重慶奉云高速公路挖斷村滑坡的成因分析與治理措施

王 宏，鐘 寧，王志超

（1.重慶交通大學 土木建筑學院，重慶 400074;2.重慶高速公路發展有限公司，重慶 400042;3.武警交通第一工程處，重慶 400016）

重慶奉云高速公路挖斷村滑坡的成因分析與治理措施

王 宏1，鐘 寧2，王志超3

（1.重慶交通大學 土木建筑學院，重慶 400074;2.重慶高速公路發展有限公司，重慶 400042;3.武警交通第一工程處，重慶 400016）

近年來西部公路建設突飛猛進，而公路沿線滑坡災害也頻繁發生，因此有必要對其深入研究并進行相應的方案實施和工程治理。通過對重慶奉節—云陽高速公路挖斷村滑坡的工程地質水文條件、地質構造及滑坡特征總結了該滑坡的形成機制，對該滑坡進行成因分析，最后提出了防治方案及治理措施，對今后高速公路大滑坡的整治提供了參考。

滑坡;形成機制;成因分析;治理措施

挖斷村滑坡位于奉節縣朱衣鎮挖斷村西、奉節中學東北向，國家重點公路杭州—蘭州線重慶奉節—云陽高速公路B9合同段內。高速公路在該段以NW43°的走向由挖斷村與奉節中學之間穿過，為深挖方路段，中線位置挖方最大高度32 m。

挖斷村后部初次出現裂縫時，邊坡高程已挖至一級邊坡平臺處。隨后在坡體左右側也出現了開裂現象，且裂縫長度和寬度均在不斷擴展中。根據測量最遠裂縫距離開挖坡口線水平距離達250 m，形成了規模較大的挖斷村新生滑坡［1］。

滑坡的變形嚴重影響了高速公路的正常施工和將來的運營安全。坡體產生變形后，需對挖斷村新生滑坡采取應急搶險方案工程［2］。

1 滑坡段工程地質條件

1.1 地形地貌

該區為剝蝕低山丘陵地貌，屬中～淺切割區。場地地勢總體呈東北高、西南低之勢，地形較為平順，坡面稍有起伏，平均坡度11°～15°，坡體被開發成階梯狀。場地地貌類別主要以構造剝蝕為主，坡體兩側均發育有沖溝，其中右側沖溝下切強烈，溝谷呈“V”型，深30～40 m。

1.2 氣象水文

挖斷村滑坡區域屬亞熱帶濕潤季風氣候，多年平均氣溫16.5℃，濕度大、云霧多，日照少，水熱組合差異大且不協調，常出現災害性暑雨天氣。多年平均降雨量1 261.9 mm，且主要集中在夏、秋兩季，多暴雨和霪雨。雨水呈酸性，pH值為6.17，氣候條件有利于溶蝕作用。

1.3 人文環境

滑坡區域為農業區，坡面植被主要以蔬菜為主。坡面分布有7個大小不等灌溉用水塘，水塘面積約170 m2。農戶的生活用水取用和排放，基本無正規引排設施，向地下滲漏嚴重。上述地表水的不當利用和排放，連同降雨入滲，均對滑坡的變形和發展產生了不利影響。

1.4 地層巖性

該滑坡區地層主要為老滑坡堆積物、古滑坡堆積物及三迭系中統巴東組泥灰巖和互層狀泥、砂巖，對該滑體各地層分述如下:

老滑坡堆積物主要成分為強風化泥灰巖，亞黏土充填，滑體厚度一般15～25 m。

古滑坡堆積物主要由上部的泥灰巖和下伏的泥巖地層組成。上部的泥灰巖層受古滑坡滑動的影響而在較大范圍內發生了強烈的松動變形，巖體松動變形后加劇了巖體與外界的水份和空氣的交換，風化呈“滲入性”特征，工程性質較差;滑體下部的泥巖層在古滑體中所占厚度不大，根據調查和鉆探分析厚度應在15～30 m之間。由于古滑坡滑動過程為緩慢的重力式滑移，因此滑體物質還保留有原巖層理。泥巖在該區域內廣泛分布，該套地層厚度較大，泥灰巖受節理切割嚴重;巖質較脆，容易破碎，工程性質較好。

1.5 地質構造與地震

該區域所處的一級構造單元為新華夏系第三隆起帶和第三沉降帶之結合部位，屬四川沉降褶皺帶之川東褶皺帶的一部分，該區域的主要構造為朱衣河背斜。

該區域地震活動不頻繁，根據GB18306—2001《中國地震動參數區劃圖》，本區地震動峰值加速度為0.05 g，地震動反應譜特征周期為0.35 s，相當于地震基本烈度Ⅵ度。

1.6 水文地質條件

該滑坡區地形平坦，后部山體具有較大的匯水面積，大氣降雨少量以地表徑流的形式從坡面排入左、右兩側自然沖溝內，大部分降雨滲入坡體內形成了地下水。

該區域主要為古滑坡以及老滑坡堆積物，滑坡后部山體匯水面積巨大，為地下水的補給區，坡體內地下水沿滑坡體內裂隙向低洼處徑流，并向坡體兩側沖溝內排泄。施工開挖對地下水有較大的影響。滑坡的發育與地下水的分布關系密切。古滑坡體中泥巖泥質含量較高，為相對隔水層，因此地下水一般在滑體中泥巖上部聚集。

工程地質縱斷面見圖1。

圖1 挖斷村滑坡工程地質橫截面分布圖（單位:m）Fig.1 Cross section map of Waduan village landslide engineering geologic

2 滑坡的特征及產生原因分析

2.1 滑坡的特征

挖斷村滑坡區域內共發育有4個滑坡:挖斷村古滑坡、鄉村公路上部的老滑坡，發育在低洼地形上的淺表層滑坡，以及公路開挖形成的挖斷村新生滑坡。

2.1.1 挖斷村古滑坡

挖斷村古滑坡體范圍較大，為特大型超深層基巖古滑坡，從地形上分析挖斷村所在的坡體及其前部的奉節中學部分區域均在古滑坡范圍內，分布區域以兩側的沖溝為界。新建奉云高速公路從古滑坡體中后部通過。

古滑坡體物質由上部的泥灰巖和下伏的泥巖兩部分組成。由于該滑坡的滑移過程并非快速滑動，屬于緩慢的重力式滑移，滑體在滑動過程中受外力作用巖體均在不同程度上發生了彎曲變形，因此滑體內泥灰巖巖層產狀變化較大，局部地段甚至不連續。

2.1.2 鄉村公路上部的老滑坡

老滑坡位于兩山梁之間的圈椅狀洼地內，斜坡坡度較周圍正常山坡緩，為典型的老滑坡地貌形態，整體形態呈簸箕狀，與高速公路斜交。坡體物質主要由碎、塊石組成，成分為強風化泥灰巖和泥巖。由于該滑坡滑動距離較遠，滑帶特征明顯?；瑤Э梢娒黠@擠壓揉搓跡象，局部碎塊石含量較高處可見滑坡滑動形成的擦痕。

由于老滑坡前部高速公路的開挖卸荷出現變形跡象，但后緣及兩側界無明顯變形跡象，整體處于穩定狀態，且老滑坡剪出口距離高速公路較遠，對公路應無直接威脅。

2.1.3 淺表層滑坡

挖斷村淺表層滑坡平面形態呈長舌形，與公路大角度斜交。因連續降雨，在滑坡后形成了很大的裂縫?；伦笥覀冉鐬槠麦w上凹形地的兩側界，前緣剪出口位于高程360 m附近，高速公路從滑坡前緣通過。該滑坡滑體主要由4～9 m厚的殘坡積亞黏土組成，碎石含量較高，約30% ～40%，屬中型碎石土滑坡?；瑤梁枯^高，工程地質條件較差。

2.1.4 挖斷村新生滑坡

1）滑坡的形態特征

挖斷村新生滑坡對應奉云高速公路里程為RK85+930～RK86+170，發育在一小山脊上，地形較為平緩，滑坡平面形態呈舌形，沿路線方向寬240 m，垂直路線長280 m，高程介于326～426 m之間，前后緣垂直高差100 m，與高速公路垂直?；掠覀纫约盎麦w內各發育有一沖溝，右側沖溝較大，切割較深，伴有季節性流水。滑坡前方高速公路外側為奉節中學。高速公路在該段以NW43°的走向由挖斷村與奉節中學之間穿過，為深挖方路段，挖方最大高度37m。

由于挖斷村新生滑坡發育在古滑坡上，滑動面下部巖體仍較為破碎，如若不加以治理繼續開挖滑坡的剪出口也將進一步向深部發展沿開挖最低處發生滑動。

2）滑坡的結構特征

挖斷村坡體結構比較復雜，滑體為特大型滑坡。滑坡體物質主要為古滑坡堆積物，成分為強風化泥巖、泥灰巖。該滑坡主要由工程開挖引起，為工程誘發滑坡。

挖斷村滑坡以坡體內沖溝為界可在橫向上將滑坡劃分為東西兩部分。東部滑塊為被動滑塊，滑體成分主要為古滑坡堆積物，高速公路從此處通過僅對前緣進行了少量的開挖。在邊坡開挖前該段坡體完全處于穩定狀態，開挖后受西部滑塊的牽引出現變形。該滑塊滑床為強～弱風化泥巖，巖體較完整;西部滑塊雖然為主動滑塊，但各斷面變形速度也有較大的差異。該滑塊中上部滑床主要由強～弱風化泥巖組成，前緣滑床物質為古滑坡堆積物巖性為強風化的泥灰巖，巖質較為破碎。

2.2 滑坡的形成原因分析

2.2.1 地層巖性是滑坡形成的根本條件

挖斷村所在坡體為古滑坡堆積體，古滑體厚度極大，雖古滑坡的滑動過程為緩慢的重力式滑移，但由于巖體受古滑坡滑動的影響，一方面因在較大范圍內發生了強烈的松動變形，另一方面巖體松動變形后加劇了巖體與外界的水份和空氣的交換，風化呈“滲入性”特征，即巖體在較大范圍內以相互接近的程度同時受到風化，表層風化殼對下部的屏蔽能力非常差，因此形成了巨大的“酥”“松”帶，進而使巖石強度和結構強度均顯著的降低，故在工程開挖作用下極易發生整體的滑動［3］。

2.2.2 工程活動是滑坡形成的主要原因

工程活動對邊坡穩定性的影響主要表現為兩個方面:一方面路塹施工開挖邊坡，形成長200 m，高幾十米的高陡邊坡，使坡體失去支撐，同時坡體向臨空面卸荷進行應力調整，促使坡體向臨空面變形松弛，使坡體穩定性降低;另一方面，施工過程中使用炸藥進行爆破，爆破引起的震動作用使坡體變得更加松散，從而有利于地表水的下滲和第四系孔隙水對滑體的補給，增大坡體的下滑力［4］。

2.2.3 地下水的影響

滑坡后部山體匯水面積巨大，坡體內地下水沿坡體內地下水通道向邊坡兩側沖溝內徑流，由于高速公路施工開挖改變了原有的地下水徑流通道，使地下水向開挖邊坡徑流，使之在隔水層處聚集、蔓延并軟化浸潤，降低其抗剪強度，形成了滑動面。

2.2.4 連續降雨的影響

該滑坡區域常遭遇連續降雨，降雨入滲致使滑體重度增加，并軟化了滑帶，加劇了該滑坡的變形;

再有前部挖斷村新生滑坡發生滑動，將誘發老滑坡復活。

3 方案考慮

由于該滑坡性質復雜，外擾因素多，對滑坡的認識盡依據鉆孔及調查資料是很難準確把握的，所以只有隨工程實施過程所揭露的地質情況及深孔位移、地表位移檢測情況做進一步的分析和認識，因此對于大型滑坡的治理工程進行分期實施是必要的。

根據上述該滑坡的結構特征和形成原因分析，該滑坡為一大型老滑坡，它的變形主要是由于滑坡前部路基挖方部分挖除滑坡抗滑段，引起滑坡局部復活變形。該滑坡體積大，推力較大，滑體破碎?？够尾灰怂⒎?，而后部坡體為另一級老滑坡體，刷方易引起后部老滑坡體復活變形，即該滑坡不具備刷方減載條件，因此考慮強支擋方案，治理措施以抗滑樁為主，即為第一期工程。在一期工程實施完成后，如果滑坡變形在前部開挖后趨于穩定，則可不實施二期工程，假如變形未趨于穩定，或在暴雨等不利情況下變形仍在發展，一排抗滑樁難以抵擋巨大的滑坡推力時，可考慮采用兩排抗滑樁進行支擋，即為第二期工程。

由于該滑坡滑體大，治理費用高，考慮將工程措施分期實施也是合理的。

4 治理工程措施［5］

4.1 邊坡坡率調整

共設置4級邊坡，其中，一二級邊坡坡率均為1∶1，三級邊坡坡率為 1∶1.25，四級邊坡坡率 1∶1.5，一級坡高為8 m，二三四級坡高為10 m，一二三級平臺寬均為2 m。

4.2 抗滑樁［6－7］

為抵擋滑坡推力，在滑體上部及下部各設置一排抗滑樁，其中下排樁布置于二級平臺，后排樁布置于距右線中線約166 m處的坡面上，樁間距垂直于滑動方向中～中均為6 m，抗滑樁均采用鋼筋混凝土現場澆筑。

4.3 錨桿框架［6］

為防止坡面風化剝落，在一級邊坡設置三排錨桿，沿坡面走向間距3.0 m，垂直距離3.0 m，框架內植草綠化。在二三級邊坡設置4排錨桿，沿坡面走向間距3.0 m，垂直距離3.0 m;錨桿端部設置Ⅱ型錨桿框架，框架內植草綠化。

4.4 仰斜排水孔

為排出滑坡體中的水，在一級邊坡坡腳位置設置一排仰斜排水孔，仰斜排水孔的位置應根據施工時邊坡出水情況現場確定。

4.5 截排水溝

為防止上部山坡表水進入滑坡體，于滑坡周界外側各設置一道截排水溝，將水排入路基側溝。由于滑坡周界外側水溝穿越滑坡后部鄉間公路，因此在水溝穿越公路的位置埋設混凝土涵管。

4.6 附屬工程

在坡體各級坡面及錨桿框架內均進行植草綠化;追蹤坡面所有裂縫，待裂縫開挖后用黏土夯填密實;為防止地表水下滲至坡體，一三級平臺采用厚30 cm的M10漿砌片石進行鋪砌等。

治理施工完后的情況見圖2。

圖2 挖斷村滑坡治理施工完后的效果布置圖（單位:m）Fig.2 The effect layout map of Waduan village landslide after constructing management

5 結論與建議

高等級公路的發展在國民經濟中占有重要地位，而邊坡的穩定是保證其正常使用的前提。針對挖斷村滑坡，從滑坡工程地質、水文條件入手，總結和分析出滑坡形成的滑坡特征和成因機理，綜合考慮施工安全、環保要求因素的特點，以及滑坡治理的安全性、經濟性、合理性，對類似滑坡的勘察和施工治理工作起到借鑒作用［8］。

通過以上幾個方面的分析，對該滑坡的治理有以下結論和建議:

1）挖斷村滑坡的形成主要是由于施工開挖引起的誘發滑坡，滑坡變形速度會隨暴雨的沖刷和滲透而加快，穩定性將進一步的降低，所以對其滑坡實施緊急處治是必要和必需的。

2）采用抗滑樁進行分期防護，不至過大面積的影響原古滑坡體，對治理后該滑坡的長期穩定提供基礎和保證。

3）采用“分期實施”的治理措施理念，即進行一期工程的同時對滑坡進行變形觀測，視檢測結果決定二期的治理工作，這樣可提高施工效率和降低工程造價。

4）開挖面積大，運輸和挖除土方量大，對環境影響較大，在施工過程中應加強對環境的恢復和保護［9］。

5）對地下水相對豐富的滑坡地段布設仰斜排水孔，合理設置排、截水設施，完善排水系統;為村民生活污水設置排水溝;將大氣降水引流至坡體兩側溝谷內。

6）一期治理工程結束后，為驗證其滑坡穩定性及實施效果，并為二期治理工程的實施與否提供檢測成果依據，應繼續對深部位移測斜孔及地表位移觀測點進行檢測。

［1］ 中鐵西北科學研究院有限公司.奉節—云陽高速公路挖斷村滑坡治理工程設計說明［R］.蘭州:中鐵西北科學研究院有限公司，2008.

［2］ 徐邦棟.滑坡分析與防治［M］.北京:中國鐵道出版社，2001.

［3］ 鐘寧.以退為進治理武合路白鹿山隧道洞口滑坡病害［J］.重慶交通大學學報:自然科學版，2007，26（1）:44-47.

［4］ 胡鑫.蘭渝鐵路渭源車站滑坡穩定性分析及治理［J］.甘肅科技縱橫，2009，38（1）:164-165.

［5］ 朱超.淮南市新謝隔堤滑坡成因分析及治理措施［J］.江淮水利科技，2009（1）:22-24.

［6］ 郭春陽.抗滑樁與錨索在滑坡治理中的應用及比較［J］.北方交通，2009（1）:128-131.

［7］ 李海光.新型支擋結構設計與工程實例［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［8］ 張鴻，方華，尚愛國.北晨亭隧道洞口山體滑坡綜合治理及效果評價［J］.華東公路，2008（6）:67-71.

［9］ 郭偉.對高速公路滑坡治理的思考［J］.產業與科技論壇，2008，12（7）:132-133.

Causes Analysis and Control Measures of Waduan Village Landslide on Feng-Yun Expressway in Chongqing

WANG Hong1，ZHONG Ning2，WANG Zhi-chao3
（1.School of Civil Engineering ＆ Architecture，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China;
2.Chongqing Expressway Development Co.Ltd，Chongqing 400042，China;
3.First Engineering Department of People’s Armed Police Traffic Agency，Chongqing 400016，China）

With the rapid development of western highway construction in recent years，the disasters frequently occur along the roads.It is necessary to study the disasters and implement corresponding control measures.According to the analysis on engineering geological and hydrological conditions，geological structures and landslide characteristics of Waduan village landslide on the expressway from Yunyang to Fengjie in Chongqing，the formation mechanism of the landslide is summarized.Finally，the cause analysis of the landslide is carried out，and the prevention plan and treatment measures are proposed to provide reference for the renovation of expressway landslide in the future.

landslide;formation mechanism;cause analysis;control measures

U417.1+1

A

1674-0696（2010）01-0085-05

2009-09-21;

2009-10-14

王 宏（1985-），男，甘肅隴西人，碩士研究生，主要研究方向:橋梁結構動力、穩定性及空間非線性分析。E-mail:whxilin@163.com。