淺談關(guān)中公路環(huán)線渭南界至陽(yáng)郭段路基邊坡滑坡成因及整治措施

淺談關(guān)中公路環(huán)線渭南界至陽(yáng)郭段路基邊坡滑坡成因及整治措施

一、工程概況

關(guān)中公路環(huán)線是陜西省“一線兩帶”建設(shè)的重大項(xiàng)目之一，也是全省“一縱三橫兩環(huán)”次骨架公路網(wǎng)的重要組成部分。渭南界至陽(yáng)郭段工程是關(guān)中公路環(huán)線公路網(wǎng)的一個(gè)重要區(qū)段，該區(qū)段內(nèi)局部地層變化較大，地質(zhì)情況復(fù)雜多變，不良地質(zhì)現(xiàn)象、小區(qū)段的滑坡時(shí)有發(fā)生。
在石質(zhì)或土質(zhì)山坡上開(kāi)挖路塹，有可能因自然平衡條件被破壞或者因邊坡過(guò)陡，使坡體沿某一滑動(dòng)面產(chǎn)生滑坡。滑坡不僅影響公路的正常運(yùn)輸及行車(chē)安全，甚至掩埋公路，中斷交通，迫使放棄已成公路的使用，造成不可估量的損失。因此對(duì)公路兩側(cè)的邊坡滑坡治理是十分必要的。
公路滑坡的特點(diǎn)是：滑坡在平面形態(tài)上都有一定的幾何形狀，如橢圓形、三角形簸箕形及其他幾何形態(tài)或不規(guī)則形態(tài)。其滑出方向大多數(shù)與路線方向垂直或近于垂直，少數(shù)滑體滑動(dòng)方向與公路線路方向斜交，公路規(guī)模的大小也直接影響滑坡的規(guī)模。成因上講，大多數(shù)滑坡都是在開(kāi)挖過(guò)程中復(fù)活，而且公路滑坡有一個(gè)共性，就是超過(guò)90%的滑坡都是由于公路開(kāi)挖造成的。本文以關(guān)中公路環(huán)線渭南界至陽(yáng)郭段作為邊坡治理的事例進(jìn)行剖析，闡述在特殊地形、地質(zhì)、氣候條件下邊坡整治的特點(diǎn)。
眾所周知，滑坡的產(chǎn)生滑坡的產(chǎn)生和發(fā)育形成過(guò)程通常分為三個(gè)階段：蠕動(dòng)變形階段、滑動(dòng)破壞階段和漸趨穩(wěn)定階段。
其中蠕動(dòng)變形階段：斜坡在發(fā)生滑動(dòng)之前通常是穩(wěn)定的，在水的作用下，可以使斜坡土石體強(qiáng)度逐漸降低，滑坡出口附近滲水混濁，水在此過(guò)程中起到了催化劑的作用。由此可見(jiàn)排水在邊坡滑坡治理中的地位至關(guān)重要。采取“早發(fā)現(xiàn)，早防治”的原則進(jìn)行處理。在本次邊坡滑坡整治當(dāng)中我們把治水放在首位。
本工程現(xiàn)場(chǎng)具體情況為：共發(fā)現(xiàn)滑坡28處，其中工程滑坡3處�；�坡大體分為3類(lèi)。具有代表性的段落為：（一）k9+140—250和k9+410—480左側(cè)，路線從滑坡體中后部通過(guò)，滑向與路線夾角約45°，滑體為粘性土，后緣較清晰，個(gè)別房屋有裂縫，滑體下部局部見(jiàn)裂縫，地下水埋深1—2m,沖溝中有積水，滑坡不穩(wěn)定；（二）k15+070——k15+170左側(cè)，路線從滑坡體后緣通過(guò)，滑向與路線夾角約85°，滑體坡度10—15°滑體主要為粘性土，滑坡后壁陡直滲水，呈簸箕形，滑坡壁弧形張拉裂縫明顯，滑坡體兩側(cè)羽狀裂縫、剪切裂縫，滑面低于路基設(shè)計(jì)標(biāo)高1.5m。路基半填半挖，挖深8m，受路線施工切坡和堆土加載擠壓影響，形成工程滑坡，滑坡基本穩(wěn)定，但還有局部不穩(wěn)定；（三）k13+593.6——k13+630右側(cè)，滑體為粘性土，滑坡后壁陡直、滲水，呈簸箕形，路線右側(cè)原鋼筋混凝土邊溝懸空，尚未影響到路面，路基填土高度約6m，坡腳受稠水河河水沖刷邊坡失穩(wěn)，形成滑坡。全線滑坡的共性為：壁坡局部滲水清晰，前緣臨空面較陡，坡腳滲水，有滑塌現(xiàn)象；全線滑坡均為粘性土滑坡，滑坡滑體主要為第四系粘土及亞粘土，結(jié)構(gòu)松散，易于地表水的下滲和儲(chǔ)存；滑床多為第三系粘土，屬相對(duì)隔水層�；�坡一般由于坡腳失穩(wěn)引起屬牽引式滑坡。

二、地質(zhì)條件

1、地形地貌：
區(qū)內(nèi)地貌單元屬黃土臺(tái)塬前緣緩坡及河谷地貌單元，地勢(shì)總體西高東低。坡面溝壑、臺(tái)坎縱橫交錯(cuò)，整體性較差，滑坡體后緣為黃土臺(tái)塬緩坡，前緣臨近稠水河。
2、地層巖性
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查及收集的有關(guān)地質(zhì)資料，區(qū)內(nèi)出露地層自上而下主要為：第四系全新統(tǒng)人工填土、第四系全新統(tǒng)沖積（Q42al+pl）亞粘土、中粗砂及卵石、第四系中更新統(tǒng)沖洪積（Q2al+pl）粘土、亞粘土、中粗砂、砂礫及第三系（E）粘土加亞粘土等。
①第四系全新統(tǒng)人工填土（Q42ml）素填土：黃褐色，土質(zhì)不勻，含少量漂石，稍濕—潮濕，松散。該層主要分布與滑坡后緣填方路基及挖方棄土段。
②第四系全新統(tǒng)沖積（Q42al+pl）亞粘土：黃褐色，土質(zhì)不勻，含少量鈣質(zhì)結(jié)核、中粗砂及卵石，局部夾漂石夾層，飽和，軟塑—硬塑。
③第四系全新統(tǒng)沖積（Q42al+pl）中砂：黃褐色，以長(zhǎng)石、石英為主，卵石含量約為10%，含大量粘性土成分，潮濕—飽和，松散，層厚2.6m。該層主要分布于稠水河河床及河漫灘。
④第四系全新統(tǒng)沖積（Q42al+pl）卵石：色雜，骨架顆粒以花崗巖為主，加少量漂石，顆粒粒徑一般為3—8cm，飽和、松散，層厚4.8m。
⑤第四系中更新統(tǒng)沖洪積（Q2al+pl）亞粘土：灰褐—黃褐色，土質(zhì)均勻，飽和，硬塑。局部底部見(jiàn)漂石夾層。
⑥第三系（E）粘土：紅褐色，土質(zhì)不均，夾亞粘土及中粗砂夾層，飽和—半堅(jiān)硬，鉆孔最大厚度5.7m。

三、水文地質(zhì)條件

1、含水層
本段邊坡處于地下水的排泄區(qū)，含水層主要有第四系全新統(tǒng)沖積含水層、第四系中更新統(tǒng)沖洪積含水層以及第三系沖洪積亞粘土、亞砂土孔隙含水層、風(fēng)化泥巖、砂巖裂隙含水層。
2、地下水補(bǔ)給
地下水補(bǔ)給主要來(lái)源為主要為山坡松散巖土體側(cè)向補(bǔ)給，其次是大氣降水入滲補(bǔ)給。
3、地下水排泄
地下水排泄以滲流方式向稠水河排泄，其次通過(guò)毛細(xì)作用以面狀蒸發(fā)形式排泄。在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查期間，發(fā)現(xiàn)沿線多處有地下水從坡腳滲出，下雨后，滲出量明顯增大。
4、地下水類(lèi)型及水質(zhì)
區(qū)內(nèi)地下水類(lèi)型主要為孔隙潛水，溝谷斜坡中的空隙潛水微弱，主要分布在溝谷斜坡中粗砂、砂礫含水層中；第三系沖積亞粘土、亞砂土空隙含水層、風(fēng)化泥巖、砂巖裂隙水含水層富水性與透水性較差。據(jù)水質(zhì)分析報(bào)告，地下水對(duì)混凝土不具腐蝕性。

四、滑坡成因

路線滑坡滑體主要為第四系粘土及亞粘土，結(jié)構(gòu)松散，易于地表水下滲和存儲(chǔ)；滑床多為第三系粘土，屬相對(duì)隔水層�；�坡的形成主要受地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造和地表水、地下水及人類(lèi)工程活動(dòng)控制。主要因素有以下幾點(diǎn)：
1、地形地貌是滑坡形成的外部條件
滑坡區(qū)地處黃土臺(tái)塬前緣緩坡，地形起伏較大，總體上傾向東南，坡體傾向與地層層面傾向基本一致，前緣為稠水河河谷，受水流沖刷，斜坡上沖溝發(fā)育，地形較破碎，坡前往往形成較大的臨空面，在水或地震力的作用下易行成滑坡。
2 、地層巖性是滑坡形成的物質(zhì)基礎(chǔ)
滑坡多出現(xiàn)于雨季，斜坡表層為第四系松散堆積物，土質(zhì)不勻，孔隙發(fā)育，雖在干燥下強(qiáng)度較高，但遇水浸泡易變軟，強(qiáng)度降低；第三系沖洪積粘土、亞粘土等，土質(zhì)不均，結(jié)構(gòu)緊密，局部半膠結(jié)，硬塑—半堅(jiān)硬，透水性差，是相對(duì)的隔水層；第三系沖洪積中粗砂、砂礫，富水性、透水性較好。當(dāng)坡體大氣降水延孔隙下滲到第四系松散堆積物與第三系沖洪積粘土、亞粘土結(jié)合處，在此富集，使該處土體濕潤(rùn)軟化，降低了弱透水層頂面土體的抗剪強(qiáng)度，增大了孔隙水壓力及斜坡土體重量，從而使坡體在在重力作用下失穩(wěn)而滑動(dòng)，形成軟弱滑動(dòng)面。當(dāng)挖方路塹邊坡傾向與第三系面層傾向相近時(shí)，易誘發(fā)滑坡。
3、地表水、地下水和人類(lèi)活動(dòng)是該段滑坡形成的誘發(fā)因素
路線地處黃土臺(tái)塬前緣，沿線溝壑密度為3.52km/km2,坡面溝壑、臺(tái)坎縱橫交錯(cuò)，整體性較差，加之河道狹窄，水流沖刷坡腳，引起水土流失，形成滑坡的地形條件。
此段落地下水極為豐富，且有地下泉水出露，對(duì)坡體平衡造成破壞。加之路線位于較陡的山坡處，屬于深挖、高填邊坡，挖深較大，由于施工削坡破壞了坡體平衡狀態(tài)，從而導(dǎo)致滑坡。

五、治理措施

由于該區(qū)段內(nèi)滑坡點(diǎn)多、量大，對(duì)其進(jìn)行徹底治理費(fèi)用較高。同時(shí)公路建設(shè)已處于施工階段，全線路基、橋涵已經(jīng)成型，進(jìn)行避繞已不可能。根據(jù)滑坡成因，場(chǎng)地施工條件、安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理等原則，故只對(duì)路塹、路堤邊坡的局部坍塌進(jìn)行治理。在本次滑坡治理過(guò)程中，我們將截排水放在了最重要的位置，同時(shí)放緩?fù)诜竭吰缕侣剩�盡量減少地表水和地下水對(duì)滑坡的影響。具體我們采取了地表排水、坡體內(nèi)降水、放緩邊坡、卸載減重和設(shè)置抗滑擋土墻的綜合治理措施，具體措施如下：
1、地表排水
水是產(chǎn)生滑坡的重要原因之一，有效的排水設(shè)計(jì)既可減少滑動(dòng)巖土體的總量又能增加斜坡巖土體的強(qiáng)度。原施工圖設(shè)計(jì)水中已經(jīng)設(shè)計(jì)了M7.5漿砌片石邊溝和急流槽的縱向排水系統(tǒng)，本次滑坡整治地表排水主要設(shè)置了坡面排水系統(tǒng)——截水溝。在塹頂滑體之外5m處，設(shè)置梯形山坡截水溝，深0.6m、下底寬0.6m，上口寬1.8m,溝壁坡率1:1，厚0.3m，采用M7.5漿砌片石。其主要作用是將滑坡體外的地表水截流引離，使滑體無(wú)外來(lái)之水，以改善坡體的含水與穩(wěn)定狀況。
坡面根據(jù)具體情況分別進(jìn)行了處理：有人居住的建筑物或村莊的下方有滑坡體的（如：k9+140—k9+250和k9+410—k9+480左側(cè)），坡面采用M7.5漿砌片石護(hù)坡厚0.3m，下設(shè)0.15m厚砂礫墊層。以防止坡面地表水下滲，并將水匯集入邊溝�；纳�、荒坡無(wú)建筑物處（如：k15+070——k15+170左側(cè)），則采用粘土夯實(shí)封閉滑體內(nèi)和滑坡后面的裂隙，清除滑體內(nèi)積聚地表水的洼地，重新夯實(shí)修整滑體坡面，并認(rèn)真做好坡面綠化工作(種草、植樹(shù))減少地表雨水下滲，防止坡面沖刷及淤塞排水溝。
2、地下排水
排除地下水不僅可以使滑坡體土體干燥，從而提高其強(qiáng)度指標(biāo)，降低土壤的重度，還可以消除地下水的水壓力，以提高滑體的穩(wěn)定性。
地下排水的原則是“可疏而不可堵”，根據(jù)滑面水分分布類(lèi)型、補(bǔ)給來(lái)源及方式，采用排引水措施，達(dá)到“追蹤尋源，截?cái)嗨�流，降低水位，晾干土體，提高巖土抗剪強(qiáng)度，穩(wěn)定滑坡”的目的。
本工程采用路基盲溝排引地下水，沿路線左側(cè)挖方段縱向布置。盲溝斷面尺寸為80×120cm，溝底為U形20cm厚C10水泥混凝土，溝底鋪防水土工布，溝壁鋪透水土工布以利地下水滲流入內(nèi)。防水土工布上縱向設(shè)置Φ150mmPVC透水管一道，排水管上部三分之二鉆梅花狀孔（孔徑1.5-2cm）。盲溝內(nèi)自下而上，用粒徑由大到小純凈的碎石填充。盲溝設(shè)在漿砌片石邊溝之下，同邊溝縱坡，出水口設(shè)在涵洞的進(jìn)水口（或豎井內(nèi)）。全線共設(shè)置盲溝4.6Km，不良地質(zhì)路段全部設(shè)置。
3、放緩邊坡、卸載減重
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)k14+935——15+010等3處推移式滑坡進(jìn)行放緩邊坡，卸載減重。挖方坡率由原來(lái)的1：0.5放緩為1：2，并且將坡體分臺(tái)階減載，逐步清除下部滑坡土體，清理土方約4萬(wàn)m3。
4、設(shè)置抗滑擋土墻支擋
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)k9+140—k9+250、k9+410—k9+480、k11+370——k11+620、k15+070——k15+170左側(cè)等5處，采用在滑坡前緣下部設(shè)置抗滑擋土墻（上檔）支擋，從而穩(wěn)定滑坡。我們采用漿砌片石重力式擋土墻，設(shè)計(jì)參數(shù)：地基容許承載力δ=250Kpa,內(nèi)摩擦角Ø=30°。墻高2—4m，墻頂寬1.5m—2.2m、底寬2m—2.8m不等，基礎(chǔ)埋深1.5m(基礎(chǔ)均埋置在滑動(dòng)面以下)，總長(zhǎng)530m。
k13+593.6——k13+630右側(cè)，由于稠水河河水沖刷,引起的填方路基坡腳失穩(wěn),形成的滑坡,由于滑坡后壁陡直、滲水，在處理時(shí)為了防止出現(xiàn)新的滑動(dòng)對(duì)路基造成更大的危害，填方坡腳也采用抗滑擋土墻支擋防護(hù)，墻頂距路基標(biāo)高2米，然后按照1：1.5的邊坡回填至路基設(shè)計(jì)標(biāo)高�？够瑩跬翂σ廊徊捎脻{砌片石重力式擋土墻，設(shè)計(jì)參數(shù)：地基容許承載力δ=250Kpa,內(nèi)摩擦角Ø=30°。墻高4m，墻頂寬2m、底寬2.8m，基礎(chǔ)埋深1.5m，總長(zhǎng)36m。
抗滑擋土墻每隔10m設(shè)寬度2cm沉降縫一道，縫內(nèi)瀝青麻絮填塞密實(shí)。泄水孔直徑10cm，水平間距3m，垂直間距2m，最低一層泄水孔高于地面線0.3m設(shè)置。墻后設(shè)30cm厚砂礫反濾層，底部30cm設(shè)粘土層隔水。

六 、滑坡治理效果

　　本區(qū)段內(nèi)滑坡經(jīng)過(guò)治理后，目前穩(wěn)定狀況良好。通過(guò)對(duì)治理后邊坡?tīng)顟B(tài)觀察分析，可以得出如下結(jié)論：
1、影響邊坡滑動(dòng)的原因有許多，因此治理一個(gè)滑坡不能靠單一的處理方法。本滑坡經(jīng)過(guò)綜合排水、放緩邊坡、分臺(tái)階卸載、抗滑擋土墻支擋等綜合治理后，邊坡穩(wěn)定，未再出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，因此該滑坡的治理是十分成功的。
2、滑坡多發(fā)生于雨后，直接驗(yàn)證了雨水滲入土體，可使土體容重增加，下滑力增大的規(guī)律，同時(shí)也說(shuō)明水是誘發(fā)邊坡不穩(wěn)定的重要原因。因此做好排水工作應(yīng)是防止滑坡產(chǎn)生的主要措施之一。

七 、結(jié)語(yǔ)

　　　1、水是造成滑坡的一個(gè)重要因素，從這一實(shí)例可以看到邊坡的穩(wěn)定與周?chē)�的環(huán)境密切相關(guān)，本工程由于地形的原因形成了一定的匯水區(qū)域，使水下滲對(duì)邊坡造成一定的不穩(wěn)定，需要治理。本工程滑坡治理采用了幾種方法的綜合應(yīng)用，如放緩邊坡與截排水相結(jié)合、卸載減重于截排水相結(jié)合、抗滑支擋墻與截排水相結(jié)合、卸載與抗滑支擋墻和截排水相結(jié)合等�？梢�(jiàn)本工程的治水為重中之重。對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害改掉治標(biāo)不治本的錯(cuò)誤，應(yīng)該找出可能造成將來(lái)不穩(wěn)定的本質(zhì)原因進(jìn)行治理。
　　2、事實(shí)證明，對(duì)于邊坡滑坡的治理，僅僅依靠樁、噴錨、錨索等純力學(xué)的方法阻止其變形運(yùn)動(dòng)和破壞，效果不太理想時(shí)。我們可以通過(guò)治水的方法，改變滑體內(nèi)的物理力學(xué)性質(zhì)，結(jié)合其他如放緩邊坡、卸載減重、抗滑支擋墻等綜合的治理措施，往往可以收到事半功倍的效果。
　　3、對(duì)于邊坡的防治，要貫徹以防為主，整治為輔的原則。在選擇防治措施之前，要查清滑坡的地形、地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，分析滑坡性質(zhì)及其發(fā)展階段，了解滑坡產(chǎn)生的原因，以便“對(duì)癥下藥”，尤其是大型滑坡，整治工程量很大，技術(shù)上也很復(fù)雜，試圖通過(guò)單純的“減、擋、固”等方法阻止其變形、運(yùn)動(dòng)和破壞往往是困難的，而通過(guò)對(duì)水的防治，改變滑坡內(nèi)在的物理力學(xué)性質(zhì)，順其自然，以柔克剛，反而能起到很好的作用。