某公路滑坡的成因分析與防治措施

范一平

（山西省公路局 太原分局，山西 太原 030012）

1 概況

長治市長治縣某地質(zhì)災(zāi)害治理工程項目區(qū)位于山西省長治縣南端，地貌上屬長治盆地東南邊緣低中山區(qū)，三面環(huán)山，地勢總體上東、南、西高東北低，以村莊為源頭發(fā)育有一條東北向溝谷。2003—2008年期間，該區(qū)域內(nèi)道路、耕地相繼出現(xiàn)多處不同程度的裂縫，最大裂縫寬度達40 cm，且有3處邊坡滑塌，項目區(qū)的平面布置圖見圖1。

圖1 項目區(qū)平面布置圖

該區(qū)域內(nèi)有村民152戶，共計638人及456間房屋，潛在危害對象52戶，182人，村內(nèi)受損耕地面積70余畝，受影響道路900 m，受災(zāi)面積約5萬m2，潛在經(jīng)濟損失1 800萬元。急需對該地區(qū)進行地質(zhì)災(zāi)害治理，確保群眾的生命財產(chǎn)安全。

2 地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生原因分析

根據(jù)地質(zhì)勘察資料，該區(qū)域共有3處邊坡滑塌，分別為南坡山滑塌、后溝滑塌、東溝滑塌，均為沿土巖接觸面產(chǎn)生的滑塌?；w后緣有橫向張性裂隙發(fā)育，滑坡前緣形成上小下大的塔式外貌，表面呈階梯狀和陡坎狀。其中南坡山滑塌體巖性為第四系松散坡積物，滑床為二疊系上統(tǒng)上石盒子組泥頁巖，巖層產(chǎn)狀290°∠4°，滑坡后緣長320 m，寬61 m，滑坡體厚度0～15 m，坡度30°，坡向20°；后溝滑塌體巖性為第四系松散坡積物，滑床為二疊系上統(tǒng)上石盒子組泥頁巖，滑坡后緣長265 m，寬45 m，滑坡體厚度0～20 m，坡度30°，坡向170°；東溝滑塌體巖性為第四系松散坡積物，滑床為二疊系上統(tǒng)上石盒子組泥頁巖，巖層產(chǎn)狀115°∠3°，坡度40°，坡向110°，滑坡后緣長290 m，寬52m，滑坡體厚度0～10 m。

對勘察資料進行分析認為，持續(xù)降水和大暴雪是造成大范圍地質(zhì)災(zāi)害的主要原因。一方面，由于坡體表面裂縫發(fā)育，排水不暢，坡面積水（雪）和沿土層下滲的水，由于其下伏巖層的隔水作用，使地下水不能繼續(xù)向下入滲及時排泄，只能沿土巖接觸面流動，造成土巖接觸面軟化形成軟弱結(jié)構(gòu)面，產(chǎn)生邊坡滑塌，進而產(chǎn)生更多更大的裂縫；另一方面，由于房屋建設(shè)開挖也使邊坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)[1]。

3 綜合治理方案

3.1 綜合治理原則

結(jié)合地形地質(zhì)、村莊密集等特點，該地質(zhì)災(zāi)害采用以下原則進行處理：

a）一次根治，不留后患。

b）工程治理和生態(tài)恢復(fù)相結(jié)合的綜合治理方案。

3.2 邊坡滑塌分析和計算[2]

a）選取滑動體主軸斷面進行計算，計算后緣為滑坡體后緣張拉裂縫破裂面。

圖2 地質(zhì)縱斷面圖

b）推力計算時采用反算值。反算C、φ值時，以當(dāng)前邊坡處于極限穩(wěn)定，取穩(wěn)定系數(shù)Fs=0.95，并假定C值反算φ值。

c）滑面以上黃土為主，考慮其含水量較大并結(jié)合經(jīng)驗值，滑塊密度平均值采用19.0 kN/m3。

d）計算滑動面為土巖接觸面。

e）該區(qū)域地震基本烈度為Ⅵ度，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，不考慮地震力的作用。

f）計算滑坡推力時，考慮各種不利因素，且有大量民房，為確保安全，安全系數(shù)按1.20取值。

根據(jù)滑坡形態(tài)及滑動方向，在滑動方向上確定了具有代表性的斷面，其劃分區(qū)塊、滑坡形式可劃為折線形，按照其形態(tài)將滑坡劃分為2個條塊，然后取單位寬度，采用傳遞系數(shù)法，按式（1）計算其下滑力為：

式中：Ti、Ti-1為第i和第i-1滑塊剩余下滑力，kN/m；

Fs為穩(wěn)定安全系數(shù)（初擬狀態(tài)取0.95，安全狀態(tài)取 1.2）；

Wi為第i滑塊的自重力，kN/m；

Si為第 i滑塊的面積，m2；

γi為第i滑塊的重度，kN/m3（采用19.0 kN/m3）；

αi、αi-1為第 i和第 i-1滑塊對應(yīng)滑面的傾角，（°）；

Ψi為傳遞系數(shù)；

φi為第i滑塊滑面內(nèi)摩擦角，（°）；

ci為第i滑塊滑面巖土黏聚力，kN/m；

Li為第i滑塊滑面長度，m。

具體計算結(jié)果如表1?；麦w最后一個條塊的剩余下滑力均大于0，滑坡不穩(wěn)定。經(jīng)刷方減載處理后，其剩余下滑力均小于0，處于穩(wěn)定狀態(tài)。

表1 下滑力計算及治理措施一覽表

3.3 綜合治理方案

3.3.1 工程治理

3.3.1.1 刷方減載

根據(jù)下滑力計算結(jié)果，按1∶1～1∶2的緩邊坡和大平臺進行刷方減載。

3.3.1.2 支擋防護工程

在滑坡前緣設(shè)擋墻或護面墻進行支擋防護，基底設(shè)于巖石內(nèi)，在土巖接觸面設(shè)泄水管，確?；麦w接觸面排水通暢。

3.3.1.3 防排水工程

對坡體后緣以上的裂縫、落水洞進行回填；在坡體后緣和大平臺上設(shè)截水溝，并通過急流槽把排水溝里的水引入自然溝谷中。

3.3.1.4 平整坡面

刷方減載后，對坡面進行平整，并對坡體的裂縫或陷穴進行夯實，使坡面平整密實，避免積水和滲漏。

3.3.2 生態(tài)恢復(fù)

對已遭破壞的生態(tài)環(huán)境，采用培土植草植樹、修建防排水措施等多種手段進行水土保持，進而當(dāng)?shù)鼗謴?fù)自然生態(tài)。在實施過程中遵循適地、適樹、適量的理念，選用當(dāng)?shù)刂参锓N類進行綠化，達到與周圍自然環(huán)境相一致的治理效果。

3.3.3 施工順序

在施工過程中，一定要注意施工順序，按自上而下的施工順序進行：

a）對滑塌體后緣的裂縫、裂隙或陷穴灌縫并夯實，對易滲水的碎石土層進行清除或封閉。

b）結(jié)合地形對滑塌體后緣坡地進行生態(tài)恢復(fù)，種植樹木或灌木，修建防排水溝，防止水土流失。

c）按設(shè)計由上至下逐級進行刷坡減載。

d）平整坡面，對坡面進行綠化植草。

e）路塹擋土墻砌筑。

3.3.4 變形監(jiān)測與觀測

施工過程中和施工完成后，定期對滑坡治理后的擋墻或護面墻進行變形監(jiān)測和觀測。監(jiān)測工作時間為施工期和竣工后一年，監(jiān)測頻度與施工和降雨量相適應(yīng)。一般施工期間每半月觀測一次，雨季期間每周觀測一次，大雨后增加觀測一次；竣工后前6個月每月觀測一次，以后每3個月觀測一次[3]。

3.3.5 施工工藝、方法及注意事項

a）在施工過程中做到信息化施工，做好動態(tài)監(jiān)測。

b）在施工過程中，一定要注意施工順序，施工順序一定要分清，確保施工安全。

c）由于村莊密集距民房較近，在實施施工時需采取相應(yīng)措施，減少對房屋的影響。

d）在施工治理時應(yīng)結(jié)合實際制定出完善的施工組織計劃。

e）在施工中建立監(jiān)測系統(tǒng)，在坡面上設(shè)置觀測標(biāo)志點和固定的坐標(biāo)原點，測繪各標(biāo)志點的相對坐標(biāo)，記錄在案。要定期觀測、記錄。在雨季或降水量較大時應(yīng)加大測量密度，分析變化規(guī)律。

f）在滑坡地段，加強施工中觀察和變形檢測。

4 結(jié)語

地質(zhì)災(zāi)害包括由于自然因素或者人為活動引發(fā)的危害人民生命和財產(chǎn)安全的山體崩塌、滑坡、泥石流等與地質(zhì)作用有關(guān)的災(zāi)害。山西省地質(zhì)災(zāi)害種類多、分布廣、危害大，本文結(jié)合具體實例進行分析，提出了工程治理和生態(tài)恢復(fù)相結(jié)合的綜合治理方案，為相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害治理提供借鑒。