公路滑坡治理工程設(shè)計(jì)與施工方法研究

摘要 為保證公路滑坡治理工程的治理效果，以G211線銀川至榕江公路K1936+000～K1936+500段災(zāi)害防治工程為例，結(jié)合工程勘測結(jié)果，設(shè)計(jì)“抗滑樁+擋墻+放坡清方+坡面防護(hù)+截排水”的綜合治理方案，并按施工標(biāo)準(zhǔn)，完成該方案的施工，實(shí)現(xiàn)公路滑坡治理的目的。并對(duì)施工后的滑坡治理效果進(jìn)行測試，結(jié)果顯示：采用該設(shè)計(jì)的公路滑坡治理方案進(jìn)行治理后，公路在正常工況及連續(xù)降雨的非正常工況下，邊坡穩(wěn)定性均能滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞 公路滑坡；治理工程設(shè)計(jì)；施工方法

中圖分類號(hào) U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）14-0083-03

0 引言

我國是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生較多的國家，每年因滑坡導(dǎo)致公路結(jié)構(gòu)受損事件較多，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。公路滑坡是在公路在施工過程中，對(duì)斜坡地形或臨空面開挖時(shí)，形成的滑動(dòng)空間，并在土層透水性、力學(xué)性能差異顯著的條件下形成；滑坡形成的主要影響因素為土層含水量、地形地貌以及地層巖性[1]。公路滑坡治理是指為防止山坡巖體或土體受地面水或地下水活動(dòng)的影響，沿山坡內(nèi)部一定的軟弱面整體下滑所采取的支護(hù)措施。這些措施旨在消除滑坡對(duì)公路的危害，確保公路的安全穩(wěn)定運(yùn)行[2]。在公路滑坡治理中，應(yīng)用較多的治理方式包含削坡卸載、抗滑樁、錨桿加固、鋼管樁加固等，治理方法的選擇需結(jié)合公路的實(shí)際情況確定，綜合治理方案的最終目的在于最大限度地保證公路滑坡的治理效果[3]。

以G211線銀川至榕江公路K1936+000～K1936+500段災(zāi)害防治工程為例，以G211線銀川至榕江公路K1936+000～K1936+500段災(zāi)害防治工程為例，進(jìn)行公路滑坡治理方法的設(shè)計(jì)以及治理施工，保證其滑坡治理效果，為同類工程提供參考。

1 公路滑坡治理工程設(shè)計(jì)與施工

1.1 工程概況

G211線銀川至榕江公路K1936+000～K1936+500段災(zāi)害防治工程屬于二級(jí)公路，路基寬度為8.5 m，該公路多個(gè)路段發(fā)生不同程度的公路滑坡現(xiàn)象，其中最典型的3個(gè)路段情況如下所述：

（1）位于G211線K1936+150～K1936+360段路基右側(cè)：

該路段共包含2個(gè)區(qū)域，分別為K1936+150～ K1936+250（I段）、K1936+253～K1936+360（II段）兩段，兩段的詳細(xì)情況如下：

（a）I段：

現(xiàn)該段左側(cè)路基已發(fā)生明顯破壞，硬路肩開裂傾斜，邊溝破壞，右側(cè)路塹墻發(fā)生斷裂、鼓脹破壞，坡面截水溝多處斷裂，左側(cè)擋墻未見明顯破壞。

（b）II段：

現(xiàn)該段左側(cè)路基已發(fā)生明顯破壞，路基向上發(fā)生擠壓破壞，左側(cè)硬路肩傾倒，左側(cè)路塹墻開裂，右側(cè)路塹墻發(fā)生斷裂，坡面原錨桿框架梁發(fā)生脫空、斷裂等破壞，距路基右側(cè)110 m處坡頂發(fā)生滑塌，錯(cuò)臺(tái)高3～5 m，坡面截水溝多處發(fā)生斷裂。

根據(jù)現(xiàn)場病害特征，將該區(qū)域定性為滑坡，滑坡要素齊全，特征明顯。

（2）K1936+150～K1936+250段路基左側(cè)段：

該區(qū)域?yàn)閿D壓區(qū)，為滑坡阻滑帶，區(qū)域內(nèi)無明

顯變化，主要對(duì)右側(cè)滑坡局部段起抗滑作用。

（3）K1936+240處水泥輔路段：

距樁號(hào) K1936+240下邊坡段35～135 m處，該區(qū)域?yàn)闇\表層滑坡，該段水泥路邊緣多處錯(cuò)動(dòng)、開裂，下坡面零星可見張拉裂縫。

基于上述分析可知，該公路沿線多個(gè)路段發(fā)生滑坡現(xiàn)象，已對(duì)于公路的通行安全、使用壽命造成直接影響。為實(shí)現(xiàn)滑坡治理，該文僅以位于G211線K1936+150～K1936+360段路基右側(cè)段II段為例，研究滑坡治理方法以及施工詳情。災(zāi)毀路段位于杉樹鎮(zhèn)聯(lián)合村附近，災(zāi)毀路段及鄰近穩(wěn)定區(qū)斜坡高程為974.73～1084.37 m，縱向上斜坡呈凹形，路基右側(cè)自然坡度10～30°，下部10～30°，局部陡坎達(dá)60°，屬橫向折線形。公路右側(cè)斜坡面上主要為喬木、灌木，對(duì)該路段地質(zhì)情況進(jìn)行勘察，地質(zhì)的物理性能參數(shù)詳情如表1所示。

勘察過程中，確定病害區(qū)處于壩坨河左岸，壩坨河常年流水，病害區(qū)距離壩坨河約2 100 m。場區(qū)斜坡無常年性流水、永久性蓄水體，坡面接受大氣降水后，大部分雨水順坡面匯集于沖溝迅速流入壩坨河中。病害區(qū)基巖為結(jié)構(gòu)致密的泥巖。強(qiáng)風(fēng)化帶基巖裂隙水因風(fēng)化節(jié)理發(fā)育，且風(fēng)化節(jié)理密度大、組數(shù)多而呈網(wǎng)狀、面狀分布，強(qiáng)風(fēng)化帶裂隙水隨地形起伏[4]，厚度變化大；中風(fēng)化基巖因節(jié)理不發(fā)育而成為較好的隔水層。坡面裂隙可見水流滲出；包氣帶內(nèi)松散層孔隙水、基巖裂隙水為上層滯水，具有自由水面且不承壓，但流動(dòng)性差[5]，主要以蒸發(fā)方式排出。該路段部分區(qū)域滑坡情況如圖1所示。

1.2 公路滑坡治理方案設(shè)計(jì)

通過現(xiàn)場滑坡勘察以及地質(zhì)情況勘測，為保證滑坡的治理效果，結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)該路段的滑坡治理方案，該方法在設(shè)計(jì)時(shí)，統(tǒng)籌考慮安全、環(huán)保、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素，確定該災(zāi)害防治工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、工程規(guī)模、主要技術(shù)指標(biāo)。

綜合考慮工程情況以及施工需求，該文設(shè)計(jì)綜合型滑坡治理方案，采用“抗滑樁+擋墻+放坡清方+坡面防護(hù)+截排水”進(jìn)行治理，總體方案為：在研究段路基右側(cè)設(shè)置47根φ2～2.2 m圓形抗滑樁，間距4.5 m，樁頂采用系梁連接，拆除重建損壞的路塹擋土墻，在樁間設(shè)置擋土墻；對(duì)右側(cè)上部滑坡清方減載+設(shè)置坡面防護(hù)，修復(fù)路基右側(cè)蓋板邊溝及左側(cè)矩形邊溝，在右側(cè)路基下部新建盲溝用以排地下水；對(duì)該段路基換填2 m，恢復(fù)相應(yīng)路段路基、標(biāo)線，完善坡面排水的綜合治理設(shè)計(jì)。

1.3 公路滑坡治理方案施工

1.3.1 抗滑樁施工

（1）抗滑樁施工要點(diǎn)：

抗滑樁在開挖過程中，需確保邊坡的穩(wěn)定、安全，為降低開挖造成的影響，該工程采用跳槽的方式完成，即挖一隔二，在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，同樣采用交替澆筑的方式?；炷翝仓瓿珊螅栽O(shè)計(jì)強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)混凝土澆筑后強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的80%后，方可進(jìn)行后續(xù)樁基開挖，以此最大限度降低開挖對(duì)于公路邊坡的影響。

開挖完成后，需校對(duì)樁孔位置，允許誤差在10 cm以內(nèi)，同時(shí)應(yīng)結(jié)合工程設(shè)計(jì)方案，對(duì)樁孔深度進(jìn)行調(diào)整及校對(duì)，保證樁孔開挖結(jié)果滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。鉆機(jī)鉆進(jìn)施工前，需對(duì)鉆機(jī)鉆桿的中心線進(jìn)行校對(duì)，鉆桿中心線需和樁孔的中心線呈垂直狀態(tài)，以此保證施工效果，鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后停止鉆進(jìn)施工。

成孔后進(jìn)行樁身灌注，結(jié)合該工程實(shí)際情況，選擇強(qiáng)度等級(jí)為C30的混凝土進(jìn)行現(xiàn)場澆筑。澆筑時(shí)應(yīng)邊灌注邊振搗，全樁混凝土應(yīng)不間斷澆筑完成。如現(xiàn)澆孔中存在地下水，且無法全部抽干時(shí)，可采用水下混凝土灌注法進(jìn)行混凝土澆筑。當(dāng)有地下水時(shí)，水下混凝土澆筑要連續(xù)施工，需采用導(dǎo)管澆筑，導(dǎo)管底端埋入混凝土的深度不宜小于1 m；并且澆筑的混凝土需通過實(shí)驗(yàn)室的測試，保證其性能滿足施工標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的和易性?；炷脸跄龝r(shí)間需依據(jù)運(yùn)距、氣溫、灌注時(shí)間等確定，具體實(shí)施時(shí)，可結(jié)合實(shí)際施工情況，添加緩凝劑。

采用導(dǎo)管進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，需避免管道內(nèi)進(jìn)入雜物以及水流等，可將導(dǎo)管底部進(jìn)行堵塞，如果地下水位較高，處于深水作業(yè)時(shí)，為避免導(dǎo)管浮起，可在管內(nèi)注水的情況下進(jìn)行導(dǎo)管下放。

導(dǎo)管澆筑混凝土?xí)r應(yīng)避免導(dǎo)管的水平方向位移，導(dǎo)管直徑一般為250～350 mm，當(dāng)澆筑面積過大時(shí)，可采用多根導(dǎo)管澆筑?？够瑯俄敳款A(yù)留110 cm鋼筋與系梁連接，預(yù)留鋼筋應(yīng)與系梁鋼筋捆扎連接。

依據(jù)上述施工要點(diǎn)，確定抗滑樁施工流程，如圖2所示。

1.3.2 擋墻施工

拆除重建研究路段路基右側(cè)路塹擋土墻，該處擋墻均為樁間擋墻，將損壞路塹擋土墻拆除重建后，擋墻高3 m，高出路面2 m，擋墻兩端應(yīng)預(yù)留檢修梯步。

1.3.3 放坡清方+坡面防護(hù)施工

研究段系梁頂部以上邊坡按設(shè)計(jì)坡比分級(jí)進(jìn)行卸荷清方，將II段劃分為兩個(gè)部分進(jìn)行處理，先按坡比1：1.50放坡，坡高10 m，坡面采用錨桿框架防護(hù)，錨桿長9 m，該級(jí)設(shè)置4～6 m寬馬道，馬道內(nèi)側(cè)新建截水溝，馬道采用10 cm厚C20混凝土進(jìn)行封面，放坡挖除原損壞的框架結(jié)構(gòu)；再按坡比1：1.50放坡，坡高7～15 m，坡面采用植生板防護(hù)。

1.3.4 截排水施工

排水施工是抗滑樁施工前的重要施工步驟，應(yīng)做好前期排水規(guī)劃和建設(shè)，以及原地面的排水設(shè)施，并將其與永久排水設(shè)施相結(jié)合，可形成內(nèi)疏、外排防堵為一體的截排水系統(tǒng)。該工程設(shè)計(jì)的排水系統(tǒng)包含兩個(gè)節(jié)點(diǎn)：一是滑坡體上排，二是滑坡體下排。上排和下排均選擇仰斜式排水管道，并且管道在路堤完成填筑后埋入。

斜式排水管為Φ75帶孔PVC管，其長度為17 m，設(shè)計(jì)間距為4 m，排水管的埋設(shè)主要采用潛孔鉆機(jī)進(jìn)行施工，同時(shí)保證排水管施工后傾斜度與路面橫坡一致，以此保證排水效果。除此之外，在研究路段右側(cè)上方通村路內(nèi)側(cè)新建矩形截水溝，順接原路段截水溝，將坡面上水流引排至邊溝排放，減少對(duì)右側(cè)邊坡沖刷，截水溝采用配筋混凝土澆筑。

2 結(jié)果分析

依據(jù)上述步驟完成公路滑坡治理方案施工后，為分析該治理方案對(duì)于滑坡的治理效果，依據(jù)《公路滑坡防治設(shè)計(jì)規(guī)范》，采用滑坡穩(wěn)定系數(shù)作為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，衡量滑坡的治理效果，的計(jì)算公式為：

（1）

式中：表示第土層的重力（kN）；表示第土層的底的滑動(dòng)面傾角（°）；表示第土層的內(nèi)摩擦角（°）；表示第滑塊滑面的長度（m）；表示傳遞系數(shù)；表示土層的黏聚力（kPa）。

依據(jù)上述公式計(jì)算該工程治理方案施工后，正常工況以及連續(xù)降雨的非正常工況下的滑坡穩(wěn)定系數(shù)測試結(jié)果，并按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷，即在正常工況時(shí)為1.15～1.20；非正常工況時(shí)為1.10～1.15，隨機(jī)選取10個(gè)不同剖面的測試結(jié)果，統(tǒng)計(jì)于表2中。

依據(jù)表2測試結(jié)果可知：采用該工程設(shè)計(jì)的公路滑坡治理方案進(jìn)行治理后，公路在正常工況以及連續(xù)降雨的非正常工況下，滑坡穩(wěn)定系數(shù)均滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，因此，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的治理方案應(yīng)用效果較好，可有效實(shí)現(xiàn)公路滑坡處理，保證公路的穩(wěn)定性。

3 結(jié)論

為保證公路滑坡的治理效果，需結(jié)合公路的設(shè)計(jì)情況選擇合理的治理方案，該文以實(shí)際工程為例展開滑坡治理方法及施工情況的研究，設(shè)計(jì)綜合治理方案，并進(jìn)行施工。通過測試分析確定：該工程研究的滑坡治理方案具備較好的應(yīng)用效果，能夠有效完成滑坡治理，提升滑坡面的穩(wěn)定性。

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收稿日期：2024-02-19

作者簡介：吳文波 （1991—），男，本科，工程師，研究方向：公路工程質(zhì)量監(jiān)督管理。