高速公路邊坡滑坡成因分析及治理研究

馮小路，楊文敬

（1.廣西交通設(shè)計集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530000；2.廣西地產(chǎn)集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530000）

高速公路出現(xiàn)邊坡滑坡現(xiàn)象，最為直接的原因就是邊坡土體承受的剪切力大于其自身的強度，使得邊坡土體無法承載上方的土體結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生變形、滑坡的現(xiàn)象。因此，在當(dāng)前高速公路邊坡滑坡治理中，主要應(yīng)加強土體性質(zhì)、土體結(jié)構(gòu)分析，找出引起高速公路邊坡滑坡的主要原因，然后采取科學(xué)的措施對之進(jìn)行加固處理，以提升邊坡土體的抗剪切能力，使高速公路邊坡土體結(jié)構(gòu)具有更高的穩(wěn)固性，達(dá)到防治邊坡滑坡的效果，并保證其在高速公路運行期間具有較高的安全性。

1 工程邊坡滑坡概況

此次治理滑坡場地為廣西某在建高速公路的右側(cè)段，該段高速公路地形較為陡峭，高速公路邊坡坡度為20～40°，且區(qū)域內(nèi)常年降水量較大，較易對邊坡巖層產(chǎn)生侵蝕、沖刷，使之穩(wěn)固性減弱。據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)勘查，出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象的邊坡段主要以巖質(zhì)邊坡為主，地層巖性以泥質(zhì)粉砂巖夾碳質(zhì)頁巖為主，局部斷面夾有泥質(zhì)填充節(jié)理、裂隙?；侣范螢槭┕がF(xiàn)場基本開挖完成路段，于2017年6月25日在邊坡上方發(fā)現(xiàn)一條裂縫，裂縫寬度約30cm，裂縫長度為327m?；路秶呵熬壴陂_挖成形的坡面剪出到路基內(nèi)，后緣在山腰位置處，且呈現(xiàn)出“U”形發(fā)展趨勢，若滑坡現(xiàn)象進(jìn)一步加劇，必然對高速公路工程施工建設(shè)整體進(jìn)度造成影響，增大高速公路工程施工建設(shè)造價，同時也不利于后期高速公路運行的安全性，因此對之采取必要的治理措施顯得較為重要。

2 邊坡滑坡現(xiàn)象出現(xiàn)的成因

2.1 影響滑坡的主要因素

對高速公路路塹邊坡滑坡的影響因素展開分析，其主要可以分為內(nèi)部因素和外部因素兩種情況，通常當(dāng)前出現(xiàn)的邊坡滑坡現(xiàn)象都是在內(nèi)、外部因素的共同作用下形成的。

（1）內(nèi)部因素。內(nèi)部因素主要指的是邊坡的地形地貌、巖層性質(zhì)、巖層機構(gòu)等，內(nèi)部因素為邊坡滑坡形成提供了最為基本的條件[1]。

（2）外部因素。外部因素主要分為自然因素和人為因素兩個部分。其中，自然因素指的是氣象水文、河流沖刷、地震等自然環(huán)境或災(zāi)害引起的邊坡滑坡；人為因素指的是在工程活動開展過程中對邊坡巖土層結(jié)構(gòu)造成影響而出現(xiàn)的邊坡滑坡。通常，外部因素是誘發(fā)高速公路邊坡滑坡的主要因素，邊坡巖層結(jié)構(gòu)在長時間雨水沖刷、風(fēng)化以及施工擾動的影響之下，其穩(wěn)固性將發(fā)生一定的變化，再加上自身的一些內(nèi)部因素，便較易形成邊坡滑坡的現(xiàn)象，且在缺乏有效治理的情況下，邊坡滑坡會出現(xiàn)逐步擴(kuò)大的現(xiàn)象[2]。

通常高速公路出現(xiàn)邊坡滑坡時，其土體變形過程會經(jīng)歷5個階段（見圖1），在從蠕變階段進(jìn)入到劇滑階段，土體的穩(wěn)定系數(shù)呈現(xiàn)持續(xù)性降低的趨勢。從邊坡滑坡實際情況來看，通常在進(jìn)入劇滑階段時，通過人力將很難對之做出防護(hù)治理，因此在當(dāng)前高速公路邊坡滑坡治理的過程中，主要應(yīng)在微滑階段之前采取有效的治理措施，以降低高速公路邊坡滑坡帶來的危害，且從實踐治理效果來看，越早進(jìn)行治理防護(hù)，取得的效果越顯著[3]。

圖1 高速公路邊坡滑坡土體變形過程

2.2 廣西某在建高速公路邊坡滑坡成因分析

結(jié)合該研究案例的實際情況展開分析，引起邊坡滑坡的主要原因有3個方面：（1）地質(zhì)構(gòu)造因素。地質(zhì)構(gòu)造因素屬于此次邊坡滑坡的內(nèi)部因素，從現(xiàn)場地質(zhì)勘查結(jié)果來看，滑坡段的土層呈現(xiàn)交互分層、傾斜狀分布的特點，再加上在施工開挖的過程中，將邊坡滑坡的邊坡土層與坡面夾角截斷，使得原本土體存在的被動支撐喪失。（2）高速公路設(shè)計施工存在問題。在對該路段進(jìn)行設(shè)計時，路塹的開挖深度較大，在最深的位置處挖掘量達(dá)到了28m，由此增大放坡等級，使放坡等級達(dá)到6級，許多原始植被在此過程中被清除，坡面暴露在空氣中的面積較大。同時，該區(qū)段呈現(xiàn)出多雨氣候，坡面在缺乏植被保護(hù)的情況下，雨水大量滲透到砂土層之中，從而使土層之間的摩擦力降低，土層之間的抗滑移能力因此降低[4]。（3）氣候因素。該區(qū)段表現(xiàn)出多雨、多風(fēng)的氣象，土體在受到雨水浸泡，然后在風(fēng)干之后較易出現(xiàn)巖土沙化現(xiàn)象，從而引起坡面開裂、失穩(wěn)。

3 廣西某在建高速公路邊坡滑坡治理措施

基于廣西某在建高速公路某段右側(cè)出現(xiàn)的邊坡滑坡成因，在進(jìn)行治理時應(yīng)采取具有針對性的防護(hù)措施。

3.1 結(jié)合邊坡滑坡情況，擬定合適的治理方案

綜合邊坡滑坡現(xiàn)場的實際情況，制定具有針對性的治理方案，治理主要包括以下3點：（1）現(xiàn)場對邊坡破裂面展開勘測，選取合適位置測量破裂面的深度，確定穩(wěn)定坡面的具體位置，由此為后期邊坡治理工作開展奠定基礎(chǔ)；（2）重新對現(xiàn)場展開地形測量，繪制對應(yīng)的地形測量圖，且在圖中將邊坡破裂面的特征點標(biāo)示出來；（3）在確保邊坡治理開挖之后坡面土層能夠保持穩(wěn)定的情況下，選取合適的特征點進(jìn)行開挖施工，將放坡坡度控制在1∶1.75～1∶2，且將每級坡高控制為4m，坡面的平臺寬度設(shè)置為2m[5]。同時，在坡面設(shè)置V形的排水溝，確保各坡面之間能夠平穩(wěn)完成過渡，從而具備較高的穩(wěn)固性。

3.2 采用注漿加固方式，加固高速公路邊坡

在高速公路邊坡滑坡治理中，注漿加固是較為常見的方式，該治理方法在邊坡土體較為破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育較為完整的情況下應(yīng)用具有較為良好的效果。注漿加固主要借助于壓力作用，使調(diào)配好的漿液能夠灌注到土體裂隙結(jié)構(gòu)中，從而讓邊坡破碎的土體結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出較強的膠結(jié)性，使原本較為破碎的土體結(jié)構(gòu)成為一個較為完整的整體[6]。此外，在注漿加固的過程中形成的一些砂漿柱，還能夠在其中發(fā)揮出類似螺栓連接的作用，從而讓邊坡土體的整體強度得到提升，由此可見注漿加固方式是一種治理高速公路邊坡滑坡較為有效的方式。

除注漿加固之外，在高速公路邊坡加固中還可以采用土釘加固的方式，該方式主要針對巖石結(jié)構(gòu)較軟的邊坡，通過向其中打入土釘達(dá)到加固的目的。該方式與錨桿加固有著一定的相似之處，兩者都屬于一種淺層邊坡加固措施，只是在設(shè)計理論上存在一定差異。而在該工程項目加固施工中，結(jié)合路段滑坡的土質(zhì)結(jié)構(gòu)和邊坡破裂面狀況來看，最終選用注漿加固方式，該方式能夠在實際應(yīng)用中取得更為良好的效果。

3.3 制定必要的邊坡防護(hù)措施

為達(dá)到更好的邊坡防護(hù)效果，可針對邊坡滑坡采取以下防護(hù)措施：（1）考慮到該路段滑坡邊坡的坡度較大，且其中的土體顯得較為松散，土體的整體穩(wěn)定性不足，因此在邊坡防護(hù)中采用砌體封閉防護(hù)的方式，應(yīng)用漿砌片石、塊石、漿砌預(yù)制塊等材料對邊坡做出防護(hù)加固；（2）考慮到該區(qū)段巖層存在較為嚴(yán)重的風(fēng)化、剝落現(xiàn)象，為有效降低風(fēng)化帶來的不良影響，可在邊坡滑坡路段的表面噴射一層素混凝土，以此形成對原有土層的防護(hù)，使各土層之間的抗滑能力能夠得到保持，從而達(dá)到較好的邊坡防護(hù)效果；（3）對于其中個別石質(zhì)堅硬，但其整體穩(wěn)定性又顯得不足的路段，在進(jìn)行加固的過程中可以采用掛網(wǎng)錨噴防護(hù)措施。該方法主要在邊坡的表面先鋪設(shè)一層鋼筋網(wǎng)，并通過向土體中打入錨桿或土釘?shù)姆绞焦潭ㄤ摻罹W(wǎng)，最后再在鋼筋網(wǎng)的表面噴射素混凝土，從而實現(xiàn)對邊坡的封閉式防護(hù)。由于該路段降雨量較大且風(fēng)化較為嚴(yán)重，對剛完成施工處理的巖土層穩(wěn)定性影響較大，對之采取封閉式防護(hù)具有較高的必要性，且取得的防護(hù)效果較為突出[7]。

3.4 重視邊坡極限狀態(tài)設(shè)計，科學(xué)設(shè)計防排水系統(tǒng)

在高速公路施工設(shè)計中，應(yīng)高度重視邊坡穩(wěn)定性，合理協(xié)調(diào)邊坡穩(wěn)定性和工程施工建設(shè)成本之間的關(guān)系，在保證邊坡穩(wěn)定性的前提下，降低邊坡的施工成本。邊坡的穩(wěn)定性主要指的是邊坡在規(guī)定時間內(nèi)，其自身的支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠保持土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定可靠，從而有效保證高速公路能夠在后期使用中具有較高的安全性?；诖?，當(dāng)前在對廣西某在建高速公路某段右側(cè)滑坡現(xiàn)象進(jìn)行加固處理時，還應(yīng)重視對邊坡的極限狀態(tài)設(shè)計，并在完成加固處理之后，在一段時間內(nèi)進(jìn)行跟蹤觀察，保證邊坡能夠達(dá)到對應(yīng)的穩(wěn)定性要求。

此外，為進(jìn)一步降低雨水對邊坡產(chǎn)生的不良影響，可在滑坡的周界處設(shè)置截水溝，截水溝可采用漿砌片石進(jìn)行砌筑，漿砌片石材質(zhì)為中風(fēng)化砂巖，控制其最小邊長度大于15cm，抗壓強度在30MPa以上。為有效保證截水溝的抗沖刷能力，應(yīng)保證其壁厚和底厚都在30cm以上。通過良好的排水系統(tǒng)，能夠有效降低雨水滲透入土體中的量，從而對土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生較好的保護(hù)作用。

4 結(jié)語

綜上所述，高速公路邊坡滑坡主要由內(nèi)在土質(zhì)結(jié)構(gòu)因素、自然環(huán)境因素、人為擾動因素等引起，內(nèi)在土質(zhì)結(jié)構(gòu)因素屬于基本的條件，自然環(huán)境因素和人為擾動因素屬于外在誘因，在二者的相互作用下，土體結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)開裂、滑移的現(xiàn)象。因此，在當(dāng)前對高速公路邊坡滑坡的治理和防護(hù)中，主要應(yīng)從這些影響因素入手，對穩(wěn)定性較差的邊坡做加固與防護(hù)處理，使之能夠具備更高的穩(wěn)定性和抗滑能力，從而降低邊坡滑坡的發(fā)生概率，使高速公路能夠保持安全平穩(wěn)運行。