滑坡治理方法研究

摘要：以佛山市和顺棠溪至料美公路主干线工程中小布立交A匝道滑坡的工程实例为研究对象，在分析现有地质资料和滑坡产生原因的基础上，采用传递系数法对滑坡的稳定性进行分析，提出对滑坡的治理方案。

关键词：滑坡；防治措施；锚固工程

中图分类号：P642文献标识码： A

1工程概述

佛山市和顺棠溪至料美公路主干线工程是连接佛山一环东线与广州西二环高速公路的干线道路。其与西二环连接的小布互通立交A匝道位于西二环北侧。A匝道在原边坡基础上再往北侧开挖形成了人工高边坡，其中发生变形病害的范围分布在北侧AK0＋230～AK0＋470，长240m，开挖坡高32.1m。原设计为四级坡，分级坡高8.0m，分级平台宽3.0m，一级坡坡率1:1.0，二级坡坡率1:1.25，三级以上坡率1:1.5。坡面主要采用三维网植草防护，坡脚设2.0m高的浆砌片石护面墙，坡顶设有截水沟一道，沟后缓坡。边坡发生滑动前已完成开挖施工并开始进行植草防护，混凝土路面工程已完工。

该边坡自2008年8月进行开挖，施工过程中于2008年12月10日在AK0+310～AK0+330段一级边坡发生滑坍现象，塌方体积约500m3，当时进行了清坡处理。2009年3月28日大雨后，边坡出现变形迹象，4～7月间，边坡在AK0+230～AK0+470段240m范围内发生了多处滑坡病害，其中以AK0+360为中心的最大一块滑坡体沿线路走向长约50米，后缘在四级边坡东侧，下错高度约6m，滑坡前缘从路基面以下剪出，将混凝土路面拱起，路面开裂。AK0+400～AK0+470的一级、二级边坡已滑塌，土体塌至路基面。已发生滑动变形的滑坡体积约2.6×104m3。

2滑坡稳定性分析

经钻探资料和现场工程地质调查测绘分析所得，本边坡滑坡成因主要有以下几方面的内在因素：

（1）地层岩性软弱不均

边坡出露的地层岩性主要为全风化、强风化炭质页岩和粉砂岩，岩性软弱，强度低，自身不能支撑高陡山坡，在自然界属 “易滑地层”。

（2）顺坡地层，不利结构面发育。

滑坡区岩层产状总体倾向北西，即属顺层坡。当地受多期构造影响，边坡岩性破碎，节理裂隙发育，岩体中发育多组向路基临空面倾斜的不利结构面。

（3）地下水和断层水，还有降雨大、工程开挖等外部因素。

总结可得该滑坡为顺层构造滑坡，滑坡形式为折线形、先牵引后推移式滑坡，滑坡规模为中层小型滑坡。

根据滑坡空间分布的划分范围，将该滑坡进行稳定性分区，并采用传递系数法对滑坡进行稳定性分析。综合定量及定性分析结果，对在暴雨工况下滑坡的稳定性进行评价如下：

Ⅰ区：里程AK0+230～AK0+260，现状滑动面稳定系数0.99，临界稳定；潜在滑动面稳定系数1.02，临界稳定。

Ⅱ区：里程AK0+260～AK0+290，现场调查没有变形裂缝，稳定性评价为基本稳定。

Ⅲ区：里程AK0+290～AK0+470，目前已发生滑动变形，选取断面现状滑动面的稳定系数分别为 0.93、0.91，边坡不稳定；潜在滑面的稳定系数分别为1.00及1.03，均属于临界稳定。

3治理方法

根据滑坡的断层构造、地层岩土性质、基岩深度、地下水等因素，本工程从以下几方面对滑坡进行处理。

3.1排除地表水

排除地表水采取分级截流，纵横结合排水的方法来进行处理。用于用地受限，在坡顶1米以外设置截水沟，用以拦截自斜坡上部流向斜坡的水流，防止冲刷边坡，并与现有坡顶截水沟连接，使水流得以汇集旁引。坡顶截水沟为矩形，沟深和沟底宽度均为0.6米，材料采用M7.5浆砌片石。

分级边坡每个台阶设置平台水沟排水，坡脚修复原有路基边沟排水，并根据地形和坡面大小，隔一定距离增设吊沟连接各级平台水沟，使水尽快排出边坡。

3.2排除地下水

仰斜排水孔是一种用近于水平的钻孔把地下水引出，从而达到疏干滑坡体、使滑坡稳定的措施。仰斜排水孔的位置，可按滑体地下水分布情况，布置在汇水面积较大的滑面凹部。孔的仰斜角度应按滑动面倾角以及稳定的地下水面位置而定，一般采用10°-15°。

本工程排水孔布置如下：

1）AK0+230～AK0+260段：一级坡11孔，孔深14.0m，二级坡11孔，孔深16.0m；

2）AK0+290～AK0+330段：一级坡14孔，孔深14.0m，二级坡8孔，孔深16.0m；

3）AK0+330～AK0+370段：一级坡13孔，孔深16.0m，二级坡13孔，孔深18.0m，三级坡9孔，孔深20.0m；

4）AK0+370～AK0+390段：一级坡7孔，孔深为20.0m，二级坡7孔，孔深28.0m，三级坡7孔，孔深30.0m；

5）AK0+390～AK0+410段：一级坡7孔，孔深16.0m，二级坡7孔，孔深18.0m；

6）AK0+410～AK0+470段：一级坡21孔，孔深14.0m，二级坡6孔，孔深16.0m。

一级坡排水孔设于碎落台以上1.5m，二级、三级坡排水孔分别设于一级、二级平台以上1.5m。

3.3支挡工程

根据本工程的实际情况，对该滑坡治理支挡工程提出了三种方案并从安全、经济、技术、可行性方面进行比较选择，详见表1。

表1滑坡治理设计方案比选表

比选内容 方案一：减载+局部锚固 方案二：锚固 方案三：抗滑桩

工程内容 在一级坡局部设锚索框架、二级坡局部设锚杆框架，上部减载 主滑段采用锚索框架，其它局部采用挡土墙或锚杆框架 主滑段在路基边设一排钢筋混凝土抗滑桩

安全性 减载是根本措施，分级坡率缓，下滑力小，安全性高 锚索长度可伸入潜在滑面以下，锚固工程安全性相对较高 坡脚软质岩层厚，潜在滑面深，抗滑桩在滑坡推力作用下安全性较低

可靠性 可靠性高 可靠性较高 可靠性较低

工期 机械化施工，工期20天 施工可多台机械施工，工期60天 抗滑桩需分批开挖，工期120天

经济性 经济 比较经济 不经济

缺点 全边坡重新开挖 钻孔深度大，地层岩性差，成孔较困难 人工挖孔桩存在安全隐患

推荐 推荐采用 备用方案 不推荐采用

3.3.1减载处理

本次减载治理工程范围为AK0＋230～AK0＋470。分级坡高8.0m，平台宽度2.5m。其中AK0＋230～AK0＋300有两级边坡，两级坡率均为1:1.175。AK0＋300～AK0＋400最高处有四级边坡，第一、第二级边坡坡率为1:2.0，第三、第四级边坡坡率为1:2.5。AK0＋400～AK0＋470第一、第二级坡率均为1:1.175。

减载后用传递系数法进行计算分析， AK0+340～AK0+375需进一步进行锚固处理。

3.3.2局部锚固

本滑坡锚固工程设计如下：

图1 锚固工程立面图

一级边坡AK0+340～AK0+375段设预应力锚索框架，共设15列4排，锚索设计长度20.0m～25.0m，锚固段长10.0m。框架梁截面尺寸为0.5m（宽）×0.4m（厚），采用C40混凝土浇筑，框架梁沿水平方向间距为2.5m。

锚索采用4根φ15.2的粘结型钢绞线制作，钢绞线强度Rb＝1860MPa，采用定型锚具锁定。锚索设计拉力320kN，超张拉10％，锁定荷载为352kN，正式张拉前应进行预张拉。张拉分级分批进行锚索制作时，其长度应增加1.5m的张拉段。钻孔深度应超过锚索设计长度0.5m。

图2 锚索布置剖面图

（2）二级边坡AK0+340～AK0+370段采用锚杆框架加固，共设13列4排，锚杆采用Φ25 HRB335钢筋，单根锚杆长11.5m，设计荷载50 kN，框架梁截面尺寸为0.3m（宽）×0.3m（厚），采用C25混凝土浇筑，框架梁沿水平方向间距为2.5m。

图3 锚杆布置剖面图

根据监测数据说明滑坡经治理后，监测期未发生明显位移变化。

4总结与建议

由本工程总结出滑坡处理的几点建议：

（1）注重工程地质勘查。对高边坡设计，工程调查和勘察是十分重要。特别像本工程，地处地质断裂带上，地质变化频繁，地质勘查尤为重要。

（2）对煤系地层，或遇水性质急剧恶化的土质边坡，再遇到路基边坡坡向和岩层走向相近，滑坡的可能性非常大，这类边坡防护设计应高度重视。

（3）重视边坡排水。滑坡多发生在暴雨期间，本项目也不例外。本项目滑坡表现出两个现象，一是边坡表面在雨天或雨后塌落，二是发生深层滑移。表层遇水塌落，主要是因为煤系土质遇水性质急剧恶化，较陡边坡“站不住”。深层滑移主要是雨水渗入滑动面，导致滑动面摩擦系数减小，抵挡不住滑坡体下滑的重力。可通过设置平台水沟、坡顶截水沟、坡面步梯水沟，完整地排除地表水。通过设置仰斜排水孔，有效排除地下水。

参考文献：

［1］刘红卫．山区公路滑坡研究[D]．长安大学，2005

［2］包致东．边坡稳定性破坏及处治方案[J]．交通世界（建养机械），2010，第8期

［3］邱海容．顺层滑坡变形破坏过程分析[J] ．福建建筑，2007，第9期

［4］胡启芳．采用水平排水孔治理滑坡的的探讨[J] ．公路与汽运，2009，第4期

［5］梁瑶，周德培等．预应力锚索框架梁支护结构的设计[J]．岩石力学与工程学报，2006，第2期

［6］李怀珍．路堑高边坡稳定性分析与锚固支护研究[D]．贵州大学，2007