某路堑边坡垮塌成因及处治方案分析

赵娜

摘要：高速公路边坡的稳定性对高速公路的长期运营安全具有重大影响，本文详细分析了某高速公路路堑边坡垮塌的原因，并根据实际情况，提出了边坡处治方案，并对处治后的边坡稳定性进行了计算分析，可为类似的边坡处治提供一定的参考。

关键词：路堑边坡;滑坡;垮塌;边坡处治;稳定分析

高速公路的建设过程中会遇到很多类型的边坡，按边坡与工程关系把边坡分为自然边坡和人工边坡;按人工边坡的形成方式把边坡分为填方路堤边坡和挖方路堑边坡等。边坡的稳定性对高速公路的长期运营安全具有重大影响，所以根据边坡类型分析其稳定性并给出相应的处治措施一直是人们关注的问题。本文以某高速公路的典型路堑边坡为工程背景，通过边坡勘察工作查明了该边坡岩土体类型及滑面位置，采用反分析方法确定了边坡岩土体的强度参数，给出了防止该边坡失稳的技术方案，并分析了其在天然、暴雨和地震工况下的稳定性。

1 工程背景

河北省某高速公路K16+860～K17+090右侧路堑边坡发生滑塌。该路堑边坡原设计6级，由坡顶向下两级边坡比例为1：1.0与1：0.75，其余坡比为1：0.50。每级设置2m平台。路堑边坡最大高差44m左右，位置在K17+000附近。目前，该段路堑未施工完成，挖至1级边坡顶部，滑坡发生于2017年9月11日夜间，滑塌范围为K16+976-K17+045一级边坡顶部至六级边坡坡脚，纵向长约69m，横向约28m，高差最大32m。据调查了解，滑坡至2017年11月12日未进一步发展。

施工方于2017年11月24日对塌方区进行了局部开挖，2017年12月4日该边坡再次出现垮塌，垮塌起止桩号为K16+940～K17+105，坡顶出现拉裂缝，半幅路基出现上鼓和裂缝。

2 边坡垮塌成因分析

该滑坡处基岩主要为强风化闪长岩及变质灰岩，受岩浆侵入构造及风化影响，呈碎块状，砂土状，节理裂隙很发育，整体呈现强风化岩块夹黏性土状态，即灰色、褐红色强风化状态岩块，夹杂褐黄色、褐红色黏性土，土质约占30～50%，该路堑边坡可归结为碎石块石混土类边坡。

根据现场踏勘、边坡补充勘察和数值分析等工作成果，對该边坡两次滑塌破坏原因分析如下：

第一次垮塌成因分析：一方面，由于开挖施工后形成的暴露面失去原地面草皮和黏性土的覆盖，雨季降雨易于入渗，入渗的雨水显著降低了边坡岩土体的强度力学参数，增加了滑体自重;另外一方面，该边坡坡率较陡，坡度为55-63°，边坡体重力沿滑面方向的下滑分力较大。

第二次垮塌原因分析：第一次垮塌形成的滑体和裂缝是基本前提，对塌方区进行的局部开挖是重要诱因。

3 边坡处治方案及稳定性分析

3.1 边坡处治方案

根据该边坡滑塌的成因机制分析，综合考虑处治后边坡安全系数、处治施工工期、造价和环保等因素，提出了放坡+锚杆+坡面客土喷播+排水设施的综合处治方法。该处治方案详述如下：边坡分6级，前四级坡率为1：1.25，后两级坡率为1：1.5，坡脚距路基边界3.5m，各级边坡平台宽度为2.0m;第二级边坡设置间排距为2m、长度为10m、锚固力为220kN的锚杆;坡面采用客土喷播护面;坡顶设置截水沟，坡脚设置排水盲沟。

3.2 处治后边坡稳定性分析

根据规范要求，考虑天然、暴雨和地震等3种计算工况，采用简化Bishop法对上述加固方案的可行性进行了计算分析。由于该边坡为碎石块石混土类边坡，其强度参数难以通过试验获得，故采用反算方法求得了边坡岩土体的粘聚力和内摩擦角。

基于反算参数计算所得的各工况安全系数见表1，天然工况下对应的滑动面见图3，限于篇幅其他工况略。

由表1给出的建议处治方案下各工况的稳定性安全系数可知，建议方案下的边坡安全系数满足规范要求。

4 结论

对某高速公路路堑边坡垮塌处治的过程中，对两次垮塌成因进行详细分析，采用室内试验和反分析相结合的方法确定了边坡岩土体力学参数，进而分析了其在天然、暴雨和地震工况下的稳定性，提出了放坡+锚杆+坡面客土喷播+排水设施的综合处治方法，处治后的边坡通过计算分析能达到稳定状态，为类似边坡的处治提供了较大的参考价值。

（作者单位：河北省交通规划设计院）