李翔 刘照斌 马峥

（新疆交建公路规划勘察设计有限公司，新疆 乌鲁木齐 830001）

一、引言

本文结合国道580线和田至康西瓦公路工程滑坡段的特点，以及该地段风积沙的地形地貌，利用有限差分数值分析法分析研究了滑坡的稳定性，同时，提出了公路边坡滑坡防护应多种防护型式相结合，使边坡滑坡与大自然融为一体的方案，体现了修建生态、人文、景观、环保路的理念，可为同类工程提供借鉴。

二、工程概况

（一）水文地质条件

本文研究的滑坡段位于和田至康西瓦公路K81+090～K81+180段右侧，为斜坡堆积地貌。滑坡体总长度约150m，总宽度约90m，体积约7.2×104m3，属中型牵引式浅层滑坡体，滑坡体向东倾斜，主滑坡体后壁坡面坡角约40°，主滑动方向与坡向基本一致，该滑坡体均由粉砂（风积沙）组成，下部为胶结卵石，滑动面位于土石结合处。

滑坡附近地下水较丰富，水位在0.5～2.2m之间，赋存于斜坡上崩坡积层中，受地形和季节影响变化大，滑坡体受地下水影响土体处于饱和状态。根据现场勘探及调查发现，滑动面最大埋深约在2～12m，滑坡体前后土体松散。

（二）工程处治措施

本项目在滑坡前缘以路堤的形式通过，设计充分考虑增设排水工程，设置抗滑挡墙和路堤填土反压等措施，提高滑坡的抗滑力和稳定性。

1.工程排水措施

根据滑坡坡面水流的流向，在K81+048～K81+187段设置长度80m的排水沟，将水排出路基范围以外；根据滑坡内部地下水流的流向，设置长度为103m的地下渗沟，将地下水引排至左侧河道内；设置长度为127m的透水路基，路基范围内挖至胶结卵石面，铺设50cm断级配卵石，在卵石上铺设土工布，其上砾类土回填至结构层底部。

2.工程支档措施

根据地勘资料，本次设计在K81+060～K81+187段右侧设置平均高度约7.5m的衡重式路肩挡墙，墙身、路基和锥坡均采用C25混凝土，路基埋深在滑动面以下不小于1.5m，且至于胶结卵石层中。

3.削坡和反压措施

在不影响周边岩土体稳定性的前提下，设计在K81+060～K81+187段挖除滑坡体，滑坡体平均厚度3.3m、挖方量22307.7m3。路线以路基形式通过，因此，路堤和挡土墙在坡脚同时起到反压作用，增加了滑坡的抗滑力，从而提高滑坡的稳定性。

三、计算结果分析

建立计算模型并划分网格后，首先采用Mohr-Coulomb计算模型计算并达到平衡，然后根据工程施工顺序，模拟开挖过程为：开挖滑坡上部土方卸载-开挖挡墙基坑-施工挡土墙-回填基坑-施工路基，分步开挖或回填，迭代至最终平衡。地面以下施加孔隙水压力后进行流固耦合计算，迭代至最终平衡。

（一）位移场分析

考虑降雨条件下边坡X方向和Y方向位移及矢量场分布如图1和图2所示。较天然状态下边坡的位移场，出现了向临空面进一步发展的趋势，最大水平位移约11cm，出现在坡脚附近，最大竖向位移约7.3cm，出现在坡顶，位移以水平向为主。挡土墙顶部竖向位移约1cm，水平位移约3.7mm，路基顶部下沉量约7mm，说明滑坡的缓慢蠕动对路基工程安全影响较小。

图1.X方向位移及矢量场分布图

图2.Y方向位移及矢量场分布图

（二）塑性区分析

施工后的坡体剪应变增量和塑性区分布如图3和图4所示。剪应变增量的区域面积有所增加，但应变值增量较天然状态下减小，说明坡体在降雨条件下发生滑动，因为排水措施较为充分，所以滑动速度缓慢；从塑性区变化图可知，塑性区没有继续发展，在原来的破坏区域，部分土体单元重新发生剪切破坏，说明强降雨过后，坡体沿着原来的破坏面重新蠕动。可在允许的条件下，继续增加滑坡上方卸载方量，提高坡面排水和地下排水工程的施工质量，以减少降雨和地震等不利因素的影响。

图3.降雨状态下剪应变增量分布图

图4.降雨状态下破坏区分布图

（三）渗流场分析

降雨状态下渗流矢量场分布如图5所示。由于表层粉砂（风积沙）的渗透系数较下层胶结卵石大，在强降雨过后，渗流矢量主要沿着表层粉砂向左侧路基一侧流动，通过透水路基排至河道，表明排水措施得当，排水效果明显。根据有效应力原理，采取有效措施排水后，地下水位下降，孔隙水压力减小，土体有效应力增加，边坡的稳定性相应增加。

图5. 降雨状态下渗流矢量场分布图

四、结语

综上所述，边坡开挖后，最大位移出现在坡脚处，但位移量较小，说明滑坡的缓慢蠕动对路基工程安全影响较小；通过边坡开挖后的塑性区变化图可知，强降雨过后，塑性区没有继续发展，水流通过透水路基和挡墙泄水孔排至河道，路基内部孔隙水压力接近于零，表明排水措施得当，效果较明显；根据强度折减法计算结果，经过工程处理后，天然状态和强降雨状态下的滑坡处于稳定状态，但安全系数处于规范要求的下限，综合考虑程序计算结果存在的局限性和地震等不利因素的影响，滑坡的稳定状态降低一级，为基本稳定状态；在施工条件允许的情况下，建议增加滑坡上方卸载方量，提高施工质量，以减少不利因素对工程的影响。