山区高速公路边坡滑坡体处治技术研究

前言

我国山区高速公路里程占比超 4 0 % ，复杂的地形地貌与地质构造（如断层发育、岩体破碎、风化作用强烈）导致路基边坡工程灾害频发。据交通运输部统计，近五年山区公路边坡灾害中，滑坡占比达 5 8 % ，其突发性强、治理难度大，易引发交通中断甚至人员伤亡。因此，深入研究滑坡体形成机理，优化处治技术体系，对保障山区公路运营安全具有重要工程意义。

一、地质环境特征

（一）构造与地貌条件

该项目位于澜沧江断裂带北段，受青藏高原隆升与断裂活动影响，形成“两山夹一谷”的深切峡谷地貌。研究区属沘江河谷斜坡带，海拔1 6 0 0 ～ 2 2 0 0 m ，自然边坡坡度 ，岩体受多期构造运动作用呈碎裂状，节理密度达 8 ～ 1 2 条 / m ，完整性指数 0 . 2 5 ～ 0 . 3 8 ，属 Δ V 级极破碎岩体。

（二）地震与气候特征

区域地震基本烈度Ⅶ度，历史最大震级 6.0 级（1925 年大理地震），地震动峰值加速度 。年平均降雨量 9 5 0 m m ， 5 ～ 1 0 月雨季降水量占全年 8 0 % ，最大日降雨量 1 3 5 m m ，强降雨常引发坡面径流冲刷与岩体饱和软化。

二、K128 段滑坡体工程地质勘察与成因分析

（一）滑坡体基本特征

工程背景：云兰高速公路 K1 2 8 + 3 2 0 ～ K1 2 8 + 5 5 0 段，路基设计挖深2 8 m ，边坡分三级开挖（坡率 1:0.75），开挖至第一级（标高 2 0 0 8 m ）时发生顺层滑动。滑坡纵向长 2 3 0 m ，横向宽 5 0 ～ 8 0 m ，平均厚度 9 . 5 m ，体积约 ，属中型顺层滑坡。

滑体后缘发育季节性冲沟，雨季地下水沿泥岩夹层渗透，滑带含水率达 2 6 % ，渗透系数 ，形成贯通滑动带。

（二）滑坡成因机制

1、内在主控因素

顺层不利结构：岩层倾角（32°）小于边坡坡角（ °），路基开挖揭露滑动面，形成“阶梯状”临空面，下滑力（ 1 2 0 0 k N / m ）超出抗滑力（850kN/m）。

岩体破碎化与地震损伤：地震动导致岩体节理密度增加至 10 条 / m ，裂隙张开度 ，渗透系数提升1 个数量级；泥岩遇水饱和后黏聚力从 20kPa 降至 8kPa，内摩擦角从 降至 。

2、诱发因素

施工扰动：深孔爆破振动速度达 3 . 8 c m / s （超规范限值 2 . 5 c m / s ），触发岩体沿节理面错动，监测显示爆破后3 天内位移速率突增至 8 m m / d ；

强降雨触发：施工期连续降雨（累计 1 5 0 m m ）导致滑带岩土体饱和，形成“应力集中- 渐进破坏”链式反应。

三、“抗震- 排水- 生态- 监测”一体化处治方案

（一）抗震抗滑支挡技术

1、锚索抗滑桩

经四方代表现场查看，最终由现场设计代表确定方案为截面尺寸为2 m× 3 m 桩长 2 0 m （嵌固段 1 0 m ），间距 5 m ，共46 根；

抗震性能提升：桩身内置预应力锚索（长度 3 0 m ，设计拉力 1200kN），形成“刚柔耦合”结构，可承受水平地震力（ 0 . 1 5 g ），桩身最大弯矩较常规设计增加 30 % （计算值 5 2 0 0 k N⋅ m ），主筋采用 HRB500 钢筋（直径2 8 m m ，间距 1 0 0 m m ），箍筋加密区 。

2、锚杆框格梁

二级边坡（ 2 0 1 1 . 5 ～ 2 0 2 1 . 5 m 标高），三级边坡（2021.5 ～ 2029.6m标高）采用锚杆框格梁防护，锚杆长度 1 0 ～ 1 2 m ，间距 2 m× 2 m ，设计拉力 200kN ；

（二）排水系统

1、地表排水优化

滑坡后缘设“L 型”截水沟（深度 1 . 2 m ，内置 HDPE 防渗膜），沟底坡度 4 % ，接入天然冲沟消能池；边坡平台设 排水沟，每级边坡顶框格梁横梁一道与平台硬化形成封闭，框格梁每四格设一道急流槽，整个边坡设一道检修提。

（三）生态仿生修复技术

1、乡土植物群落构建

灌木层：选用车桑子、小马鞍叶（间距 2 m× 2 m ），耐干旱贫瘠；

草本层：混播狗牙根、白三叶（播种量 ），快速覆盖；

藤本植物：间隔种植爬山虎（间距 5 m ），攀爬覆盖裸露岩面。

（四）智能监测预警系统

1、多源监测体系

地表监测：GNSS 监测点（精度 ± 1 c m ）、裂缝计（量程 2 0 0 m m ，精度0 . 0 1 m m ）；

深部监测：测斜仪（精度 ± 0 . 1 m m/ 5 0 0 m m ）、渗压计（精度 0 . 1 % F S ）；

结构监测：抗滑桩钢筋应力计、锚索测力计（精度 ± 1 % F S ）。

2、预警联动机制

数据通过物联网传输至大理州地质灾害预警平台，采用 BP 神经网络建立预测模型；

预警阈值：地表位移速率 ⩾ 3 m m / d 、累计位移 ⩾ 2 0 m m ，滑带水压力≥设计值 8 0 % ，触发三级预警，10 分钟内推送至多部门。

四、关键技术验证与实施效果

（一）抗滑桩抗震性能试验

足尺模型试验表明，锚索抗滑桩桩在Ⅶ度地震工况下（峰值加速度0.15g）：

桩顶水平位移 6 . 8 m m （规范限值 1 0 m m ）；

锚索应力松弛率 3 . 2 % ，满足长期稳定性要求。

（二）排水系统效能测试

暴雨模拟试验（降雨量 1 2 0 m m/ d ）显示：

地表截水沟排水效率 9 2 % ，无漫流；

地下水位下降 2 . 3 m ，滑带水压力降至 ，接近天然状态。

（三）数值模拟分析

采用FLAC³D 模拟地震- 降雨耦合工况（ 降雨）

处治前安全系数0.92，滑体最大位移 3 2 c m ；

处治后安全系数 1.41，最大位移 5 . 6 c m ，满足《云南省高速公路边坡工程技术规范》要求。

（四）现场监测数据（12 个月）

位移控制：GNSS 累计位移最大 8 m m ，速率 0 . 3 m m/ 月；测斜最大位移5 m m ，速率 0 . 1 5 m m/ 月；

结构安全：抗滑桩钢筋应力 2 8 0 M P a （设计值 3 6 0 M P a ），锚索预应力损失率 < 5 % ；

生态效果：植被覆盖率 9 2 % ，土壤侵蚀模数从 ·a 降至 ·a。

五、结论与建议

（一）结论

该处山区滑坡体致灾受“顺层结构、地震损伤、强降雨”耦合控制，处治需兼顾结构安全与生态保护；“抗震支挡 + 立体排水 + 生态仿生 + 智能预警”体系有效提升边坡稳定性（安全系数从 0 . 9 8 ⟶ 1 . 4 1 ），实现工程与生态效益统一；智能监测预警系统为山区公路运维提供数字化解决方案，预警准确率达 9 3 % 。

（二）建议

推广“无人机航测 + L i D A R + 钻孔 CT”联合勘察，精准识别隐伏地质隐患；研究地震- 降雨- 岩体损伤耦合模型，完善动态评估方法；探索“光伏 + 生态护坡”技术，实现低碳节能与监测供电一体化。

参考文献：

[1] 云南省交通运输厅。云南省高速公路边坡工程技术规范（DB53/T923—2021）[S]. 昆明：云南科技出版社，2021.

[2] 李生，等。滇西北碎裂岩质边坡滑坡成因与处治技术 [J]. 公路交通科技，2022,39(4):105-112.

[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部。建筑边坡工程技术规范（GB50330—2013）[S]. 北京：中国计划出版社，2013.