G85麻柳灣至昭通段K1～K2滑坡穩定分析及選線建議

王 耀

(安徽省交通規劃設計研究院有限公司，安徽合肥 230000)

G85麻柳灣至昭通段是國家高速公路網規劃中南北縱線重慶—昆明中的一段，是我國高速公路主骨架的重要組成部分。沿線通過地貌單元多樣，地質情況較為復雜，不良地質發育。K1+980～K2+560左15 m～60 m存在一大型中層崩塌堆積體滑坡，該滑坡的穩定性對選線及日后公路運營有著重要意義。本文重點闡述對滑坡體穩定性分析及對選線的建議。

1 工程概況

該滑坡位于云南省昭通市大關縣翠華鎮田元村境內，于1997年發生整體下滑，滑坡后壁近50°～65°，滑坡臺地下挫5 m～15 m，最大達60 m，側壁下挫5 m左右。該滑坡長220 m～370 m，寬約460 m，厚13.2 m～33.0 m，體積約為3187 800 m3，根據《滑坡防治工程勘察規范》屬大型中層崩塌堆積體滑坡。滑坡主滑方向為西北，滑坡體為崩積坡積碎石土。滑坡體上部及前緣較緩約為15°～19°，近后緣及中下部較陡處可達42°。滑坡體上見多處臺階及人工切坡陡坎，多處切坡已發生小型滑塌(見圖1，圖2)，線路以橋梁形式從大關河西側通過，滑坡體前緣緊接大關河東側。滑坡體前緣距線路最短距離約25 m。

圖1 滑坡全貌

圖2 小型滑塌體

2 滑坡工程地質特征

1)滑坡地層巖性。滑坡體前緣位于大關河東側，大關河河床主要為漂石土和卵石土，呈灰白色、淺灰色、深灰色，中密～密實，卵石土粒徑一般在2.0 cm～8.0 cm，成分主要為砂巖、泥灰巖，多呈次圓狀，空隙砂充填;漂石土粒徑一般在20 cm～80 cm，成分主要為砂巖、泥灰巖，多呈次圓狀，空隙卵石、砂質和少量泥質充填;滑坡體地表覆蓋層主要為崩坡積(Qcol+dl)碎石土。碎石土呈灰黃色、褐黃色、深灰色，上部稍密～中密，下部中密～密實，塊徑大于2 cm含量約為60%～80%，塊徑一般在2 cm～8 cm，最大可達15.0 cm，成分主要為砂巖和泥灰巖，空隙被少量角礫、砂和細粒土充填;下伏基巖為志留系下統龍馬溪組(S1l)泥灰巖，灰色、灰黑色，巖性較硬，節理裂隙發育;滑坡后緣為碎石土，局部為泥灰巖。

2)滑坡體水文地質特征。滑坡區為強烈切割的山岳地形。水系發育為山區峽谷河流，屬金沙江水系，滑坡區地表水體為大關河，由滑坡前緣經過，河水水量受大氣降水控制，季節性變化明顯。區內地下水類型為潛水型，地下水位埋深在0.60 m～11.50 m之間。地質調繪發現滑坡體主要受大氣降雨補給，以泉水形式從滑坡體前緣外泄。

3)滑坡體地質構造特征。滑坡體區域構造位置位于“川滇經向構造帶”的北段東沿與“華夏系”構造的交接部位，南北向構造、北東向構造最為明顯，發育有一系列褶皺和斷裂。

3 滑坡穩定性分析

1)滑動面確定。滑坡體于1997年發生滑動，距今已有十多年之久，現確定原滑動面具體位置難度較大。本次通過調繪、鉆探和綜合物探方法分析判定滑坡體主要沿相對軟弱的薄層角礫土及角礫、粘性土含量較高的碎石土層底部滑動。

2)計算模型選取。根據滑坡體特征，本次采用折線形滑面分析法進行滑坡穩定性計算。計算時對計算對象進行必要的簡化及假定，假定如下:a.假定滑床為標準折線形且單折線滑面的力學性能均一;b.按折線形狀及地面特征將滑坡劃分塊段，且各塊段內物理力學指標各向同性;c.滑坡按整體滑移考慮;d.暫不考慮地震力及動水壓力;e.剪出段(阻滑段)與牽引段按規則三角形、主滑段按規則四邊形簡化。

3)計算斷面選取。滑坡體位于碎石土巖堆范圍內，考慮到滑坡體一旦滑塌，牽引導致附近碎石土的連續性下滑，影響范圍巨大(滑坡范圍見圖3)，故依據鉆孔及物探孔料，對代表性滑坡剖面Ⅱ—Ⅱ'，Ⅲ—Ⅲ'進行穩定性計算，地層條件參考鉆探及物探數據資料，兩剖面滑坡穩定性計算示意圖分別見圖4，圖5。

圖3 滑坡范圍示意圖

圖4 Ⅱ—Ⅱ ′剖面滑坡穩定性計算示意圖（單位：m）

4)計算參數選取。本次穩定性計算中，因碎石土不均勻性，試驗難以準確確定巖堆相關參數，經反算并結合經驗參數及同濟大學水麻路實驗研究成果，滑坡區土層參數見表1。

圖5 Ⅲ—Ⅲ′剖面滑坡穩定性計算示意圖（單位：m）

表1 計算參數一覽表

5)穩定性計算。在雨季暴雨久雨期間，地下水是滑坡誘發、復活的重要因素。滑坡體主要以碎石為主，地表水體入滲進入滑體中，滑體土的容重增加，同時使滑體土的粘聚力減小，為了模擬滑體內各力系構成，考慮在強降雨久雨時地下水位位于地表以下1 m，滑體土飽水，而使滑體土容重增加至22.0 kN/m，對土體內c，φ值進行折減，滑動面本身c值按最不利的“0”值考慮，驗算滑坡的穩定性和剩余下滑推力。

根據GB 50021-2001巖土工程勘察規范第5.2.8條，對具有代表性的Ⅱ—Ⅱ'，Ⅲ—Ⅲ'兩條剖面進行天然狀態和飽水狀態下滑坡穩定性計算(見表2)。

表2 滑坡穩定系數及下滑推力計算結果

4 滑坡穩定性評價及對選線的影響

4.1 滑坡穩定性評價

根據《巖土工程勘察規范》，對于高速公路，邊坡穩定系數應大于1.30。滑坡體經計算表明天然狀態下，穩定性系數最小值為1.136，不滿足高速公路建設要求，需進行穩定性防治;下滑推力在天然狀態安全系數取1.30時，為472.2 kN/m;飽水狀態下，滑坡穩定性系數最小值為0.940，在暴雨、強震及人工擾動的影響下，易產生滑坡災害，再次滑動，將引起滑坡體附近的碎石土應力失衡，牽引導致老滑坡體碎石土將進一步滑塌。依據規范考慮地震力、暴雨的附加作用影響，安全系數折減取1.25時，計算剩余下滑推力最大值為3057.9 kN/m，下滑推力較大，為保證日后工程安全運營，應進行滑坡的穩定性治理。

4.2 選線影響

根據實際調查，滑坡體最近一次滑塌發生于1997年，滑坡體滑塌后，滑坡后壁近50°～65°，滑坡臺地下挫5 m～15 m，最大達60 m，側壁下挫5 m左右。下挫堆積體堵塞大關河，并未影響大關河對岸G40及G213的正常運營。此次設計該段高速公路以高架橋的形式通過，設計最小高程為657.64 m，高于目前運營G40和G213公路。因此，滑坡一旦復活，重新發生滑塌，滑塌體對設計的高速公路正常運營不會造成嚴重威脅，但少數橋墩位于大關河中，為保證橋梁安全運營，必須使滑坡體影響范圍內的全部橋墩移至大關河西岸河岸上，大關河中不能有橋墩存在，避免滑坡重新復活后滑坡體對橋梁安全運營造成影響。

5 結論與建議

1)經計算，天然狀態下穩定性系數最小值為1.136，天然狀態安全系數取1.30時，計算剩余下滑推力最大值為472.2 kN/m;飽水狀態下，滑坡穩定性系數最小值為0.940，考慮地震力、多年暴雨的附加作用影響，安全系數折減取1.25時，計算剩余下滑推力最大值為3057.9 kN/m，在暴雨、強震及人工擾動的影響下，易產生滑坡災害。若滑動將引起滑坡體附近的碎石土應力失衡，牽引導致老滑坡體碎石土將進一步滑塌，最嚴重時將產生長220 m～370 m，寬約460 m，厚13.2 m～33.0 m，體積約為3187 800 m3的老滑坡體再次發生大規模滑動，為保證工程安全運營，應進行滑坡的穩定性治理。

2)滑坡一旦復活，對高速公路的正常運營將產生一定影響，為了保證工程運營安全，必須使滑坡體影響范圍內的橋墩移至大關河西岸河岸上，大關河中不能有橋墩存在。

3)滑坡體后壁近50°～65°，滑坡臺地下挫5 m～15 m，最大達60 m，側壁下挫5 m左右，段長220 m～370 m，寬約460 m，厚13.2 m～33.0 m，體積約為3187 800 m3。根據《滑坡防治工程勘察規范》該滑坡體屬大型中層崩塌堆積體滑坡。

4)為防止滑坡體受河水沖刷影響滑坡體穩定，應對滑坡體前緣位于大關河段設置擋墻，減少大關河洪水對滑坡體沖刷，防止滑坡體復活。

［1］ JTG C20-2011，公路工程地質勘察規范［S］.

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