顺层砂质页岩滑坡治理方案研究

ＴｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏ　　ｐｇｙ　ｅｒｉａｌＮｏ．２９３Ｓ　

Ｎｏ．２Ａ．２０１９ｒｐ

／ｉｓｓｎ．１６７１５７０．２０１９．０２．０１６．７ＤＯＩ１０．３９６３－　ｊ

顺层砂质页岩滑坡治理方案研究

袁　奇　王　润

）（贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司　贵阳　５５００８１

根据野外地质调绘确定主滑方向及滑动规律，利用钻摘　要　为设计某段路基的滑坡防护方案，

探取样揭露了滑体、滑带、滑床及滑坡规模，从地质条件、地形原因、大气降水，以及路堑支护进行成因分析，并对滑坡进行定性及剩余下滑力稳定性评价，确定防护比选方案。对设计方案进行对比并提出了滑坡治理方案。

关键词　顺层滑坡　砂质页岩　机理分析　稳定性评价　治理方案

　　砂质页岩由于自身岩性及物理力学性质较

差、节理裂隙发育，雨季降雨量大，以及工程扰动加剧裂隙劣化，道路工程建设过程中常常伴随滑坡问题，顺层边坡由于层面力学性质差，严重影响

１］

。许多学者针对各种施工安全及后期运营使用［

２］

顺层边滑坡做了深入详细的工作。黄润秋等［对

规律，利用钻探取样揭露了滑体、滑带、滑床及滑坡规模。从地质条件、地形原因、大气降水及路堑支护进行了机理分析。对滑坡进行了定性及剩余

下滑力稳定性评价，并提出滑坡治理方案。１　滑坡概况

沿河县罗家寨至坝坨道路工程Ｋ６＋６７０－

全长１Ｋ６＋８３０段路基沿斜坡展布，６０ｍ。原设

计Ｋ右侧填方６＋６７０－Ｋ６＋７０８段为填方路基，坡脚设置护脚；６＋７０８－Ｋ６＋８３０段为挖方路Ｋ基，原设计左侧为二级边坡，设置３ｍ上挡墙＋坡面采用锚杆挂网喷射混凝土（１∶１放坡，５ｍ４．锚杆）防护。由于连续降雨，导致了坡体岩２０１７年１０月，土体力学性质下降，首先引起Ｋ６＋７０８－Ｋ６＋

伴随持续地降雨，在８１３左侧挖方边坡浅层滑动，Ｋ６＋７０８－Ｋ６＋８１３左侧挖方滑动牵引的作用

下，进一步导致了Ｋ６＋６９０－Ｋ６＋８１３左侧挖方边坡顺层滑动，滑面下移至路基之下，滑坡周界以外分布多条牵引裂缝。该滑坡滑动方向大致呈，与线路垂直相交，滑坡路段长度约１滑８７°４０ｍ，体沿路基横断面方向长度约１滑坡体面积５０ｍ，

２

，约２滑体最大深度约１平均厚度１０００ｍ６．０ｍ，　３

，约１根据Ｊ滑坡体体积约２０ｍ，１万ｍＴＧＣ２０　

公路工程地质勘察规范》的分类标准，为－２０１１《

汤屯高速公路边坡进行了岩体结构类型及其成因

机制分析，通过数值模拟进行验算，最后提出边坡

３］滑塌防治措施。许强等［对板梁状边坡的滑动条

４］

件和成因机理进行了分析。袁奇等［通过定性及

定量计算，对惠罗高速板庚服务区滑坡进行了清

５］

方和支挡的滑坡治理设计。刘品等［利用钻探岩样，对高速公路某段顺层填方路基进行了不同含水量下风化界面抗剪强度特性研究，并进行了剩余下滑力分析，指出了含水量变化对风化界面的

６］

影响，并相应提出了工程防护意义。吕美君等［

推导了顺层滑坡启动时，后缘拉裂缝的临界水柱

７］

高度。夏开宗等［研究了水力作用下边坡滑移机制，认为静水压力和滑动面的扬压力导致边坡稳定性变低。尽管众多学者及设计人员做了大量工作，然而伴随贵州山区大规模的公路建设，各种边坡滑塌案例仍层出不穷。

沿河县罗家寨至坝坨道路工程Ｋ６＋６７０－

位于沿河县罗家寨至坝坨Ｋ６＋８６０段路基滑坡，

县乡道提级改造工程玫瑰园至坝坨段，场区地貌属黔北中山峡谷区。滑坡右侧为坝坨河支流。地表受侵蚀、冲蚀作用强烈。场区地貌类型属构造侵蚀－剥蚀型中低山地貌。

本文根据野外地质调绘确定主滑方向及滑动

中型滑坡。２　滑坡分析

由于连续降雨导致的坡体岩土体力学性质下降，引起本段路基滑动，如果该滑坡继续发展，将严重影响项目建设工期，危及附近村寨进出居民、

收稿日期：０１９１７０１２－－２０１９年第２期袁　奇　王　润：顺层砂质页岩滑坡治理方案研究

１６

道路施工人员安全。整个滑坡体地表滑移较大，利用滑坡体地质调汇、勘探钻孔等手段，确定了现状滑坡体的岩土结构特征，滑坡体主要分为滑体、滑带、滑床。

１

）滑体。根据调汇结合钻探资料，滑体物质主要为灰黄、褐黄色含块、碎石粉质黏土，碎石约占４５％，黏土约占２０％，余为块石及角砾，石质成分为砂质页岩，呈棱角状，块径０．５～１．５ｍ不等，滑体厚０～１６ｍ。中、下部较厚，后缘因为沿岩体层面错台滑动，厚度较中部薄。

２

）滑带（滑面）。根据地质调绘、勘探及该区段上覆粉质黏土及含块、碎石粉质黏土，黏土遇水易软化，砂质页岩岩体破碎、结构面层间结合差且含软弱夹层，在雨水的作用下抗剪强度参数降低，本段路基滑面为含块石、碎石粉质黏土及强风化粉砂质泥岩（岩体上部沿岩体层面滑动）。３

）滑床。根据调汇结合钻探资料，滑床为志留系中统石牛栏群组（Ｓ２ｓｈ）砂质页岩，深灰色，灰绿色，薄至中厚层状。３　滑坡稳定性分析

３．１　定性分析

坡体经过变形、蠕动、滑动、剧滑４个阶段以后，滑坡体滑坡壁明显，两侧错落壁高０．５～４ｍ，后缘错落壁高１０～３５ｍ，滑坡体表面及滑坡体后缘山体出现多条裂缝。目前滑坡体属于趋稳阶段，滑体不再沿滑动带位移，滑带土含水量降低，但该区域地层岩性为砂质页岩，属软质岩，易风化，易软化，岩体节理裂隙发育，风化层厚，在强降雨条件下，雨水沿节理裂隙、裂缝下渗，岩土体重度增大、抗剪强度参数降低，滑坡易发生进一步的

滑动变形［

８－９］。３．２　定量分析

综合分析试验结果，根据滑坡处于滑动状态反算及工程地质类比，确定滑坡区岩土物理学指标见表１。

表１　稳定性计算物理力学参数

工况

岩性

重度／黏聚力／

内摩擦角／

（ｋＮ·ｍ－３）ｋＰａ（°

）滑坡堆积体

１９．１０自

粉质黏土１９．００　１９．００　１５．００然

强风化砂质页岩２３．５０　２５．００　１９．００中风化砂质页岩２６．１０　３５０．００　４２．００滑动面抗剪参数１０．００　

１７．５０滑坡堆积体２０．４０暴粉质黏土１９．００　１８．５０　１４．５０雨

强风化砂质页岩２３．５０　２４．００　１８．００中风化砂质页岩２６．１０　

２００．００　４１．００滑动面抗剪参数

９．００　

１６．５０

　　以Ｋ

６＋７６０剖面为滑坡的主滑断面，利用理正岩土计算软件对边坡进行剩余下滑力展开计算，得到上边坡滑动稳定性计算结果，见表２。

表２　上边坡滑动稳定性计算结果

工况安全

滑动面参数

剩余下滑力／

系数黏聚力／ｋＰａ内摩擦角／（°

）（ｋ

Ｎ·ｍ－１）自然

１．２　

１０．００　１７．５０　１　２８０．５０暴雨

１．１　

９．００　

１６．５０　

１　

４６８．４８　　根据该路段路基填方现场填筑情况，

Ｋ６＋６９０为最高填筑断面，该断面将形成高约２５ｍ的右侧边坡，填方路基已经滑动，现场路面发育大量的拉裂缝，滑动面已经贯穿。根据现场调汇确定填方路基减口剪入口，利用理正岩土设计软件对边坡进行剩余下滑力计算，得到上边坡滑动稳定性计算结果，见表３。

表３　填方滑塌路段滑动稳定性计算结果

工况安全系数剩余下滑力／（ｋ

Ｎ·ｍ－１）自然

１．３　

１　５２４．１５暴雨

１．２　

１　

４９７．２０４　治理方案比选４．１　比选方案

综合定性分析及定量分析结果，主滑断面由于左侧边坡已滑动，边坡较高，自然工况下滑面剩余下滑力为１　２８０．５０ｋＮ／ｍ；暴雨工况下，滑面剩余下滑力为１　４６８．４８ｋＮ／ｍ。在不采取任何支挡措施情况下，存在进一步加剧和扩大的可能，因此，设计提出２个治理方案，方案一为桩基承台方案，方案二为抗滑桩方案。

方案一。对Ｋ６＋６７０－Ｋ６＋７１０段填方路基滑坡采取恢复设计坡面，然后采用抗滑桩进行支挡。填方路基段第一级第二级破面须恢复原设计１∶１．５及１∶１．７５的坡面。抗滑桩设置于护脚

墙外侧５ｍ。Ｋ６＋６７０－Ｋ６＋７１０段右侧路基滑坡采用２ｍ×３ｍ抗滑桩进行支挡，根据钻孔揭露的不同滑带深度采取１．８ｍ×２．４ｍ尺寸的

１２、１６ｍ和２０ｍ，以及２ｍ×３ｍ长１４ｍ作为桩

基，其上施工挡墙的方案。对外缘进行截排水设计，防止降雨对边坡造成进一步的危害。

方案二。对Ｋ６＋６７０－Ｋ６＋７１０段填方路基滑坡采取先恢复设计坡面，然后采用抗滑桩进行支挡的处治方式。填方路基段第一级第二级破面须恢复原设计１∶１．５及１∶１．７５的坡面。抗滑桩设置于护脚墙外侧５ｍ。Ｋ６＋６７０－Ｋ６＋７１０段右侧路基滑坡采用２ｍ×３ｍ抗滑桩进行支挡，根据钻孔揭露的不同滑带深度采取１２ｍ和

２６

袁　奇　王　润：顺层砂质页岩滑坡治理方案研究２０１９年第２期

６ｍ长的抗滑桩设置于路肩处。对外缘进行截２

排水设计，防止降雨对边坡造成进一步的危害。４．２　造价比选

对各项材料及项目进行概预算编制以对２个方案进行造价比选，比选结果见表４。

表４　方案造价

方案

方案一方案二

滑桩为主的２个治理方案，经过造价比选及存在问题分析，综合各方因素及施工安全，采用方案一对滑坡进行治理更为合理。

万元

金额４４８．０７

４０．６０７

参考文献

［］龙维，刘品，等．下里哈软岩路基顺层边坡防１　袁奇，

：］护支挡对策研究［公路交通技术，０１６，３２（３）Ｊ．２９２．１２－［］赵建军，巨能攀，等．汤屯高速公路顺层岩２　黄润秋，

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］机制与防治措施［岩石力学与工程学报，Ｊ．２０１０，２９（）：２２２４２５０．－［］刘品，谭玉强．贵州惠罗高速缓倾顺层基岩滑４　袁奇，

］坡治理方案分析［中国地质灾害与防治学报，Ｊ．：（）２１０１８，２９４０３０７．１－［］袁奇，曹集士，等．不同含水量顺层坡风化界５　刘品，

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：］（）界水柱高度分析［岩土力学，２Ｊ．２００８１０７１１．２－［］陈从新，刘秀敏，等．水力作用下缓倾顺层７　夏开宗，

］复合介质边坡滑移破坏机制分析［岩石力学与工Ｊ．）：（增刊２程学报，３３０１４，３３７６６７７５．２－［］温博，陈从新，等．彭家湾古滑坡体的破坏８　元德壬，

］机制及处置技术初探［武汉理工大学学报（交通Ｊ．，（）：科学与工程版）２２３３０１７，１８２３．－［］袁奇，刘品．罗家寨滑坡机理分析及稳定性９　陈华兴，

市、区第二次岩石力学评价［２０１８年西南５省、Ｃ］．与工程学术大会，贵阳：０１８．２

４．３　存在问题

但都２种方案都能对滑坡体进行有效治理，存在一定局限性：首先，滑坡体松散覆盖层较厚，岩土体破碎，透水性强，滑带已经贯穿，坡体极不稳定，施工存在安全隐患；其次，抗滑桩和桩基承台挡墙的施工开挖及爆破，都会对坡体造成进一步震动和破坏。但综合造价投资，方案一较方案二节约投资，故最终选用方案一。５　结语

）Ｋ１６＋７０８－Ｋ６＋８１３左侧挖方滑动牵引

的作用下，导致了Ｋ６＋６９０－Ｋ６＋８１３左侧挖方边坡顺层滑动，滑面下移至路基之下。该滑坡滑，动方向大致呈８与线路垂直相交，滑坡路段长７°度约１滑体沿路基横断面方向长度约１４０ｍ，５０

３

，滑坡体约２为中型滑坡。ｍ，１万ｍ

）对滑坡体从滑体、滑带及滑床三方面进行２

分析，指出滑带为砂质页岩层间软弱带，由于岩体破碎、结构面层间结合差且含软弱夹层，在雨水的作用下抗剪强度参数降低。

）对滑坡体进行定性分析及定量的剩余下３

滑力计算，提出桩基承台挡墙为主的方案及与抗

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＴｒｅａｔｍｅｎｔＭｅａｓｕｒｅｓｏｆＳａｎｄＳｈａｌｅＢｅｄｒｏｃｋＬａｎｄｓｌｉｄｅｓ　　　　　　　ｙ　

ＹＱＷＡＮＧ　ＲＵＡＮ　ｉ，ｕｎ（，，）ＧｕｉｚｈｏｕＴｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎＰｌａｎｎｉｎａｎｄＤｅｓｉｎＡｃａｄｅｍｅＣｏ．Ｌｔｄ．Ｇｕｉａｎ５５００８１，Ｃｈｉｎａ　　　　　ｐｇｇｙｇ　　

：，ＡｂｓｔｒａｃｔＴｏｄｅｓｉｎｔｈｅｌａｎｄｓｌｉｄｅｒｏｔｅｃｔｉｏｎｒｏｒａｍｏｆａｒｏａｄｂｅｄｔｈｅｍａｉｎｓｌｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｎｄｓｌｉｄｉｎ　　　　　　　　　　　　ｇｐｐｇｐｇ　

，，ｌａｗｓａｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｔｏｔｈｅｆｉｅｌｄｅｏｌｏｉｃａｌｓｕｒｖｅ．Ｔｈｅｓｌｉｄｉｎｂｏｄｓｌｉｄｉｎｂｅｌｔｓｌｉｄｉｎ　　　　　　　　ｇｇｇｙｇｙｇｇ　　　，ｂｅｄｌｉｔｈｏｌｏｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎａｎｄｓｃａｌｅｉｓｅｘｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｗｏｒｋｉｎ．Ｔｗｏｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｏｍａｒｉ　　　　　　　　　　－ｇｙｐｇｇｐｐ　ｏｎｒｏｒａｍｓａｒｅｃｏｎｆｉｒｍｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｓｉｓｏｆｅｎｉｎｅｅｒｉｎｅｏｌｏａｎａｌｏａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔａｓ　　　　　　　　　　　－ｐｇｙｇｇｇｇｙｇｙ　　　

，ｉｌｉｔｏｆｔｈｅｓｌｏｅ．Ｔｈｅｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｗｏｏｖｅｒｎａｎｃｅｄｅｓｉｎｉｎｓａｒｅｃｏｎｃｌｕｄｅｄａｎｄａｎａｌｚｅｄ．Ａｔｌａｓｔｂ　　　　　　　　　　　　ｙｐｐｇｇｇｙ　ｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅｄｅｓｉｎｅｄｂｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎａｌｌｔｈｅｆａｃｔｏｒｓ．　　　　　　　ｇｙｇ　　

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