醴潭高速公路路堑边坡破坏特征及处治技术研究

祖 希，刘 旭，贺陶安

（湖南省醴潭高速公路建设开发有限公司，湖南 株洲 412000）

0 引 言

湖南省醴陵至湘潭高速公路（以下简称醴潭高速公路）是国家规划的“五纵七横”12条国道主干线的上瑞国道主干线湘境中的一段。该项目起于湘赣两省交界处的金鱼石，路线沿禄水布设，跨禄水支流潭水，在醴陵市以东黄沙乡跨106国道，醴陵市东北东堡乡下穿醴浏铁路，至醴陵市的八步桥乡，经芷钱桥跨入浏阳市官桥乡，在宋家桥进入株洲市，在明照乡分路口下穿省道S211线，至株洲市龙头铺镇，进入长沙县的跳马乡，跨京广铁路进入湘潭市易家湾镇，终于长潭高速公路殷家坳互通收费站，接潭邵高速公路与京港澳高速公路。

路堑边坡是经常见到的一种人工边坡，从另外一个角度来说，它也是一种永久性边坡。路堑边坡出现变形破坏最重要的一个因素就是坡上的岩石和土体的自重作用。而因为工程开挖，造成边坡上的岩石和土体开始出现松动，再加上雨水的冲刷往往会带来滑坡的危险，所以边坡的变形破坏通常会给施工建设以及运营带来极大的不利影响。不仅是安全风险，也包括经济损失，所以需要给予重视。不过大量对滑坡进行整治的项目，设计者因为对地质体了解不够深入，对造成滑坡的原因、条件分析不够完善，因此造成设计没有针对性，无法真正解决问题。本文以醴潭高速公路K1032+440～K1032+715下行路堑边坡作为依托，对它如何被破坏，以及破坏程度做出一个整体的分析，并在此基础上提出了醴潭高速公路路堑边坡处治方法，为同类路堑边坡分析与处治提供参考。

1 K1032+440～K1032+715下行路堑边坡破坏特征

1.1 原边坡设计

原边坡采用台阶式边坡，碎落台宽2 m，边坡坡率为1∶0.75～1，每级高 8 m，级间平台宽 2 m。下设1.5 m高片石混凝土挡墙，一级坡面上部设有1 m左右高浆砌块石挡土墙，如图1所示。

1.2 边坡破坏特征

醴潭高速公路K1032+440～K1032+715下行路堑边坡滑坡体顶部高程约96.0 m，公路路面高程约70.91 m，高差约25 m，滑坡体前缘宽度约80 m，厚度约4 m，长约34 m，滑坡方量约为6000 m3。滑坡总体情况如图2所示。

根据现场勘察情况，一级坡开裂下推，滑坡体前缘长度约40 m，如图3所示。

图3 滑坡体前缘情况

滑体下沉导致坡脚混凝土挡墙受推动出现变形、移位，如图4所示。

图4 坡脚混凝土挡墙变形

受混凝土挡墙的支挡作用，滑坡体没有进一步发生滑动。边坡曾发生过滑坡，后在一级边坡平台上部砌筑了两级浆砌片石挡土墙进行加固，受此次滑坡影响，该挡土墙局部遭到破坏，如图5所示。

图5平台处挡墙垮塌

根据现场勘察情况，坡体上发现三条裂缝：

（1）第一条裂缝。自边坡原一级平台位置向上延伸至原三级平台的位置，裂缝处错台约50 cm，张开约10 cm，如图6所示。

图6第一条裂缝发育情况

（2）第二条裂缝。边坡原二级平台位置横向裂缝，裂缝处最大错台约110cm，张开约15cm，如图7所示。

图7 第二条裂缝发育情况

（3）第三条裂缝。边坡一级平台横向裂缝，裂缝处最大错台约70 cm，张开约10 cm，如图8所示。

图8 第三条裂缝发育情况

1.3 工程地质情况

该路段横穿一山坡地，斜坡相对高差50 m，山坡自然坡度在25°～35°，如图9所示。

图9 该路堑边坡工程地质平面图

边坡岩层：主要为强至弱风化砂质板岩，呈紫红色至灰黄色，变余结构，板状构造，节理裂隙发育，岩体较为破碎，岩质较软，受风化作用处上而下渐弱，基本切割全为强至弱风化层，破裂得特别严重，会大大提升滑坡的可能性。

水文地质：一般有路堑位置的山体这方便的条件就会比较简单，地下水的类型较为单一，就是基岩风化裂隙水，而且在这种地形构造下，地下水含量通常都不高，而且它主要靠雨水来进行补充。

2 滑坡成因分析

2.1 边坡岩体结构

能够对边坡的稳定度起到绝对把控效果的就是岩体的结构以及结构面产状。因为对于路堑边坡来说，最上边的部分土质比较疏散，而且之间空隙不小，这就使得如果出现雨水，很容易渗透下去，下一层是强至弱风化砂质板岩，这一层的结构会造成路堑边坡面向天空的一面会出现缓慢的散开、渐进式坍塌，不断的牵引会使得结构造成破坏。

2.2 地下水与大气降雨的作用

可以说导致边坡变形最重要的因素就是水的破坏，特别是洪水、大到暴雨、多日不断的阴雨以及地下水等早成的破坏更为严重。本文以地下水为对象重点分析它如何对边坡造成危害。首先，它会让岩石和土体的整体性受到破坏，如果岩体吸收了足够的水分，那么它的软化系数只有0.5～0.7，有时候甚至会低于这一数值。其次，如果边坡上有带有膨胀特点的岩石，那么它在有水时会产生膨胀，水分流失后又被缩小，那么这会使得岩石产生裂缝，甚至分成数块，整体性能进一步破坏。再次，它会导致结构面的力学性能变得非常脆弱或软弱，这种改变是造成岩体不稳以及变形的最主要因素。吸收了大量水分的结构面会产生两个明显的变化：一个是软化，它会让强度显著减小；另一个是泥化，它让岩石的状态产生了变化，因此造成轻度减弱也是最严重的。最后，它使得静压力进一步加大。同时根据研究数据测算，边坡在有地下水影响时，会比没有地下水时的稳定系数要低上30%。

所以说地下水与岩石产生的反应是边坡变形的关键因素，醴潭高速公路K1032+440～K1032+715下行路堑边坡质为砂质板岩及黏性土，这两种土质遇水都很容易散开，而且散开所花的时间也非常短，通常仅仅几个小时就能完全散开，特别是被晒干以后再遇水，更是加速散开的效率。所以强至弱风化砂质板岩遇到水就很容易发生滑坡。

3 滑坡处治

依据醴潭高速公路K1032+440～K1032+715下行边坡的地形地貌特征、地层岩性、地质构造和岩体结构等，并考虑经济因素，确定采用坡率法（减重法）进行处治。主要措施如下：

（1）封闭地表裂缝，疏通截排水沟。

（2）进行详细勘察，查明滑面深度，准确确定滑坡范围。

（3）对滑坡体分级进行卸载，坡脚采用重力式混凝土挡土墙进行加固处理，坡面采用混凝土骨架进行防护，并做好边坡截排水措施。

（4）在滑坡处理前，加强对滑坡的稳定性进行巡查，确保道路行车安全。

4 结 语

（1）醴潭高速公路 K1032+440～K1032+715 下行边坡坡体上有三条裂缝：第一条裂缝分布在自边坡原一级平台位置向上延伸至原三级平台的位置；第二条裂缝分布在边坡原二级平台位置，为横向裂缝；第三条裂缝分布在边坡一级平台，为横向裂缝。

（2）该边坡岩体为强至弱风化砂质板岩，呈紫红色至灰黄色，变余结构，板状构造，节理裂隙发育，岩体较为破碎，岩质较软，受风化作用处上而下渐弱，对局部边坡稳定性影响较大。

（3）在连续强降雨工况下，雨水渗入边坡中，使得土体处于饱水状态，土体容重增加，而力学性能降低，导致原滑坡体发生滑移失稳。

（4）对滑坡体分级进行卸载，坡脚采用重力式混凝土挡土墙进行加固处理，坡面采用混凝土骨架进行防护，并做好边坡截排水措施。