某南方山区路基边坡滑坡体成因及整治研究.pdf

———文章编号：１００９４５３９（２０１８）０６０１２５０４・其他・某南方山区路基边坡滑坡体成因及整治研究徐锦（中交铁道设计研究总院有限公司东北分公司沈阳１１００２３）摘要：文章从铁路《中长期铁路网规划》入手，结合工程实例分析了路基边坡滑坡成因，就具体工程特点给定边坡防护的工程措施，讨论了路基边坡滑坡对铁路工程的危害，阐述了边坡滑坡预防与工程措施。关键词：道路工程路基边坡滑坡体成因整治研究中图分类号：Ｕ２１３．１５文献标识码：Ａ—ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９４５３９．２０１８．０６．０３１ＳｔｕｄｙｏｎＣａｕｓｅａｎｄＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＳｕｂｇｒａｄｅＳｌｏｐｅＬａｎｄｓｌｉｄｅｉｎＳｏｕｔｈＭｏｕｎｔａｉｎＡｒｅａＸｕＪｉｎ∞（ＮｏａｈｅｔＢｒａｎｃｈｏｆＣＣＣＣＲａｉｌｗａｙＣｏｎｓｕｌｔａｎｔｓＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ．，ＳｈｅｎｙａｎｇＬｉａｏｎｉｎｇ１１００２３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｅｄｉｕｍａｎｄｌｏｎｇｔｅｒｍｒａｉｌｗａｙｎｅｔｗｏｒｋｐｌａｎｎｉｎｇ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｃａｕｓｅｏｆｓｕｂｇｒａｄｅｓｌｏｐｅｌａｎｄｓｌｉｄｅｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｅｘａｍｐｌｅ．Ｔｈｅａｕｔｈｏｒｇａｖｅｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｓｏｆｓｌｏｐｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｉｎａｃｅｒｔａｉｎｐｒｏｊｅｃｔｆｅａｔｕｒｅ，ａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｈｅｄａｍａｇｅｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅｌａｎｄｓｌｉｄｅｏｎｔｈｅｒａｉｌｗａｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｘｐｏｕｎｄｅｄｔｈｅｓｌｏｐｅｌａｎｄｓｌｉｄｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏａｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｓｕｂｇｒａｄｅ；ｓｌｏｐｅ；ｌａｎｄｓｌｉｄｅ；ｃａｕｓｅ；ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｓｔｕｄｙ．，．一尤其是对铁路欠发达地区尤为如此。衡茶吉铁路…（文茶支线）就是在这样一种条件下修建完成的客…经国务院批准的《中长期铁路网规划》（２０１６货共线铁路。年版），遵循铁路发展规律，兼顾经济效益和社会效铁路路基边坡滑坡类型相对较多，特别是在文茶益，兼顾效率、公平为重点，着力构建布局合理、覆支线这样一类山区，路基边坡滑坡现象尤为明显。在盖广泛、高效便捷、安全经济的现代铁路网络。规建设初期，除了受路基所处（经）地区的地貌、地质划方案主要包括了高速铁路网、普速铁路网、综合情况等因素的差异性影响外，还受勘察深度、资金、交通枢纽等三个部分。其中普速铁路网重点围绕认识程度、工程措施、施工扰动、周边环境、施工季扩大中西部路网覆盖，完善东部网络布局，提升既节、降雨量及变化等的影响。综合多种因素的作有路网质量，推进周边互联互通。普速铁路的发展用，发生路基边坡滑坡等地质灾害在所难免。’对国家《中长期铁路网规划》的贡献是举足轻重的２路基滑坡成因分析—墼壁旦孥㈡２０１．８。一０４２８．．、…，．．．．．一衡茶吉铁路（衡阳至井冈山段）位于湖南省中作者简介：徐锦（１９８４一），女，工程师，主要从事铁路及岩土工程设计。东部、江西省吉安市西部，连接我国两条南北铁路铁道建笳技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０Ｔ８ｆＤ６Ｊ１２５万方数据・其他・——大干线京广线和京九线。分文支线文竹站至醴茶支线茶陵站联络线工程，线路全长５３．８３６ｋｍ。Ⅱ文竹至茶陵联络线主要技术标准：国铁级；正线数目：单线。建设标准相对较低，对路基边坡的加固整治投入相对较少。路基挖方工程起讫里程ＤＫ５＋１３０～ＤＫ５＋３９５，长度２６５ｍ，如图Ｉ所示。图１ＤＫ５＋１３０～ＤＫ５＋３９５实测地面线２．１路基边坡及滑坡体形成过程该段路堑工程左侧设置Ｃ２５片石混凝土挡土墙，墙高２．５～６．０ｍ，墙厚０．８３～１．９７Ｉｎ。挡土墙以上设置一级边坡，边坡坡率为ｌ：１．２５，采用Ｍ７．５水泥砂浆砌片石拱形骨架防护。该段路基土石方、边坡防护工程、挡土墙等先后施作完成，曾出现过连续降雨引起ＤＫ５＋２２０～ＤＫ５＋２４５挡墙以上一级边坡的滑塌，后在２０１２年４月，ＤＫ５＋１５０一ＤＫ５＋１９０段线路左侧约４５ｍ处边坡出现滑塌，挡土墙未发生明显破坏；ＤＫ５＋２２６～ＤＫ５＋３８０段路堑挡土墙出现不同程度的位移。在确保安全的前提下，现场埋设位移观测桩，全面监控挡土墙及山体的变形情况。２０１２年７月中下旬该地区连续降雨，７月底，ＤＫ５＋２２０～ＤＫ５＋３８０段线路左侧发现一条贯通的弧形裂缝，最大影响宽度约７３—ｍ，裂缝宽０．３０．７ｍ，裂缝错台０．５～２．０ｉｎ，后经现场量测，该段路堑挡土墙均发生位移，最大位移达０．９５ｍ，如图２所示。现场采取先封闭裂缝，并加强地表排水措施等，待勘探结束后在挡土墙内侧合适位置设置一排抗滑桩加固。１２６钐｝道建麓技术２．２路基边坡滑坡体成因分析经现场调查、分析，导致边坡滑坡破坏的原因主要有以下几个方面。（１）文茶线ＤＫ５＋１３０～ＤＫ５＋３９５段线路左侧路堑边坡发生变形破坏，根据边坡变形破坏形成机理、发展过程、形状、规模大小和变形破坏特点等，将该段路堑变形破坏划分为两段，ＤＫ５＋１５０一ＤＫ５＋１９０段为浅层滑塌，ＤＫ５＋２２０～ＤＫ５＋３８０段为中层滑塌。（２）ＤＫ５＋１５０一ＤＫ５＋１９０段边坡开挖成形后，挡土墙后设置平台，宽２．０３～３．３４ｍ，由于挡土墙后反滤层排水效果较差，挡土墙平台易积水，２０１２年１～６月降雨集中且持续时间长，挡土墙上一级边坡底部长时间积水，浸泡坡脚，软化岩土体，岩土体抗剪强度降低，导致边坡发生滑塌，并且该段滑塌体处于极限平衡状态，有进一步发生滑塌的可能。（３）ＤＫ５＋２２０～ＤＫ５＋３８０段边坡开挖成形后，由于该段一级边坡以上山体坡面缓和，在降雨条件下，雨水极易下渗，导致岩土体含水量增大、抗剪强度降低，加上挡土墙后反滤层排水效果较差，在降雨条件下挡土墙后岩土体含水率增大，并处于饱和状态，增大岩土体对挡土墙的土压力，最终导致ＤＫ５＋２２０一ＤＫ５＋３８０段挡土墙开裂并发生位移。（４）从破坏形式来看，首先一级边坡以上山体出现裂缝，逐步垂直向下发展并加深变宽，牵引上部边坡出现裂缝，最终产生了牵引式工程滑塌。目前，滑塌体处于极限稳定状态，滑塌体后缘陡直，在内外地质应力条件变化时，有继续扩大向后牵引发展的趋势。３路基边坡滑坡的工程措施３．１临时措施（１）夯实坡面裂缝。（２）开挖ｌ临时截水天沟。（３）变形体坡脚回填反压：ＤＫ５＋２００．００一＋４００．００段变形体坡脚设计回填反压土，形成桩板墙施工平台，反压土采用路堑边坡清方土体。３．２基床处理路堑基床表层换填０．５ｍ厚Ｂ组土，其下铺设ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ’２０８ｆ０６Ｊ万方数据・其他・０．１ｍ厚的中粗砂垫层夹铺一层两布一膜土工布作为封闭层。对基床发生变形地段采取灰土挤密桩加固，防止基床翻浆冒泥。３．３挡土墙工程ＤＫ５＋１３０．００一ＤＫ５＋２１０段已经修建完成的重力式路堑挡土墙，对其进行破损检测，若施工质量合格，予以保留；若不合格，应拆除或进行加固处理，如图３所示。线路中线图３挡土墙设计示意３．４桩板墙工程ＤＫ５＋２１０．００一ＤＫ５＋３８０段在坡脚设置３４根抗滑桩，桩顶清方卸载。根据下滑力确定桩截面尺寸为２．０ｉｎｘ２．５—１１＂１２．０ｍＸ３．０ｉｎ，桩间距５．０ｉｎ，桩长为１８ｍ的锚固桩，桩自由端长７ｉｎ，锚固端长度１１ｍ。ＤＫ５＋１５０．００～ＤＫ５＋１８０段边坡坍塌地段，根据最终的地质横断面确定是否增加桩板墙支挡，暂按设置５根２．０ｍｘ２．５ｍ桩板墙考虑。３．５各级边坡防护工程（１）ＤＫ５＋１３０．００～ＤＫ５＋４００．００支挡结构以上边坡主要采用浆砌片石拱形骨架护坡防护，边坡坡率１：１．７５，单级边坡高６ｍ。（２）施工防护工程前应清除表面浮土、整顺夯实地表、夯填裂缝，坡面采用撒草籽、种灌木防护。（３）ＤＫ５＋２７０．００～ＤＫ５＋３３０．００段桩顶二级边坡设置框架锚杆梁防护。３．６附属工程（１）路堑基床两侧设梯形侧沟，底宽０．４Ｉｎ，深０．８Ｉｎ，厚０．３ｍ；侧沟平台宽２．０ｍ，厚０．３ｍ。侧沟及侧沟平台采用Ｍ７．５水泥砂浆砌片石砌筑。钐｝道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧｙ（２）边坡每级平台均设置Ｍ７．５水泥砂浆砌片石截水沟，底宽０．６ｍ，深０．６ｍ，厚０．３ｎｌ，地表夯拍密实，裂缝用黏性土夯填，撒草籽＋种灌木防护。（３）边坡堑顶外设置Ｍ７．５水泥砂浆砌片石梯形截水天沟，底宽０．６ｍ，深０．６ｍ，厚０．３ｍ。３．７高边坡及基桩工程的观测与监测设计（１）Ｄｒ，Ｌ５＋１２０．００、ＤＫ５＋１５０．００、ＤＫ５＋１８０．００、ＤＫ５＋２３０．００、ＤＫｌ８８＋２８０．００、ＤＫｌ８８＋３３０．００、ＤＫｌ８８＋３８０．００等里程右侧断面处分别设置高边坡监测断面。（２）每根桩四角预埋无缝钢管用于桩身无损检测（见图４）。心线图４边坡监测断面示意４铁路路基边坡滑坡的危害（１）直接威胁着运营列车的安全，潜在隐患极大。（２）整治过程会引起线路区间限速，对铁路运行图受到干扰，对广大旅客的出行极为不便。（３）边坡滑坡的出现会对铁路路基、基床等形成直接危害，轻者掉落石块，重者会对铁路道床等进行掩埋，轨道等位移、扭曲、损伤，势必造成停运，对社会造成极大不良影响。（４）如列车运营过程突发边坡滑坡，则会出现列车受损、掩埋，重者列车倾覆，造成较大的人员伤亡、装备等全面受损（即所谓的车损人亡），造成极大的人员财产损失，对社会、国家造成不良影响。“”“（５）与国家一带一路格格不入，给国家大铁”“”路、铁路外交等战略造成负面影响，对国家社会经济的发展其负面影响将是空前的。５路基滑坡预防与工程措施５．１细化勘察阶段的地质调查勘察阶段，地质勘察、水文调查等的工作应做２０７８ｆ０６Ｊ１２７万方数据・其他・到细化，确保满足勘察阶段地质调查的相关要求，做好路基与其他专业的协调和配合。针对南方山区地段路基应切实加强特殊岩土及不良地质区段的地基处理、边坡防护及防排水等工程的方案研究和工艺设计。路基工程设计应结合其他专业接口相关工程同步设计，同时明确其施工顺序、施工衔接等。文献［３］从滑坡定义、形成条件、地质勘察中对滑坡识别、滑坡的工程地质勘察等论述了几点认识，对做好滑坡勘察工作会起到事半功倍之效果。５．２深化施工阶段的地质复核首先勘察设计单位按相关规定做好对各参建单位的施工图技术交底及答疑工作，应对路基边坡风险因素、风险等级及相应的边坡防护措施、变形观测评估等关键设计内容作出详细说明。其次，随着路基边坡的施工进行，勘察设计单位进驻现场做好配合施工工作，对现场出现的与原勘察设计地质的差异性进行深化调查，强化和加强现场地质核对确认工作，必要时及时调整相关方案、措施。５．３合理确定边坡预防滑坡的工程措施前文中边坡出现的滑移等现象，个人感觉首先是设计的边坡防护措施过弱造成。同样是南方同一地区的武广客专，在边坡防护上明显强于衡茶吉铁路，一级边坡采用桩板式挡土墙，而在衡茶吉铁路三级边坡仅仅采用路基拱形骨架护坡措施司空见惯。根据现场多年边坡（挡护）工程，施工过程多次出现文中情况，反复出现施工过程的溜坍、位移，多次整治，多次扰动，仍很难做到对隐患的根治。笔者所理解的边坡防护工程不应该有普速铁路、高速铁路的差别对待，否则后患无穷。５．４路基边坡防护的工程措施高速铁路路基工程支挡结构一般采用重力式挡土墙、短卸荷板式挡土墙、悬臂式和扶壁式挡土墙、锚杆挡土墙、锚定板挡土墙、加筋土挡土墙、土钉墙、抗滑桩、桩板式挡土墙、预应力锚索等。其中重力式挡土墙、锚杆挡土墙、锚定板挡土墙、抗滑桩、桩板式挡土墙、预应力锚索等较为常见，其质量安全控制相对容易，防护效果相对较好，对后期运营较为有利。近年来，往往会综合采用多种工程措施，充分发挥各工程措施的优势和优点，以综合发挥作用，达到预防边坡失稳，确保安全施工、安全运营。文献［４］给出了铁路路基病害的智能识别，提供了一种利用特征值建立学习向量量化模型，对路基病害识别率达９０％以上。６结束语该条铁路在几年的建设过程中，出现过大大小小的路基边坡滑坡事件多起，边坡的稳定一直以来备受关注，尤其在南方山区地段屡见不鲜，稍有不慎即会埋下安全隐患。引言中所罗列的边坡稳定因素中，唯独没有提及设计因素（工程措施方案），其作用是举足轻重的，它综合了资金、勘察、设计、地质、路基等各个方面。工程措施到位可能会是一劳永逸的，否则进入运营阶段可能会隐患重重。所以建议在勘察、设计阶段，不管是普速铁路，还是高速铁路，将边坡稳定应放在第一位，可以进行合理优化，而不得随意降低支挡措施。参考文献［１］——国务院．中长期铁路网规划［ＥＢ／ＯＬ］．（２０１６０８——∥０４）［２０１８０４２８］．ｈｔｔｐ：ＷＷＷ．ｎｄｒｅ．ｇｏｖ．ｃｎ／ｚｃｆｂ／ｚｃｆｂｔｚ／２０１６０７／．［２］蔡道乐．高速铁路路基高陡边坡滑坡分析及治理措施—［Ｊ］．中国科技博览，２０１５（２４）：１７２１７３．［３］张济贡．在铁路勘察中对滑坡的几点认识［Ｊ］．铁道勘—测与设计，２００５，４８（４）：５６５８．［４］杜攀峰，廖立坚，杨新安．铁路路基病害的智能识别—［Ｊ］．铁道学报，２０１０，３２（３）：１４２１４６．１２８铣道建篱技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１８（０６Ｊ万方数据