)路大致呈45°。坡體植被覆蓋較為茂密，水土保持較好，山體自然狀態(tài)下相對(duì)較為穩(wěn)定。

2.2 地層巖性

鉆孔勘探揭露地層從上至下為：

（1）粉質(zhì)黏土，厚1～6 m，顏色呈灰褐色，土層下部存在碎石夾層，土體狀態(tài)為硬塑。

（2）全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，厚5～13.7 m，巖芯多呈砂土狀，巖體局部可見(jiàn)夾存少量強(qiáng)風(fēng)化巖石碎塊，巖體較為松散。

（3）強(qiáng)風(fēng)泥質(zhì)砂巖，厚4.0～25 m，顏色灰黃色，泥質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理裂隙較為發(fā)育，以石英長(zhǎng)石為主要礦物成分，巖芯多呈碎塊狀，巖體局部呈砂狀。

（4）強(qiáng)風(fēng)化泥巖，厚8～20 m，顏色棕褐色，巖體結(jié)構(gòu)呈破碎塊狀，局部可見(jiàn)泥質(zhì)夾層，巖芯可見(jiàn)塊狀和少量柱狀，塊徑約5～10 cm，節(jié)長(zhǎng)5～12 cm，錘擊時(shí)聲音嘶啞，易破碎。

（5）中風(fēng)化泥巖，厚0.5～7.1 m，顏色青灰色，巖體結(jié)構(gòu)相對(duì)完整，巖芯多為柱狀，節(jié)長(zhǎng)一般為6～16 cm，塊徑4～8 cm，錘擊聲悶，RQD=45%。

（6）強(qiáng)風(fēng)化玄武巖，厚6.0～25 m，顏色灰黃色，節(jié)理裂隙較為發(fā)育，巖體結(jié)構(gòu)基本破壞，巖芯可見(jiàn)明顯破碎，主要為碎塊狀，平均節(jié)長(zhǎng)2 cm。

（7）中風(fēng)化玄武巖，厚3.0～21 m，顏色黑褐色，巖體較完整，巖芯大部分呈柱狀，局部有少量塊狀，節(jié)長(zhǎng)8～16 cm，塊徑5～10 cm，錘擊聲較脆，結(jié)構(gòu)較為完整，RQD=25%。

2.3 水文地質(zhì)條件

地表水不發(fā)育，僅當(dāng)?shù)鼐用駨钠马斠眯钏亓魉F(xiàn)已遷改?？辈靺^(qū)主要有兩大類(lèi)地下水：一類(lèi)是松散巖類(lèi)孔隙水，另一類(lèi)是基巖裂隙水。第四系松散巖類(lèi)孔隙水存在粉質(zhì)黏土和碎石土中，主要來(lái)自降水補(bǔ)給，并順山勢(shì)排泄到山體低洼處，該類(lèi)地下水在陡坡地段埋藏深度較深或處于地表。該類(lèi)地下水水量不穩(wěn)定，枯雨季水量及地下水的埋深相差較大?；鶐r裂隙水主要以大氣降雨和地表水補(bǔ)給為主，主要分布于丘陵地區(qū)和部分低山地區(qū)。

2.4 氣象條件

該地區(qū)所屬北亞熱帶、南溫帶、中溫帶多種氣候帶并存的低緯高原季風(fēng)氣候，垂直氣候分帶顯著。1月份平均最低氣溫在5℃上下，最冷時(shí)達(dá)-11.5℃，霜凍在50 d以上。7月份平均最高氣溫20℃上下，日溫差大，四季不分明；冬春干旱，夏秋濕潤(rùn)，降水集中，干濕分明。平均每年有霜日38.7 d，最多年61 d，最少年23 d。最高年平均氣溫14.6℃，最低年平均氣溫12.7℃，年際相差1.9℃。多年平均日照2018.5 h，日照百分率為47％。平均初霜期11月4日，終霜期3月30日。平均每年降雪10.6 d，最多年降雪27 d，最少年1 d。多年降水量在700～1 100 mm，占全年降水的70%以上，從11月到次年5月降水量少為旱季。

3 滑坡形成機(jī)理分析

該滑坡位于地貌形態(tài)平緩的山坡，約15°左右，表層為松散覆蓋層，下部為全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖、泥巖夾煤線(xiàn)，最大厚度約33 m，產(chǎn)生滑坡后的量測(cè)產(chǎn)狀向線(xiàn)路一側(cè)傾斜11°～17°。

由于前期多次降雨及坡體上部村民飲水用水池沿松散地層及平緩斜坡下滲至泥巖層面，泥巖抗剪強(qiáng)度降低，開(kāi)挖后前部產(chǎn)生臨空面，山體沿軟化的泥巖層面產(chǎn)生了牽引式滑坡。

經(jīng)地勘勘探點(diǎn)揭露，滑坡體表面存在多處裂縫，裂縫范圍較長(zhǎng)，坡體前邊緣因坡體擠壓造成地表隆起，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)情況，高速邊坡處于變形開(kāi)裂的失穩(wěn)階段。

4 滑坡穩(wěn)定性分析

4.1 土力學(xué)參數(shù)

根據(jù)地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，以滑坡剪出口及泥巖夾層的產(chǎn)狀確定既有滑動(dòng)帶為泥巖夾層層面。

結(jié)合滑坡體變形特點(diǎn)，按天然狀態(tài)重度19 kN/m3、飽和狀態(tài)重度20.0 kN/m3計(jì)算滑坡體穩(wěn)定性指標(biāo)，根據(jù)巖土體試驗(yàn)參數(shù)、相鄰邊坡巖土體參數(shù)及結(jié)合經(jīng)驗(yàn)參數(shù)設(shè)定滑帶抗剪參數(shù)c=5 kPa。參考已有滑動(dòng)帶，以0.97的穩(wěn)定系數(shù)反算主滑動(dòng)段的內(nèi)摩擦角。經(jīng)計(jì)算，滑動(dòng)體的土力學(xué)參數(shù)的取值為：天然狀態(tài)c=6.25 kPa，φ=10.52°；暴雨工況c=5kPa，φ=9.47°。

4.2 滑體穩(wěn)定性系數(shù)及下滑推力計(jì)算

通過(guò)外業(yè)探勘與室內(nèi)試驗(yàn)分析，滑坡體最不利結(jié)構(gòu)面呈折線(xiàn)形，因此滑坡體穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算采用折線(xiàn)形滑動(dòng)面計(jì)算公式[7]，剩余下滑推力采用傳遞系數(shù)法計(jì)算[8]。

（1）采用折線(xiàn)形滑動(dòng)面計(jì)算公式計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù)[9]，其穩(wěn)定性系數(shù)Fs：

（1）

（2）

（3）

（4）

式中：——滑體穩(wěn)定系數(shù)；——第i塊段滑體承受的阻力（kN/m）；——作用于第i塊抗滑力（kN/m）；——第i塊段滑面的法向分力（kN/m）；——第i塊段滑體土的內(nèi)摩擦角（°）；——第i塊段滑體土的黏聚力（KPa）；Li——第i塊段滑面縱向長(zhǎng)度（m）；Ti——作用于第i塊滑面上的滑動(dòng)分力（kN/m），若滑動(dòng)分力與滑動(dòng)方向相反，Ti應(yīng)取負(fù)值；——第i塊段與第i+1塊段之間滑力的傳遞系數(shù)（j=i）。

滑坡推力計(jì)算[10]

（5）

式中：Pi、Pi+1——第i、i+1塊滑體的下滑力（kN/m），F(xiàn)st——滑坡體剩余推力安全系數(shù)。

4.3 滑坡巖土體力學(xué)參數(shù)

滑坡巖體力學(xué)參數(shù)如表1所示。

4.4 滑坡穩(wěn)定性分析

通過(guò)查閱勘測(cè)設(shè)計(jì)資料，此次高速邊坡滑坡防治等級(jí)為一級(jí)。依據(jù)公路設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范，滑坡體安全系數(shù)取值為：天然工況1.20，暴雨工況1.15。推力計(jì)算參數(shù)如表2所示。

通過(guò)對(duì)滑坡地質(zhì)模型的分析和剩余下滑力的計(jì)算，滑體下滑力最大達(dá)到4 104.9 kN/m，滑體深度平均為15 m，在不減載的情況下抗滑樁已無(wú)法滿(mǎn)足抗滑要求。因此，需采取大面積卸載和設(shè)置抗滑樁的治理方案。

5 治理方案

5.1 治理總體原則

在保證滑坡處于較穩(wěn)定狀態(tài)的前提下，所采取的治理方案既要便于實(shí)施，又要有足夠的安全度，同時(shí)在施工前后，既要有利于保護(hù)環(huán)境，又要保證不引發(fā)新的地質(zhì)災(zāi)害。

5.2 治理方案設(shè)計(jì)

（1）減載+抗滑支擋

在路基右側(cè)從碎落臺(tái)開(kāi)始采用大平臺(tái)加放緩邊坡的形式刷坡，在保證清除上部已滑動(dòng)滑體的條件下減載至最后緣裂縫。在邊坡坡腳設(shè)置碎落臺(tái)，然后按10 m的坡高，1∶2的坡率刷第1級(jí)邊坡，設(shè)置第1級(jí)3 m平臺(tái)后按8米的坡高，1∶2的坡率刷第2級(jí)邊坡，設(shè)置第2級(jí)15 m平臺(tái)后按7 m的坡高，1∶3的坡率刷第3級(jí)邊坡，設(shè)置第3級(jí)22 m平臺(tái)后按12 m的坡高，1∶3坡率刷第4級(jí)邊坡，設(shè)置第4級(jí)34 m寬平臺(tái)后按1∶2坡率刷第5級(jí)邊坡。在第二級(jí)平臺(tái)設(shè)置雙排直徑1.5 m鉆孔灌注樁，其中A型抗滑樁樁長(zhǎng)18 m，B型抗滑樁樁長(zhǎng)25 m，在第4級(jí)平臺(tái)設(shè)置雙排直徑1.8 m鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng)28 m，雙排抗滑樁頂部位置利用冠梁連接成整體。經(jīng)計(jì)算，采取減載加抗滑樁方案，邊坡天然工況下安全系數(shù)1.21，暴雨工況下安全系數(shù)1.16，滿(mǎn)足路基規(guī)范要求。經(jīng)計(jì)算，土方減載總方量約31.4萬(wàn)立方米。

（2）坡面防護(hù)工程

第一級(jí)邊坡坡面防護(hù)采用非預(yù)應(yīng)力錨桿框格梁+TBS防護(hù)，錨桿長(zhǎng)度12 m，其中框架結(jié)構(gòu)采用C25混凝土現(xiàn)澆。第二至四級(jí)邊坡坡面防護(hù)采用三維網(wǎng)植草防護(hù)，第五級(jí)邊坡坡面防護(hù)采用C30窗式護(hù)面墻防護(hù)。

6 邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)分析

6.1 監(jiān)測(cè)方案

因該項(xiàng)目治理方案為卸載挖方，將大面積地人工改造坡體，對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)影響比較大，監(jiān)測(cè)點(diǎn)需在其附近區(qū)域坡體開(kāi)挖到位后再實(shí)施布設(shè)。卸載刷方自上而下實(shí)施，上部坡體刷方完成后補(bǔ)充布設(shè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)。下部刷方時(shí)以此類(lèi)推。

為掌握邊坡治理效果，在邊坡上部布置測(cè)點(diǎn)開(kāi)展變形監(jiān)測(cè)。先后在一至四級(jí)邊坡坡面上布置14個(gè)坡面位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每組4個(gè)，共七組，利用全站儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)。深層位移孔主要設(shè)置在坡體卸載平臺(tái)及路線(xiàn)右側(cè)居民區(qū)，同時(shí)在K41+970、K42+010、K42+070、K42+100四個(gè)監(jiān)測(cè)斷面鉆孔樁內(nèi)埋入一根深層監(jiān)測(cè)管。坡體卸載平臺(tái)及路線(xiàn)右側(cè)居民區(qū)深層土體水平位移監(jiān)測(cè)鉆孔深度伸入基巖不小于2.0 m，樁內(nèi)監(jiān)測(cè)管與樁等長(zhǎng)布置。選取K42+010斷面的16、24號(hào)雙排樁，K42+070斷面的 31、43號(hào)雙排樁，此8根樁內(nèi)每根樁選取2根鋼筋設(shè)置鋼筋計(jì)監(jiān)測(cè)鋼筋應(yīng)力變化。16、31號(hào)前排樁垂直路線(xiàn)方向截面上選取兩根鋼筋，在樁頂以下3 m、6 m、9.4 m、14 m位置設(shè)置鋼筋計(jì)；16、31號(hào)后排樁垂直路線(xiàn)方向截面上選取兩根鋼筋，在樁頂以下3 m、6 m、8.4 m、13 m位置設(shè)置鋼筋計(jì)。24、43號(hào)前排樁垂直路線(xiàn)方向截面上選取兩根鋼筋，在樁頂以下3 m、6 m、12 m、17 m位置設(shè)置鋼筋計(jì)；24、43號(hào)后排樁垂直路線(xiàn)方向截面上選取兩根鋼筋，在樁頂以下3 m、6 m、11 m、16 m位置設(shè)置鋼筋計(jì)。

6.2 邊坡位移監(jiān)測(cè)分析

（1）地表位移監(jiān)測(cè)

2020年8月24日至2020年11月16日期間共計(jì)84 d，監(jiān)測(cè)地表位移觀(guān)測(cè)樁共計(jì)14個(gè)。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，?X累計(jì)位移在1.3～46.4 mm之間（?X為正，向邊坡臨空面方向位移），?Y向累計(jì)位移在-13.4～9.2 mm之間（?Y為正，向大樁號(hào)方向位移），累計(jì)沉降量在1.4～15.4 mm之間。邊坡處理后位移變化總體較小，變形量均較小，說(shuō)明邊坡坡面變形得到了有效控制，滑坡治理方案合理。

（2）深層位移監(jiān)測(cè)

2020年4月10日至2020年 11月16日期間共計(jì)220 d，監(jiān)測(cè)深層位移觀(guān)測(cè)樁共計(jì)14個(gè)。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，A向累計(jì)位移在-12.2～14.0 mm之間，B向累計(jì)位移在-10.2～5.9 mm之間。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)察結(jié)果，未發(fā)現(xiàn)坡體有明顯變形破壞的情況，進(jìn)一步說(shuō)明防護(hù)后滑坡體變形已得到有效控制。

（3）鋼筋應(yīng)力監(jiān)測(cè)

2020年5月14日至2020年11月16日監(jiān)測(cè)31號(hào)、41號(hào)、43號(hào)、16號(hào)、24號(hào)抗滑樁內(nèi)鋼筋應(yīng)力計(jì)，共5個(gè)應(yīng)力計(jì)。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，累計(jì)應(yīng)力在-44.9～58.9 MPa之間，6個(gè)月監(jiān)測(cè)完成后已處于穩(wěn)定狀態(tài)，且總體預(yù)應(yīng)力損失也較小，表明錨索受力狀態(tài)穩(wěn)定，邊坡坡體內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

7 結(jié)論

（1）滑坡體主要由全強(qiáng)風(fēng)化泥沙巖和泥巖夾煤線(xiàn)組成，體積約50萬(wàn)立方米，寬度涉及范圍達(dá)200 m，平均深度15 m，屬牽引式中型滑坡體。

（2）降雨及坡體上部水池開(kāi)裂導(dǎo)致水流下滲至泥巖層面，造成巖層抗剪強(qiáng)度降低，山體沿軟化的泥巖層面產(chǎn)生了滑坡。

（3）通過(guò)滑坡體模型計(jì)算分析表明，滑體最大下滑力達(dá)到4 104.9 kN/m，在不減載的情況下，抗滑樁支擋設(shè)計(jì)已不能滿(mǎn)足抗滑要求。

（4）提出減載+抗滑支擋+坡面防護(hù)等成套治理方案，并經(jīng)驗(yàn)算滑坡的穩(wěn)定性及推力均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

（5）通過(guò)對(duì)治理后的邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)分析，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，治理后邊坡整體趨于穩(wěn)定，證明邊坡變形得到了有效控制，滑坡治理方案合理。

參考文獻(xiàn)

[1]楊曌.特殊地質(zhì)地段隧道進(jìn)洞方案研究[D].武漢：華中科技大學(xué)， 2013.

[2]姚凱.山區(qū)公路滑坡影響因素及防治措施研究[D].重慶：重慶交通大學(xué)， 2009.

[3]劉紅衛(wèi).山區(qū)公路滑坡研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)， 2005.

[4]楊天亮，彭建兵.公路滑坡成因與防治及預(yù)報(bào)方法研究[J].西部探礦工程， 2005（2）：216-217.

[5]吳瑋江.天水市滑坡泥石流災(zāi)害[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)， 2003（5）：75-78.

[6]張辰.淺談山區(qū)高速公路滑坡及防治措施[J].山西建筑， 2010（10）：289-290.

[7]胡升瑞.談公路滑坡的影響因素及其穩(wěn)定性[J].山西建筑， 2016（2）：146-147.

[8]劉浩燃.北川新縣糧食局與方圓管業(yè)滑坡穩(wěn)定性分析及防治方案建議[D].綿陽(yáng)：西南科技大學(xué)， 2019.

[9]黃杰，歐源.邊坡穩(wěn)定性的傳遞系數(shù)法分析[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化， 2014（18）：8-10.

[10]王春春，陸遠(yuǎn)瑋.貴州省盤(pán)縣響水鎮(zhèn)陽(yáng)橋村十組滑坡特征分析及其穩(wěn)定性計(jì)算[J].低碳世界， 2014（16）：185-186.