陶澄臻

（甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院股份有限公司，蘭州730000）

1 概況

定西某高速公路工程HP2、HP3 滑坡位于內(nèi)官營(yíng)鎮(zhèn)文昌村東南側(cè)黃土斜坡，坡體前部為廟兒河河漫灘，河漫灘及坡體左側(cè)有農(nóng)耕道和省道相連，交通條件較便利。2 個(gè)滑坡后緣是連接在一起的，線路以路基形式緊挨滑坡前緣而過(guò)，長(zhǎng)約601m（HP2、HP3 合計(jì)），其中，HP2以填方形式通過(guò)滑坡前緣，HP3 以挖方路塹通過(guò)滑坡前緣，2 個(gè)滑坡首尾相連，均處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，現(xiàn)針對(duì)這2 種工況下的滑坡做進(jìn)一步分析與處理，滑坡總體圖如圖1 所示。

圖1 滑坡總體圖

2 工程地質(zhì)特征

2.1 地形地貌

滑坡區(qū)屬侵蝕堆積黃土地貌，沖溝斜坡地形，坡面植被稀疏，有零星楊樹，地表取土及開墾旱地呈臺(tái)階狀，滑坡前緣為廟兒河，水量極小，暴雨季節(jié)水量較大，水量隨季節(jié)及雨季而波動(dòng)，具有暴漲暴落的特點(diǎn)，對(duì)坡體前緣有一定的沖刷作用。本文將高速公路K14+933～K15+535 段左側(cè)滑坡按照路線布設(shè)情況分解為2 個(gè)滑坡，即HP2 與HP3。

HP2 整體坡度為6°～16°，外貌特征不甚清晰，整體呈長(zhǎng)條形，滑坡后緣無(wú)明顯陡坎，坡體表面取土及開墾旱地呈臺(tái)階狀，滑動(dòng)方向約NW335°，橫寬180m，縱長(zhǎng)約325m，厚度13.3～24.5m，面積約5.2×104m2，體積約9.1×105m3，為一大型中～深層推移式巖土混合滑坡。經(jīng)在當(dāng)?shù)卣{(diào)查，2012 年滑坡右前緣由于磚廠開挖取土形成陡峻臨空面，局部產(chǎn)生塌滑,路線以路堤形式從前緣通過(guò)，斷面圖如圖2 所示。

圖2 HP2 滑坡1-1′斷面圖

HP3 整體坡度為8°～11°，滑坡外貌特征清晰，整體呈長(zhǎng)條形，坡面植被稀疏，有零星楊樹，地表開墾旱地（梯田）呈臺(tái)階狀，滑動(dòng)方向約NW353°，橫寬460m，縱長(zhǎng)約320m，厚度9～21m，面積約1.1×105m2，體積約1.58×106m3，為一巨型中～深層推移式土巖混合滑坡。路線以路塹形式從前緣通過(guò)，斷面圖如圖3 所示。

圖3 HP3 滑坡2-2′斷面圖

2.2 地層巖性

滑坡區(qū)位于隴西盆地南緣側(cè)，地層主要為產(chǎn)狀緩傾的古近系泥質(zhì)砂巖為主，上覆第四系黃土等松散覆蓋層，總體而言本項(xiàng)目構(gòu)造條件相對(duì)簡(jiǎn)單。覆蓋層主要為第四系全新統(tǒng)滑坡堆積物（）、滑坡堆積強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖、上更新統(tǒng)風(fēng)積成因新黃土（），下伏基巖為古近系泥質(zhì)砂巖、砂巖（Egy）。

2.3 抗震及水文地質(zhì)

根據(jù)GB 18306—2015《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，區(qū)內(nèi)地震動(dòng)峰值加度為0.15g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.45s，相當(dāng)于地震基本烈度為Ⅶ度?；聟^(qū)內(nèi)地表水貧乏，主要為廟兒河地表水，水量極小，暴雨季節(jié)水量較大，水量隨季節(jié)及雨季變化較大，具有暴漲暴落的特點(diǎn)；地下水較豐富，主要為第四系松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。

3 滑坡穩(wěn)定分析

滑坡治理的保護(hù)對(duì)象為高速公路，根據(jù)JGT D30—2015《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.2.2 條第1 款有關(guān)規(guī)定，正常工況：滑坡在天然狀態(tài)下，安全系數(shù)取1.25；非正常工況Ⅰ：邊坡處于暴雨或連續(xù)降雨?duì)顟B(tài)下，安全系數(shù)取1.20；非正常工況Ⅱ：邊坡處于地震等荷載作用狀態(tài)下，安全系數(shù)取1.10。

根據(jù)滑坡區(qū)破壞邊界條件和可能失穩(wěn)方式，采用覆蓋層沿基巖面折線滑動(dòng)的破壞模式，穩(wěn)定性系數(shù)根據(jù)GB 50330—2013《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》中傳遞系數(shù)法公式進(jìn)行計(jì)算。

3.1 HP2 滑坡穩(wěn)定分析

HP2 滑坡滑體主要為第四系黃土狀土及風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，根據(jù)滑坡工程地質(zhì)條件，結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)及相關(guān)規(guī)范，選取最不利1-1′剖面進(jìn)行分析【1】，采用不平衡推力傳遞系數(shù)法對(duì)該剖面進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。HP2 滑坡主要物理參數(shù)推薦值如下：

黃土狀土其重度天然狀態(tài)取15.5kN/m3，暴雨?duì)顟B(tài)取17.3kN/m3；內(nèi)聚力天然狀態(tài)取14.7kPa，暴雨?duì)顟B(tài)取12.8kPa；內(nèi)摩擦角天然狀態(tài)取15.1°，暴雨?duì)顟B(tài)取13.5°。

強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖其重度天然狀態(tài)取23kN/m3，暴雨?duì)顟B(tài)取23.5kN/m3；內(nèi)聚力天然狀態(tài)取18.1kPa，暴雨?duì)顟B(tài)取16.9kPa；內(nèi)摩擦角天然狀態(tài)取13.6°，暴雨?duì)顟B(tài)取11°。

通過(guò)調(diào)查及鉆探揭露該滑坡為土巖混合滑坡，上覆土層呈斷續(xù)分布，根據(jù)計(jì)算可知：

1-1′剖面在正常工況（天然狀態(tài)）及非正常工況Ⅰ（暴雨或連續(xù)降雨）下穩(wěn)定性系數(shù)為1.364～1.478，下滑力小于抗滑力，處于穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)；在非正常工況Ⅱ（地震）下，下滑力小于抗滑力，滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但穩(wěn)定性系數(shù)為1.087，小于規(guī)范值，安全度不夠，計(jì)算結(jié)果與滑坡目前的狀態(tài)是基本相符的。

3.2 HP3 滑坡穩(wěn)定分析

HP3 滑坡滑體主要為第四系黃土狀土及風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，根據(jù)滑坡工程地質(zhì)條件、室內(nèi)試驗(yàn)及相關(guān)規(guī)范，結(jié)合鉆孔成果將該滑坡分成3 個(gè)剖面（1-1′剖面、2-2′剖面、3-3′剖面），采用不平衡推力傳遞系數(shù)法對(duì)該剖面進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。HP3 滑坡主要物理參數(shù)推薦值如下：

黃土狀土及強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖取值與HP2 滑坡參數(shù)相同；強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖次級(jí)滑面內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角值相對(duì)下降，內(nèi)聚力天然狀態(tài)取16.5kPa，暴雨?duì)顟B(tài)取15.2kPa；內(nèi)摩擦角天然狀態(tài)取11.8°，暴雨?duì)顟B(tài)取10.3°；河床沖積角礫其重度天然狀態(tài)取19.1kN/m3，暴雨?duì)顟B(tài)取20.6kN/m3；內(nèi)聚力均為0kPa；內(nèi)摩擦角天然狀態(tài)取28.7°，暴雨?duì)顟B(tài)取25.3°。

通過(guò)調(diào)查及鉆探揭露該滑坡為土巖混合滑坡，根據(jù)計(jì)算可知其最不利工況為2-2′剖面及其發(fā)展滑面，2-2′斷面基巖滑面（次級(jí)滑面）在正常工況（天然狀態(tài)）、非正常工況Ⅰ（暴雨或連續(xù)降雨）穩(wěn)定性系數(shù)為1.373～1.416，下滑力均小于抗滑力，滑坡不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，處于穩(wěn)定狀態(tài)；在非正常工況Ⅱ（地震）下，穩(wěn)定性系數(shù)為1.079，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但穩(wěn)定系數(shù)小于規(guī)范值，安全度不夠。根據(jù)JGT D30—2015《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》，計(jì)算結(jié)果與滑坡目前的狀態(tài)是基本相符的。

4 滑坡綜合處治措施

新建高速公路的滑坡處理優(yōu)先遵循路線避讓原則，若必須從滑坡處通過(guò)應(yīng)充分結(jié)合調(diào)查、地勘及分析結(jié)果，綜合考慮各種影響因素，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，減小滑坡處理工程規(guī)模。

該處滑坡在最初設(shè)計(jì)中，從工程安全方面考慮，將HP2 及HP3 定義為一個(gè)大型滑坡，采用在路線左側(cè)設(shè)置抗滑樁的方案穩(wěn)定滑體，HP2 處為埋入式抗滑樁，HP3 段為懸臂式抗滑樁，對(duì)于HP2 滑坡來(lái)說(shuō)安全系數(shù)過(guò)大，工程造價(jià)高。通過(guò)進(jìn)一步分析計(jì)算，在確保安全的前提下對(duì)HP2 滑坡段方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，采用路基反壓進(jìn)行處理，降低了工程造價(jià)，更利于施工安全。

4.1 滑坡治理措施

通過(guò)分析判斷此處滑坡主要發(fā)生在巖土交界面的軟弱層處，路線從滑坡前緣通過(guò)，所以綜合處理方案主要采用排水與支擋結(jié)合的方法，即采用路基反壓及抗滑樁穩(wěn)定滑坡，駁岸墻保護(hù)坡腳防止河道沖刷，同時(shí)做好滑坡體的截、排水工程，提高軟弱面的抗滑力。

4.2 路基反壓

HP2 滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但在地震工況下穩(wěn)定性系數(shù)小于規(guī)范值，設(shè)計(jì)中此段路線以填方路堤的形式從滑坡前緣通過(guò)，對(duì)HP2 滑坡進(jìn)行反壓處理，處理后計(jì)算滿足規(guī)范要求，滑坡處理斷面圖如圖4 所示。

圖4 HP2 滑坡處理斷面圖

4.3 抗滑樁及防護(hù)工程

由于路線從HP3 滑坡前緣以路塹形式通過(guò)，經(jīng)計(jì)算分析后，在路基左側(cè)碎落臺(tái)邊緣設(shè)置1 排懸臂式樁板墻，設(shè)置段落為K15+270～K15+480，滑坡處理斷面圖如圖5 所示?？够瑯豆灿?jì)43 根，截面尺寸為3m×2m，抗滑樁單樁長(zhǎng)度20～32m，懸臂端高度為6m，樁底嵌入新鮮基巖深度不小于樁長(zhǎng)的1/3，樁中心間距為5m。該工點(diǎn)路線右側(cè)為廟兒河，所以在右側(cè)河道設(shè)置駁岸，設(shè)置段落為K15+042.9～K15+583.4，防止河水對(duì)滑坡前緣繼續(xù)沖刷侵蝕。

4.4 截、排水工程

水是構(gòu)成滑坡發(fā)生的主要原因之一，在滑坡處理中應(yīng)當(dāng)更加重視排水設(shè)計(jì)【2】。該工點(diǎn)在滑坡范圍內(nèi)設(shè)置多道截水溝，相互貫通排入兩側(cè)溝道進(jìn)入廟兒河道中，截水溝底部及挖方坡腳均設(shè)置滲溝及仰斜式排水孔，盡量降低滑體含水量，增加滑動(dòng)面抗滑力。

圖5 HP3 滑坡處理斷面圖

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)滑坡體設(shè)置多道截水滲溝及挖方坡面設(shè)置仰斜排水孔、滑坡體下部設(shè)置樁板墻、路基反壓滑坡前緣、河道側(cè)設(shè)置駁岸防沖刷等綜合措施使工程安全穩(wěn)定。本文將一個(gè)大型滑坡通過(guò)進(jìn)一步勘察及計(jì)算分析分解為2 個(gè)滑坡進(jìn)行針對(duì)性處治，在滿足工程安全的前提下細(xì)化了設(shè)計(jì)方案，降低了工程造價(jià)及施工難度，為以后類似工程項(xiàng)目提供了設(shè)計(jì)思路，避免過(guò)度設(shè)計(jì)。