山区公路边坡工程稳定性分析及处置措施研究--中国期刊网

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山区公路边坡工程稳定性分析及处置措施研究

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：黄伦胜

[导读] 摘要：宜宾市省道S244赵镇至淮口道路段（K8+300～K8+400）右侧边坡主要为牵引式岩质顺层滑坡，伴有崩塌变形，滑动面为砂泥岩界面，雨水下渗后，泥岩软化形成软弱结构面，硬质砂岩沿砂泥岩层间界面顺层滑动。

        四川省国土空间生态修复与地质灾害防治研究院四川成都 610000
        摘要：宜宾市省道S244赵镇至淮口道路段（K8+300～K8+400）右侧边坡主要为牵引式岩质顺层滑坡，伴有崩塌变形，滑动面为砂泥岩界面，雨水下渗后，泥岩软化形成软弱结构面，硬质砂岩沿砂泥岩层间界面顺层滑动。目前滑坡整体处于欠稳定～不稳定状态，有加速发展趋势。本文通过对边坡病害类型、滑坡体变形分析、滑坡物质结构特征等分析，给出了边坡的稳定性系数及下滑力计算值，并针对边坡稳定性分析结果给出了合理化治理措施建议。
        关键词：山区公路；边坡工程；边坡稳定性分析；处置措施
        0工程概况
        宜宾市省道S244赵镇至淮口道路段（K8+300～K8+400）右侧为扩建道路一般挖路段，最大开挖深度20m左右。既有道路边坡已经开挖成型（原设计为：岩质边坡坡率1:0.75+设置2级宽1.5m挖方平台+护脚矮墙），在护脚挡墙基础施工完毕尚未浇筑时，受2019年6月17日宜宾市长宁地震和连续暴雨影响，造成K8+370～K8+340右侧第一级边坡出现局部岩质滑塌。8月6日，持续性降雨和暴雨过后，顺层滑动范围扩大至上部县道路基后侧，危及赵淮路上方县道和县道上方铁塔。
        1边坡病害类型
        K8+300～K8+400段右侧边坡病主要表现为岩质顺层滑塌，包括顺层滑动和局部岩质崩塌，以前者为主，两种变形破坏相互影响，有时因顺层滑动引发局部岩质崩塌，有时因局部崩塌后，形成新的临空面又促发新的顺层滑动[1-2]。岩质崩塌主要受一组平行的构造节理影响，而顺层滑动主要受地层岩性及废弃采石坑槽的影响。本滑坡主要为牵引式岩质顺层滑坡，伴有崩塌变形，滑动面为砂泥岩界面，雨水下渗后，泥岩软化形成软弱结构面，硬质砂岩沿砂泥岩层间界面顺层滑动。目前滑坡整体处于欠稳定～不稳定状态，有加速发展趋势。
        2滑坡体变形分析
        按滑坡形成的时间及变形情况，该滑坡目前主要经历了两个主要变形阶段，从局部顺层滑塌到初步形成整体牵引式顺层滑动，从现场变形监测情况，该滑坡在连续降雨状态下，变形有加剧的迹象。
        （1）2019年6月17日宜宾市长宁地震和连续暴雨影响，在护脚挡墙基础施工完毕尚未浇筑时,造成K8+355～K8+395右侧第一级边坡出现局部岩质顺层滑塌。滑面清晰，擦痕明显，为砂岩沿砂泥岩界面发生局部顺层滑塌，滑体长度20m左右，宽度5m左右，范围仅局限于一级平台以下范围。同时调查发现该段岩质边坡发育一组平行于山脊的近垂直节理，节理张开3～8cm，2级平台发育未见有横向拉裂缝。
        （2）2019年8月6日持续性降雨和暴雨过后，发生牵引式岩质顺层滑动，滑坡后缘扩展至上部县道路基后侧，县道路基地面出现数条拉裂缝，宽1～3cm，近垂直于滑动方向，路基外侧由于下部整体滑动，路基填土出现塌陷下挫，下挫深度3～4m；滑坡中部废弃采石坑槽整体下挫，下挫深度1～2m，并伴有采石坑槽坑壁崩落松动；滑坡前缘被挤出滑落，沿垂直节理崩落，节理张开度加大，滑坡周界岩体松动，形成危岩体。铁塔围墙既有裂缝加宽、铁塔基础砂岩发生层间错动。截止2019年9月23日，县道拉裂缝继续加宽至5～8cm，中前部继续被挤出，节理张开度加大。
        3滑坡物质结构特征
        根据调绘及钻孔揭露，滑体为侏罗系蓬莱镇组（J3p）中厚层状浅灰色砂岩，滑动面为泥岩夹层形成的软弱结构面，该软弱结构面为砂泥岩地层分界面，为层间滑动；滑床部位为褐红色薄层状泥岩，泥岩下为紫红色中厚层状砂质泥岩，偶夹砂岩透镜体，岩层产状87～90°∠20～23°，岩层产状下陡上缓，变化不大，较为稳定。砂岩透水性好，泥岩为隔水层，雨水下渗进入泥岩夹层往往使泥岩软化形成软弱结构面。
        4滑坡稳定性分析
        4.1边坡稳定性宏观分析
        K8+300～K8+400段右侧边坡位于龙泉山背斜东南翼，距离背斜核部约30m左右，整体为一单斜构造，岩层产状85°～90°∠18°～23°，坡底（靠近路线）产状90°∠23°，坡顶产状87°∠18°逐渐变缓，临近核部产状接近水平，背斜西北翼产状280-290°∠20°-24°。里程K8+400处为山脊处，线路顺自然地貌转向，自然边坡和开挖边坡也随即发生偏转，在K8+370-K8+450里程段构成顺向坡，自然边坡与开挖边坡均大于岩层产状，砂岩出露于坡脚，在持续性暴雨和人工开挖坡脚时，易发生顺层滑动。同时该段边坡内发育一组平行的近垂直节理，属构造节理，节理产状180-185°∠85-90°，裂隙结合差，张开度1～3mm，表面平直光滑，无胶结，偶见岩屑夹泥质充填。线密度2条/m，节理间距0.5～0.7m。该组节理成为雨水下渗的理想通道。
        在天然状态下，滑坡变形相对缓慢，变形相对较弱，变形发展变化慢，滑坡处于基本稳定状态；在持续暴雨状态下，滑坡后缘变形进一步加剧，下挫逐渐增大。截止2019年9月23日，县道拉裂缝继续加宽至5～8cm，中前部继续被挤出，节理张开度加大。因此，勘查期间，在天然工况下滑坡处于基本稳定状态，在暴雨工况下，整体处于欠稳定状态；滑坡变形大小、多少与滑坡稳定性计算相匹配。
        4.2滑坡剩余下滑力计算分析
        按照依《公路滑坡防治设计规范》（JTGT3334-2018）确定该滑坡勘察等级为一级，剩余下滑力计算时，仅采用以下3种工况[3-4]：
        工况Ⅰ（天然工况）：按勘查时取得的现状资料评价，勘察期间钻孔地下水埋深15.6～17.4m，埋藏较深，计算和评价时考虑荷载为：自重；
        工况Ⅱ（暴雨工况），按持续暴雨条件下，地下水水位继续升高，潜在滑体全部饱水的情况进行计算和评价，考虑荷载组合为：饱和重度；
        工况Ⅲ（地震工况）：按现状条件叠加地震荷载进行计算和评价，设计烈度为7度，地震力技术综合系数取0.25，地震力计算重要性系数按抗震重点工程取1.3，考虑荷载组合为：自重+地震。
        滑坡防治安等级别Ⅰ级，滑坡后部危及县道上部铁塔，安全系数取大值，工况Ⅰ的安全系数取1.30，工况Ⅱ的安全系数取1.20，工况Ⅲ的安全系数取1.10。对1-1′剖面进行剩余下滑力计算，见表1：
                                                                  表1滑坡剩余下滑力计算成果表

        5滑坡治理措施建议
        综上所述，对于县道路基下方至赵淮路K8+300～K8+370段按现在1:1放坡后，产状与节理交线倾角小于开挖边坡，在开挖边坡上砂岩露头出露，处于不稳定状态，建议该段放缓开挖坡脚，沿砂岩与泥岩进行放坡清方处理，削去砂岩“帽子”，并及时设置支挡、护坡等结构措施，同时在县道及赵淮路坡脚设置加固措施。对于K8+370～K8+450段，该段路线存在上述问题，同时该段路线发生偏转后，开挖坡向与岩层倾向小角度相交，切削坡脚容易产生顺层滑动，在K8+370～K8+400已经因切削坡脚发生顺层滑动，建议沿砂岩与泥岩进行放坡清方处理，削去砂岩“帽子”，同时在坡脚设置加固措施，K8+400～K8+450段线路往外调整，避免切削坡脚。
        对于县道路基至铁塔后方采石坑槽顺层滑动段，建议在县道路基靠近铁塔一侧增设抗滑桩进行防护，以确保县道及铁塔安全。
        参考文献（References）：
        [1]邵帅,季顺迎.块石空间分布对土石混合体边坡稳定性的影响[J].工程力学,2014,31(02):177-183.
        [2]李广信,张丙印,于玉贞.土力学[M],北京:清华大学出版社,2013.
        [3]陈奇珠,董翌为.赤平投影法分析岩质边坡稳定性的图解模板[J].西北水电,2013(4):23.
        [4]王国强,关峰,吴道祥,等.宁国市中溪滑坡成因及稳定性分析[J].煤田地质与勘探,2004,32(5):43-46.