公路顺层岩质边坡滑坡稳定性与治理对策研究

公路顺层岩质边坡滑坡稳定性与治理对策研究

叶杜杜

十四冶建设集团云南安装工程有限公司，云南昆明650032

摘要：在公路建设的过程中边坡滑坡问题是较为常见的，这会直接影响公路工程的稳定性和使用寿命，需要引起关注和重视。本篇文章也将目光集中于此，主要从公路顺层岩质边坡滑坡的构成原因、顺层岩质边坡治理策略等多个角度展开论述，希望通过本篇文章的探讨和分析可以为相关单位提供更多的参考与借鉴，有效落实公路顺层岩质边坡滑坡治理工作，提高治理效果和治理水平。

关键词：公路工程；顺层岩质；边坡治理；滑坡

经济社会的迅速发展会带动交通事业的发展，就现阶段来看交通线路在不断完善，交通工程建设的数量越来越多，规模越来越大。而又因为公路工程线路相对较长，施工环境相对而言较为复杂，影响施工质量，效率甚至安全的因素相对较多。在这样的背景下结合公路工程建设区域的实际情况对施工技术方法做出有效优化和调整是十分必要的。顺层岩质是公路工程建设过程中较为常见的地质类型，如果出现顺层岩质公路工程边坡滑坡的出现几率是相对较高的，需要做好边坡治理，在分析其治理路径和实践方案之前首先需要了解顺层岩质边坡特点。

1、顺层岩质边坡

在公路工程建设中影响边坡稳定性的因素是相对较多的。而这时则可以根据地层岩性特征、结构面特征、岩层倾角、边坡高度等多重因素分析边坡的稳定性。在此基础之上，明确客观实际情况，优化施工技术和施工方法。

在公路工程边坡施工中较为常见的则是层状岩质边坡，可以根据层状岩质边坡的结构特点将其划分为水平层岩质边坡、顺层岩质边坡和逆层岩质边坡。顺层岩质边坡的特质是相对而言较为鲜明的，该类边坡的稳定性相对较差，很容易会出现滑坡问题。

顺层岩质边坡的破坏模式主要包含两种。一种是沿着层面滑移，即边坡的前缘坡脚临空并且具备明显的或具备潜在的顺倾向滑动面，应力状态相对较低，进而导致边坡很容易会受到破坏，其稳定性不足。此外，滑移破坏的构成原因还包含前缘坡脚处滑移受阻，进而诱发顺层滑移溃屈破坏。而另外一种破坏模式则是拉裂破坏。即公路边坡的层面倾角相对较大，在重力因素影响下出现弯曲，导致横切拉裂，破坏边坡的稳定性。或因为层面倾角相对较小，下半部分的岩层属于软弱岩层，在上半部分岩层作用影响下出现塑性流动，进而导致上半部分岩层出现拉裂解体等相应问题。

一般情况下，在顺层岩质边坡治理的过程中需要通过极限平衡法或赤平投影法的方式来做好平衡稳定性分析。所谓的极限平衡法是指在施工设计的过程中拟定边坡破坏是源于滑体滑动，通过分析滑动面形成的隔离体或分块，根据力学平衡原理，明确在破坏模式下的受力状态，进而判断斜坡抗滑力和下滑力之间的定量关系，评价斜坡的稳定性。

赤平投影法是指在施工建设的过程中可以通过地质力学原理的分析明确岩体的主要结构面，分析不同结构面在三维空间中的位置组合关系和力学参数，进而判断边坡的稳定性。在此基础之上，结合实际情况分析其应对方法和治理措施。

2、公路工程顺层岩质边坡滑坡的构成原因

在公路工程中顺层岩质边坡滑坡的构成原因是相对较多的，具体可以从以下几点着手展开分析。首先，自然因素很容易会诱发顺层岩质边坡滑坡问题的出现，公路工程属于露天工程，在施工建设的过程中很容易会受到自然环境的影响进而导致公路工程建设的质量和稳定性受到较大的冲击，边坡也同样如此。而又因为公路工程路线相对较长，进而导致了在公路工程建设的过程中可能会面临着不同的边坡岩石组合，如果边坡岩石组合中存在软弱层、断层等相应影响边坡稳定性的因素，则很容易会在降雨、冰雪、强风等多重因素影响下导致边坡失稳，进而出现边坡滑坡问题。

其次，为人为因素导致的边坡滑坡，在公路工程建设的过程中，影响施工质量和边坡稳定性的因素相对较多，而这其中人类因素对于边坡稳定性所产生的影响也是相对较大的。例如在施工建设过程中因为施工规模相对较大，相关施工单位不得不降低人才准入门槛，所招聘的员工对于公路工程边坡施工质量要求、施工技术方法了解相对而言较为欠缺，或者对于顺层岩质边坡的特性了解不足。进而导致了在施工建设过程中出现施工技术应用不规范或应用错误等相应问题，无法保障施工技术方法应用的针对性与科学性，进而导致了施工质量不达标、边坡施工水平不足无法达到预期标准和要求等相应情况的出现。在外力作用下或在其他施工工作开展过程中对地层造成较大的扰动出现滑坡问题[1]。

3、公路工程顺层岩质边坡治理策略

3.1做好数据调查

想要保证公路工程顺层岩质边坡治理的科学性、针对性与有效性，进而更好的保证边坡的稳定性，首要基础和重中之重则是对于拟建区域的实际情况有较为全面的了解，在此基础之上具体问题具体分析，明确相应的解决对策和处理方案，因此做好数据调查是十分必要的，需要从以下几点着手展开分析。

首先，需要落实地质分析，收集完整的基础数据，为后续施工建设工作的有效开展奠定良好的基础和保障。例如某工程在施工建设过程中经过了山地丘陵地区，经实地勘测发现该地区滑坡问题是较为严重的，在地质勘测过程中发现滑坡体物质主要为粉质粘土和粒质粉土以及粘土。滑坡面土体为粉砂质泥岩间的软弱夹层，因为结构相对而言较为疏松，且透水性相对较强。因此极其容易出现滑坡事故且经实地勘测，该地坡脚在17~27°之间，坡向为350°。

其次，需要落实水文地质的调查，对于该地区的水文情况有一定的了解。事实上地表水以及降水对于是否会出现滑坡问题以及滑坡问题出现的概率和滑坡问题造成的影响会产生较大的冲击，因此需要通过实地勘测和数据收集工作的有效开展来更好地明确该地区的水文地质情况。同样以该工程为例，在数据调查中发现该地区在地表水不断侵蚀影响下形成了两条冲沟，对于滑坡的稳定性产生了较大的冲击，在此基础之上该地区的降雨相对而言较为频繁，大大降低了岩体的抗剪能力，增加了滑坡隐患[2]。

在落实完地质勘测工作之后则需要展开稳定性力学分析。一般情况下，在稳定性力学分析的过程中需要从岩体力学参数计算、坡体剩余下滑力计算等多个角度来展开分析。在本次案例中选择了两个典型断面，落实岩体力学参数计算，将安全系数确定为1.00和0.95。从典型剖面的重度以及凝聚力和内摩擦角的残余值与峰值展开分析。经计算结果得出其中一条典型剖面的粘聚力和内摩擦角残余值分别为20/kPa、12.5°，峰值分别为22/kPa和12.5°，另外一个典型坡面的残余值并未计算出来，但粘聚力和内摩擦角的峰值分别为22/kPa和12.5°，如表1所示。

表1 某工程量典型剖面岩体力学参数反算结果

在计算以后确定变形和滑坡断面粘聚力和内摩擦角的岩体力学参数取值分别为22/kPa、12.5°和20/kPa、12.5°根据岩体力学参数取值，分析坡体剩余下滑力。从上块传递推力、剩余下滑力、传递系数、滑面凝聚力、滑面摩擦角、下滑力、抗滑力、板块剩余下滑力、安全系数、稳定系数、抗滑桩后剩余下滑力等多个角度展开论述，做好数据计算，得出的结果如表2所示。

表2 某工程典型剖面坡体剩余下滑力计算表

3.2治理方案分析

在获得完整全面的信息数据基础之上相关工作人员需要秉承着具体问题具体分析的原则，对治理方案作出有效的优化和调整，结合边坡滑坡的实际情况对施工方案参数做出有效调整。如本工程中结合实际情况拟定采用抗滑桩支护方案来落实边坡滑坡治理，在抗滑桩边坡治理方案设计的过程中着重探讨以下几个问题。首先，需要确定抗滑桩的直径和抗滑桩的截面尺寸，结合该地区滑坡推力大小、地质地形条件、气候特性确定抗滑桩直径并落实地基土层抗滑稳定验算设计分析，通过设计低水位和极端低水位的方式来对抗滑桩的位置和截面尺寸做出适当调整[3]。

其次，在施工方案设计和优化的过程中落实了边坡加固计算，从设计低水位的角度来分析判断桩顶自由与桩顶水平位移约束时水平位移最大值、安全系数和规范标准。如表3所示。

表3 不同情况下的加固计算结果

经计算可以发现在设计低水位的基础之上通过抗滑桩落实加固作业并限制桩顶结构可以较好的满足于规范要求保障安全系数。

在设计方案确定结束以后，相关单位需要落实准备工作，为施工建设工作的顺利开展、高效落实奠定良好的基础和保障。而在准备工作开展的过程中，需要紧抓材料设备准备等关键要点。一方面需要通过采购管理、运输管理、储存管理等多种管理方法来确保施工材料符合于施工建设要求，保证材料的质量性能达标。另外一方面需要确立完善的设施设备维修保养机制，定期定向落实设施设备维修保养工作，及时的发现设施设备存在的问题并加以修整。为了确保设施设备维修保养工作落实的规范性与科学性，相关单位可以通过规章制度完善，要求维修工作人员在设施设备检修工作结束之后做好信息登记，明确设施设备维修保养的时间、发现的问题、问题的解决对策等相应的基本数据，更好的规范工作人员的工作行为，同时这也可以在出现设施设备运行问题时通过数据收集、整合，提高问题的解决效率，确保设施设备始终处于最佳的运行状态[4]。

3.3实践施工

为了更好的保障边坡治理效果，提高边坡的抗弯抗剪能力，在施工建设的过程中需要控制抗滑桩的桩长和截面尺寸以及纵向间距，并结合实际情况对施工方案落实细节调整。例如在本次案例中分别将抗滑桩的桩长、截面尺寸以及纵向间距数值确定为20m、2m×3m和5m。在施工建设的过程中通过抗滑桩坡面防护落实顺层岩质边坡治理工作。

为了保障保障边坡治理质量和治理水平，在桩前坡设置了三级刷坡，并将刷坡坡率控制在1:1.25 、1:1.25和1:1.5。在施工建设的过程中会在坡顶开挖线后方设置抗滑桩板墙，更好地保障边坡的稳定性和可靠性[5]。在此基础之上设计二级平台和一级平台。将二级平台的宽度数值确定为4m，一级平台的宽度数值确定为2.5m。在抗滑桩施工结束之后，为了更好的保障边坡的稳定性和可靠性，还通过挡土墙施工的方式提高施工质量。而在挡土墙施工的过程中需要紧抓挡土墙施工位置和墙高等相应施工参数进行分析，结合实际情况做好参数调整。在本次工程中将挡土墙位置确定于一级坡脚处，并将其强高数值参数确定为1m。在此基础之上结合《公路路基设计规范》落实滑坡稳定安全系数测算。经测算分析得出数值为1.20，能够达到滑坡治理需求。

3.4滑坡位移监测

为了保障边坡治理水平，提高边坡治理质量，确保边坡治理效能符合于相关的规定要求，在落实边坡治理以后还需要落实监测工作，通过收集监测数据来更好地分析边坡治理方案以及边坡施工过程中存在的欠缺和不足，分析相应的解决对策和处理方案，以此为中心更好地提高滑坡治理水平。通过不断监测、不断优化实践方案的方式，保障边坡稳定性[6]。

例如在该工程中考量到出现滑坡的区域地质条件相对较差，且滑动体积相对较大，因此落实了滑坡平面的水平与位移监测。同时考量到滑坡隐患相对较多，在施工建设的全程也落实了监测工作，及时的发现存在的安全隐患和安全问题，保障施工安全。而在安全监测和位移监测的过程中，需要注意的则是控制监测周期。一般而言，在滑坡安全监测的过程中，需要每月落实2次，而如果发现监测数值达到了临界点或即将达到临界点，这时则需要增加监测频率，通过每日2次的方式加强监测力度，更好的保障施工安全。此外，在监测周期确定的过程中可以将该数值确定为一个月，如果一个月内滑坡并没有出现较大的变形，滑坡较为稳定，则代表采用该种施工方案是切实可行且具有一定治理效果的。

3.5其他

因为顺层岩质边坡的稳定性相对较差，且不同地区的实际情况相差较大，因此在施工建设的过程中还需要从更多维度、更多角度来对施工方案作出进一步的完善和调整，以更好的保障施工方案的可行性、有效性和针对性。除了可以设计抗滑桩落实边坡治理以外，还可以从以下几个角度来提高治理效果。

首先，在加固处理上可以通过设置石栏架的方式配合编织防护网来更好的避免滑坡出现位移。一般情况下可以在边坡上方或下方设置栏石栏架达到较好的加固处理效果[7]。

其次，需要落实排水处理。在上文中也有所提及，地表水以及降雨对于滑坡出现的概率会产生较大的影响，而排水工程建设则可以较好地解决这些问题，提高治理效果，这就需要结合施工现场实际情况对排水处理措施做出有效优化，完善排水管网，提高排水能力，进而降低水分对于滑坡带来的影响。

4、结束语

顺层岩质边坡滑坡治理工作的有效落实是保障公路工程使用寿命、提高公路工程施工质量甚至于保障公路工程投入使用之后的交通安全都会产生较大的影响，需要引起关注和重视。相关单位需要从数据收集整合、方案分析、施工技术管控等多个角度做出优化和调整，提高深层岩质边坡滑坡治理的质量和水平。

参考文献
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[7] 黄润秋,赵建军,巨能攀,等. 汤屯高速公路顺层岩质边坡变形机制分析及治理对策研究 [J]. 岩石力学与工程学报, 2007, (02): 239-246.