连霍高速公路K728+950水毁滑坡治理

1、连霍高速公路K728+950水毁滑坡治理中西工程设计建设分公司 新春唐安平聪芳摘要：结合连霍高速公路 K728+950水毁滑坡防治工程实例，分析了滑坡形成 原因，对滑坡方案进行比选，确定了综合治理方案，强调了施工过程中加强监测， 保证施工安全。关健词：水毁滑坡、挡土墙、排水一、滑坡概述2010年夏季由于连续降雨，连霍（G30高速公路段K728+90A K728+950段 南幅二三级边坡坡体滑塌，滑坡体在平面上呈马蹄形，东西长50m南北宽23m滑坡体最大厚度8m平均厚6m滑坡体积6280用，将一级边坡护面及坡体挤压破 坏，该段边坡防护全部破坏，滑落土体堆积在护坡道及路基边沿，此后随降雨的 继续有

2、继续滑塌危险，对高速公路构成严重威胁，由于及时抢险及清理塌落土体， 没有影响正常行车。该段滑坡为深挖方路堑边坡滑塌，原边坡为三级边坡，一级边坡高11.18m,坡率为1:0.5 ;二级边坡高16.24m,坡率为1:0.75 ;三级边坡高6.8m,坡率为 1:0.75，边坡总高度34.22m;边坡均采用805025cm预制混凝土块砌筑封闭（无 泄水孔），平台采用浆砌片石铺砌；一、二级边坡平台宽 7.0m，三级边坡平台宽 5.5m，平台上没有设置平台截水沟；护坡顶无截水沟，护坡顶无硬化。二、环境地质条件1.气候、降雨大陆性季风型气候，春夏秋冬，四季分明，日照充足。年平均气温12.4 C,极端最高气温

3、41.8 C,极端最低气温-18.5 G年平均降水量为666.9mm年差极 大，最多年份为1013.6mm降雨主要集中在7-9月份，占全年降水量的70%沿 线冲沟发育，水源主要来自大气降水，地表降水下渗形成地下水，地下水位一般7-30m。2.地形、地貌该路段位于豫西中低山区，属深沟、高岭的台子坡地形，滑塌区位于山坡北 侧挖方边坡上，山坡上为台子坡地形，较为平坦。3.工程地质滑体物质组成第四系中新统 Q2黄褐色、棕红色亚粘土，粘土钙质结核和砾石 透镜体层分布，其厚度40m左右。黄褐色亚粘土分布于表层 25m棕黄褐色，土 质粘性较大，局部为粘土，中密，丫 =18.5X2;表层以下530m为棕红色粘

4、土， 属中更新统Q2洪积黄土，呈致密块状，一般自由膨胀率3在30注右，具有轻度膨胀性，主要表现为碎裂剥落，丫=18.5KN/m;滑体下部分部有砾石土层，厚度5m左右，呈层状分布，中密-密实，砾石粒径210cm含量20% 丫 =22.0KN/mL三、坡体病害形成机理及稳定性分析经现场察看，确定该段滑坡病害的围、厚度、体积、主滑动方向，分析滑坡 产生的条件、原因、形成机理、发展趋势及对高速公路行车安全的影响为治理设 计提供科学依据。1.现场踏勘情况1）坡顶积水坡顶病害处为地势最低处，无排水设施，雨季时雨水汇集于此，无法向外排出，下渗入边坡土体。2）边坡全部封闭，渗水无泄水出路该段边坡采用矩形预制砼

5、块铺砌，无泄水孔。坡面全封闭虽然阻止坡面水的渗入，同时也阻止了从坡顶渗入土体水份的排出，导致土体含水量不断增大。2.滑坡原因分析根据该路段其它地方滑坡监控资料，资料显示，通过采用刚体极限平衡的SARM法和有限元法对滑坡体进行的有水和无水两种工况的稳定计算， 无水情况下 滑坡体安全系数介于1.742.14之间，而有水时其安全系数介于1.02.0之间， 说明水的作用对滑坡的影响很大，使其稳定性大为降低。由于边坡坡顶，排水不畅，长期积水、边坡坡面全部封闭且无泄水孔，坡顶 大量雨水下渗入坡体后，增加了红粘土（具有膨胀性）的重度，加大坡体的重量， 雨水的浸入导致红粘土的粘聚力下降，进一步降低了土体的抗剪

6、强度，边坡稳定 性减弱，滑坡变形加剧；同时由于坡体红粘土具有膨胀性，遇水膨胀后对坡面防护产生向外的推力，坡体出现裂缝，加剧雨水下渗速度，进一步软化结构面强度， 在土体膨胀力及透入压力作用下，坡体发生变形，破坏了干燥状态下坡体的稳定 体系，致使边坡滑塌。3.原有边坡稳定性分析根据原有边坡实际状况，及滑塌后的坡面地质情况，不考虑雨水下渗的条件 下（土体干燥）进行边坡稳定性分析，采用圆弧滑动法进行计算，稳定性计算参 数为：土容重丫 =18.5kN/m3、粘聚力c=25kPa、摩擦角=25，计算边坡稳定性系 数为0.804，属于边坡处于不稳定状态，计算滑动面与实际滑动面基本稳合；当考 虑雨水下渗时进行

7、边坡稳定性分析，稳定性计算参数为：土容重丫=18.5kN/m3,粘聚力c=5kPa,摩擦角=12,边坡稳定性系数为0.375，即浸水边坡处于极不稳 定状态。四、边坡治理方案分析1.治理原则在不新征地的前提下，根据坡体土层的工程性质、水文地质条件、荷载的特性、使用要求、原材料供应及施工技术条件，选择安全可靠、经济上合理、满足边坡稳定的最佳方案。2.治理方案比选根据现场卸载的实际情况，滑动面的具体位置以及开挖后坡体土质性质，结 合病害的特点和发生机理，综合分析提出了三个治理方案 ：方案一：放缓边坡，在边坡中部分级设置大平台，完善排水系统。该方案优 点是施工工艺简单，施工工期短，施工危险性小；缺点是

8、放缓边坡需要增加占地， 大量废弃土方需要外运堆弃，由于当地居民用地相当紧，不同意施工新征地，该 方案无法实施。方案二：采用预应力锚索加固边坡，对边坡适当修整后，在坡面上按36m布置预应力锚索，用以阻止土体的滑动，在锚索端部设置锚索框架梁和锚墩以增加 锚索反力，增加坡体抗滑力，提高坡体整体稳定性，同时完善排水系统。该方案 的优点是施工快捷，工作面较宽，框架梁网格可植草绿化，工程造价也较低；缺 点是锚索施工与下部挡土墙施工相互影响，需分期施工，由于边坡滑塌后，坡面 深陷，极不平整，受征地影响，不能对坡体进行开挖平整，施工后坡面外观不平 整，视觉效果差，塌落土方需远运弃置。方案三：边坡坡脚砌筑挡墙，

9、增加坡脚稳定性，抵抗坡体滑移，挡墙顶对坡 体按缓边坡分层培土压实后，采用拱形骨架支护，骨架嵌混凝土空心六棱块植草 防护。该方案的优点是施工后坡面整齐、美观，视觉效果好，挡墙墙体采用原边 坡护面的混凝土预制块砌筑，对废料进行利用，减少废料的动输及存放，对边坡 塌落土方进行利用；缺点是挡墙与拱形骨架防护需分期进行施工，相互影响，工 期稍长。综合分析，在不新增加征地的情况下，采用第三方案：护脚挡墙+缓边坡（人 工培土恢复边坡）方案。3.边坡治理稳定性分析滑落土方清理后，对实际进行测量，模拟坡体实际情况，假定设计模型，对 边坡进行稳定性试算。根据清理卸载后边坡坡率，计算坡体推力，假定挡墙高度及边坡坡率

10、，试算 满足边坡稳定时边坡下回填土的摩擦角及粘聚力，根据经济适用原则选取最合适 挡墙高度及边坡坡率。经多次试算，当挡土墙高7.0m,第二级边坡放缓到1:1.44，坡体采用6%石灰 土处理后，边坡稳定系数为1.254 1.20 （满足稳定性要求）。根据计算，设置7.0m 高仰斜式挡土墙，墙宽2.10m时，挡墙验算各项指标满足规要求。经试算后确定滑坡处理方案如下图：边坡治理方案图五、滑坡边坡治理工程措施1.抢险方案设计为防止病害加重及继续发生，根据滑坡区的情况，经综合分析后，对其分步 进行治理。1）坡顶场地处理水是导致边坡滑塌的祸首，治坡需先治水。现场调查，垮塌围段坡顶为低洼 部分，雨水汇积到此处

11、，下渗渗入到边坡土体中。为防止雨水继续下渗，减小其 它边坡垮塌的概率，坡顶需及时整平处理，排出低凹处积水，并设置截水沟。截 水沟采用60cmA60cm的矩形沟，采用 M7.5浆砌片石砌筑。出水口与 K728+900处 的边坡排水沟相接。2）边坡卸载为预防滑坡体继续下滑，阻断交通，需及时清理边坡预制块，清除滑动后的表 层虚方，减小下滑力，同时也减少支挡和加固工程的数量，降低工程造价。3）设置临时支护棚现场滑坡体清理后，第二级边坡几乎为垂直边坡，第二、三级边坡极不稳定。 在二级边坡设置临时支护棚，采用钢管及脚手架搭设，保证坡体稳定和施工安全， 避免滑坡向更大围发展。2.边坡处理方案1）第一级边坡第

12、一级边坡坡顶4.3m咼预制砼块被滑坡体推掉，开挖后仍有 2.0m咼预制砼 块掉落，开挖后一级边坡边坡稳定。砼块掉落的 2.0m高边坡采用原预制砼块护坡 封闭处理。2）第二级边坡第二级边坡采用抗滑挡土墙+缓边坡处理。为保证边坡的稳定，挡土墙基础外边缘距现有的一级边坡顶不小于 3.50m。挡土墙下部采用拆除的砼预制块砌筑，上 部采用M7.5浆砌片石砌筑，分段施工，砌筑一段挡土墙后将临近段土方开挖后分 层回填至挡土墙后。回填采用 6%石灰土，应分层填筑、压实，压实度不小于85%二级边坡表层50cm采用素土填筑，以利于植被生长，回填石灰土前塌方坡底适当 开挖台阶，当回填石灰土 80cm厚时底部打设松木

13、桩，按正方形布置，间距120X120cm,松木桩长度不小于 1.0m，直径不小于10cm对地基承载力不满足挡墙基 底承载力300kpa要求的，采用C20片石混凝土换填。回填成型后坡面采用拱形骨 架+空心砖植草防护，边坡上砌筑拱形骨架，骨架施工完毕后设置仰斜式排水孔， 最后在骨架铺设预制砼空心六棱块，空心六棱块填土植草。3）第三级边坡第三级边坡现有状况完好，维持原状不变。4）护坡平台为防止坡面汇水从平台渗入滑坡体，每级平台采用8cm厚 C25砼预制块铺砌。3截排水设施1）截排水沟为排除坡顶汇水，将坡顶整平后，于坡角 5m外做一道60cnX50cm的截水沟， 将水引出滑坡体；一级平台上增设平台截水

14、沟，挡土墙顶面砌筑挡水坎，截水沟的 水流入设置的排水沟中，导入第一级边坡的原有流水踏步，最终流入路基边沟。2）仰斜排水孔第三级边坡及第二级边坡上部设置仰斜式排水孔，孔深 12m,间距3.3m,仰角 8,终孔孔径100mm,孔设75PVC管, PVC管透水孔径10 15mm管外及与土相 接触的管端包裹透水土工布。4绿化20072007年1010月边坡拱形骨架六棱块植草绿化；挡土墙坡脚设置花坛，花坛回填种植土，植草绿化，每1.0m种植一棵爬藤植物。六、防治效果分析K795滑坡是连霍高速公路段规模和投资较大的一个滑坡，治理工程于2009年10月开始于2011年6月底竣工，施工期间保证了该段高速公路的全线通车。由于滑塌后二级边坡坡率更陡，施工机械的震动可能会引起更大的滑塌，给开挖人员 的安全造成威胁，施工中根据情况采用临时支护措施，注意加强滑坡监测，及时 了解施工中边坡的变化，保证了施工安全和方案的可行性；加快第一级挡墙的施 工，给二级边坡的稳定增强基础处理，增加边坡前缘的反压高度，保证二级边坡 施工稳定，同时这也说明当时处理措施使滑坡处于稳定状态；完善的排水系统是 保证工程安全的必要保障，设计时采取地表排水与地下排水方式相结合的措施。 施工期间，实行动态设计，设计人员经常前往施工现场