108国道某滑坡成因与防治对策分析

向艳华，曾绍武，王安东

(1.中铁三局第三工程有限公司，山西　太原　030100；2.陕西铁路工程职业技术学院，陕西　渭南　714000)



108国道某滑坡成因与防治对策分析

向艳华1，曾绍武2，王安东2

(1.中铁三局第三工程有限公司，山西太原030100；2.陕西铁路工程职业技术学院，陕西渭南714000)

向艳华(1979—)，在读工程硕士，工程师，主要从事道路桥梁施工技术管理工作；

曾绍武(1982—)，硕士研究生，主要从事道路桥梁工程技术专业相关的教学与科研工作；

王安东(1992—)，主要从事道路桥梁BIM建模技术与应用研究工作。

摘要：文章结合108国道陕西渭南合阳公路段某处滑坡工程实例，通过对气象、地形地貌、水文、地质构造、底层岩性与地震等主要孕灾环境条件的调查，分析了滑坡的形成原因和致灾机理，并根据滑坡稳定性计算结果和地形地质条件，从防治效果角度出发，提出了以抗滑桩支护、地下排水和回填压脚等方式组合的滑坡综合防治对策。

关键词：108国道；滑坡；成因；防治对策

0引言

由于在公路建设过程中未充分重视地质勘察和灾害防治的重要性，导致108国道渭南境内某些路段出现了较为严重的地质灾害，尤其是在黄土台塬边缘，由于不合理的灌溉和工程活动等诱发的滑坡灾害经常导致公路交通受阻或中断，造成严重的经济和社会损失。

108国道(K1129+200~K1139+600)位于陕西渭南合阳公路段内，全长10.4 km，路幅宽12 m，是陕西省“一纵三横两环”次骨架公路网的重要组成部分[1-2]。目前，该公路沿线共发现滑坡18处，均为黏性土滑坡，一般为牵引式滑坡，个别为推移式滑坡，其中由工程施工引发的滑坡3处。

K1133+130~K1133+180下边坡滑坡位于渭南市合阳县洽川镇内，滑体上部原本为麦田，已经沉陷滑塌并形成滑坡泥流，目前无法耕种。滑坡于2012年9月和12月分别导致路面左半幅沉陷，采用素土回填和新铺沥青混凝土面层处置后，路基继续下沉，累计已达3.3 m。如不采取合理措施，滑坡在降雨等作用下可能继续下滑，若滑体进入稠水河，将导致水位壅高，浸泡上游路堤，引发上游大范围滑坡。

本文针对108国道陕西渭南合阳公路段K1133+130~K1133+180滑坡，在孕灾环境条件调查的基础上，从地层岩性、地形地貌、气象水文及地下水等方面分析了滑坡的形成原因和致灾机理，并提出了抗滑桩支护、地下排水和回填压脚相结合的综合防治对策。

1滑坡主要孕灾环境条件

1.1　气象特征

陕西渭南地区属半干旱气候，受大陆性季风控制，极端最高气温43 ℃，极端最低气温-20.1 ℃，全区多年平均气温12.8 ℃，四季分明，阳光充足，平均年日照时数2 144~2 505 h。区内历年最小降雨量256.8 mm，最大降雨量1 262.3 mm，年平均降雨量529.2 mm，降雨多集中在7~9月，夏季多暴雨，易形成洪水灾害[3-4]。

1.2　地形地貌与水文

陕西渭南合阳公路段洽川镇境内为沿溪线，路线沿河展布，泥沙含量大，由公路右侧沟谷由南向北。合阳县呈阶梯地形，自东南向西北逐渐升高，海拔在342~1 543.2 m之间，南北长41.8 km，东西宽35.6 km，总面积1 341.46 km2。滑体地势总体西高东低，地貌属黄土台塬缓坡及河谷地貌单元，坡面、台坎、沟壑纵横交错，整体性差，最低点位于河床，高程为831.4~885.20 m[4]。滑坡区地下水微弱，为孔隙潜水，主要分布于沟谷斜坡中的粗砂、沙砾含水层中[1-4]。

1.3　地质构造、岩性与地震

路线区域出露地层自上而下分别为第四纪全新统冲洪积卵石、第四纪全新统坡积粉质黏土、第四纪中更新统冲洪积粉质黏土和新近世泥岩。滑坡所在区属汾渭地震带，大地构造单元属渭河断陷新生代喜马拉雅盆地南部，新构造活动强烈。设计场地抗震设防烈度等级为Ⅷ级，设计基本地震加速度值0.2 g，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅲ类，设计特征周期0.45 s。地表15 m范围内，无可液化砂土存在，故可不考虑地震液化问题[1-4]。

2滑坡形成原因分析

地层岩性是滑坡形成的物质基础，地形地貌和地质构造是滑坡形成的外部条件，地表水、地下水和人类活动是滑坡形成的诱发因素[2]。渭南合阳公路段K1133+130~K1133+180段特殊的环境条件使滑坡稳定性较差，多次发生滑移。

2.1　地层岩性

不同地质时期形成的岩土体具有不同的物理、力学特征，不同性质岩土体的接触面往往就是滑坡的滑动面，这是因为：接触面以下的土体有时透水性较差，上覆土体渗入的水分在接触面附近聚集，充当了不同性质土体之间“润滑剂”的作用，加之水分增多使土体自重加大，导致滑坡稳定性降低[5]。根据该滑坡钻孔地质资料，如表1、图1所示，易滑面大致埋深15~20 m左右，易滑面以下为微风化泥岩隔水层，上部土层较为破碎。滑坡前缘可见坡积粉质黏土与河床卵石之间的擦痕，剪出口为坡积粉质黏土与原状土及卵石接触面，滑坡稳定性较差。

表1　钻孔地质资料表

图1　滑坡地质剖面图

2.2　地形地貌

根据现场调查资料，该滑坡属深层推动式中型滑坡，地面相对高差28 m，坡度约40°垂直路线方向长度70 m，平行路线方向40 m，平均厚度15 m，最厚20 m，滑体体积42 000 m3，如图2所示。滑坡呈圈椅状，可见清晰的前、中、后三部分，后部地势较陡，沉陷滑塌而形成滑坡泥流；中部地势较平坦，两侧可见明显的沉陷裂缝，排水不畅；前缘已形成滑坡舌，地势较陡且临近稠水河，形成坡体自然临空面。坡体表面为已开垦但未种植的荒地，植被稀疏，鲜有树木、杂草。

图2　K1133+130~K1133+180滑坡平面图

2.3　气象水文及地下水

水是形成滑坡的重要条件[6]。滑坡区多年平均降雨量虽较少，但多集中在7~9月，且常以暴雨形式出现，稠水河雨季洪水暴涨暴落，对滑坡的诱发作用十分明显。滑坡中前部地势较低且有水渗出，地层含水量较高，呈饱和状态，排水较差。

3滑坡防治对策

针对K1133+130~K1133+180滑坡工程地质特征，通过滑坡稳定性计算，从防治效果角度出发，确定了滑坡综合防治对策。

3.1　滑坡稳定性计算

由于滑带土较软，难以取样，滑坡稳定性分析中土的抗剪强度参数取值采用反算原则确定，并按正常工况、暴雨工况和地震工况三种情况计算[9-10]。正常工况按反算的强度参数和统计的滑体重度取值计算剖面的推力及稳定系数；暴雨工况仅按荷载考虑水分影响，计算时将滑体重度增加2 kN/m3；地震工况按增加水平向地震作用力计算，考虑水平地震影响系数为0.2，水平地震力为土条重量的0.05倍，计算结果见表2[11-12]。根据计算结果，此滑坡处于不稳定状态，若不进行工程治理，在连续降雨、地震或重型车辆的震动荷载作用下，滑坡稳定性会显著降低，可能继续滑移。

表2　滑坡稳定性分析计算结果表

3.2　工程措施

根据滑坡稳定性计算结果和地形地质条件，从防治效果角度出发，采用抗滑桩支护、地下排水和回填压脚等措施对滑坡进行综合治理。抗滑桩采用Fst=1.20时的剩余下滑力689.43 kN进行设计，在滑坡路段左侧10 m处设置8根抗滑桩，桩径2×3 m2，桩长30 m，如图3所示；针对该滑坡排水较差和膨胀土的特点，在滑坡体上设置三道支撑渗沟及盲沟；为了防止车辆碾压使桩间变形引起路基沉陷，在抗滑桩之间设置挡土板，板深5 m，并对挡土板到公路边线之间的土体进行压实[7-8]。

图3　滑坡抗滑桩布置图

3.3　施工要点

(1)滑坡治理工程应在旱季施工，施工时应先修筑抗滑桩，再进行支撑渗沟及盲沟施工，最后修筑挡土板，施工完后进行坡面压实和裂缝处理。

(2)抗滑桩施工时必须采用跳槽开挖，跳槽时隔3个桩；所有抗滑桩受力主筋焊接时必须牢靠，焊缝强度不得低于钢筋强度，并严格按照施工规范处理；桩体混凝土应采用导管连续浇筑。

(3)人工挖孔进入中风化基岩时，不得破坏桩孔周围的岩石结构；挖孔时应注意排水与施工安全，挖至设计高程后应尽快浇筑桩身混凝土，不得长期浸泡基坑；施工时应密切注意滑坡发展情况，发现异常应立即停止施工并采取应急措施，确保施工安全[13-15]。

4结语

本文分析了108国道(K1129+200~K1139+600)改造示范工程位于陕西渭南合阳公路段内滑坡形成原因和致灾机理，并提出了针对性的防治措施。

(1)通过对滑坡的实地调查，查明了主要孕灾环境条件，从地层岩性、地形地貌、气象水文以及地下水等方面分析了滑坡的形成原因。

(2)根据滑坡稳定性计算结果和地形地质条件，从防治效果角度出发，采用抗滑桩支护、地下排水及回填压脚等综合防治对策进行治理，并在施工中根据现场情况对防治工程进行动态设计。

参考文献

[1]柳治国，龙万学.崇遵高速三合头滑坡综合治理研究[J].公路工程，2013，38(2)：148-151.

[2]王建新，母霓莎，吴琦.新黄土物理力学性质指标统计特征[J].公路工程，2014，39(1)：88-93.

[3]许领，戴福初，闵弘，等.泾阳南塬黄土滑坡类型与发育特征[J].地球科学-中国地质科学学报，2010，35(1)：155-160.

[4]刘彦龙，陈伟清，叶国华.地质灾害多元数据一体化集成[J].广西大学学报：自然科学版，2009，34(2)：246-250.

[5]李家春，田伟平，马保成，等.黄土地区公路边坡降雨灾害预测预警方法研究[J].中国地质灾害与防治学报，2009，20(4)：27-30.

[6]李家春，黄丽珍，田伟平，等.公路自然灾害类型划分[J].长安大学学报：自然科学版，2011，31(2)：33-37.

[7]邵海鹏.公路网应对自然灾害系统框架研究[J].长安大学学报：社会科学版，2009，11(4)：6-11.

[8]尹超，田伟平，李家春，等.关中环线阳郭段滑坡灾害调查与防治对策[J].广西大学学报：自然科学版，2012，37(5)：863-869.

[9]李俊，彭振斌，曹佳文.某高速公路朱雀洞段红层滑坡成因机制分析与整治对策[J].中国地质灾害与防治学报，2009，20(2)：15-19.

[10]齐洪亮，田伟平，李家春.干线公路灾害防治试点工程灾害特征及治理——以国道316线陕西境安康至汉中段为例[J].广西大学学报：自然科学版，2011，36(4)：611-615.

[11]杨有辉，郑治.公路滑坡预测预报研究现状及前景展望[J].公路交通技术，2006，12(6)：18-20.

[12]谈小龙.GIS支持下的大型高边坡安全监测预警模型研究[J].水利学报，2007，10(4)：701-705.

[13]谢谟文，江崎哲郎，周国云，等.基于GIS空间数据库的三维边坡稳定性分析[J].岩石力学与工程学报，2002，21(10)：1494-1499.

[14]范俊瑛.陕南公路边坡地质灾害监测预警研究[D].西安：长安大学，2011.

[15]张红梅.秦岭北坡公路地质灾害防治对策研究[D].西安：长安大学公路学院，2012.

Analysis of Causes and Control Countermeasures of A Landslide in 108 State Road

XIANG Yan-hua1，ZENG Shao-wu2，WANG An-dong2

(1.Third Engineering Co.，Ltd.，of China Railway No. 3 Engineering Group Co.，Ltd.，Taiyuan，Shanxi，030100；2.Shaanxi Railway Institute，Weinan，Shaanxi，714000)

Abstract：Combined with a landslide engineering practice of Shaanxi Weinan Heyang Highway segment of 108 State Road，and through the survey on weather，topography，hydrology，geological structure，un-derlying lithology，seismic and other major disaster-forming environmental conditions，this article ana-lyzed the causes and formation mechanism of landslides，according to landslide stability calculation re-sults and topographic and geologic conditions，and from the aspect of control effects，it proposed the comprehensive landslide control countermeasures combining the supports by anti-slide piles，under-ground drainage，and pressure foot backfilling，etc.

Keywords：108 State Road；Landslide；Causes；Control countermeasures

收稿日期：2015-07-04

文章编号：1673-4874(2015)08-0048-04

中图分类号：U418.5

文献标识码：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2015.08.012

作者简介