省道217線公路改建工程某滑坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)

楊佳立

（成都理工大學(xué) 地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610059）

1 工程概況

省道217線石渠至馬尼干弋段公路改建工程地質(zhì)詳細(xì)勘察過(guò)程中，該滑坡位于河流左岸,為斜坡表面發(fā)育崩坡積層，其地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型主要坡殘積土層滑塌（圖1）.

圖1 滑坡平面圖

研究該滑坡的成因機(jī)制及穩(wěn)定性對(duì)滑坡前緣公路通行的安全有重要意義.本文從滑坡的地形地貌入手，根據(jù)滑坡的地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及滑塌體的變形特征，通過(guò)地貌演化分析了滑坡的成因機(jī)制.并根據(jù)定性分析及畢肖普法進(jìn)行了穩(wěn)定性計(jì)算，做出穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)，以及給出初步的防治方案的建議.

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡的地貌特征

滑坡區(qū)所處地形區(qū)塊位于川西丘狀高原中部，處于高山峽谷地貌與丘狀高原地貌過(guò)渡中，屬橫斷山系沙魯里山北段分支，金沙江河谷地帶.區(qū)內(nèi)河流較寬平，山體總體上順地層走向呈NE向SW向延展，在傾向方向上形成“兩山夾一谷”的地形特征，由于區(qū)內(nèi)構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，巖層陡傾，山峰陡立，河谷深切，河流兩岸谷坡坡腳地帶主要以崩坡積、殘坡積粗粒土主，大塊石夾細(xì)粒土，由于山體坡度較大，一般自然坡度30～50，斜坡固土能力極差，土體往往在山體半坡或坡腳地帶堆積，形成相對(duì)緩坡.

滑坡區(qū)位于玉曲右岸斜坡上，前緣距玉曲河河床約80m.場(chǎng)地內(nèi)玉曲河由NW至SE向流滑坡前緣，河道較順直，河床寬約3-10m，出露沖洪積卵、礫石層.

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

勘察區(qū)位于仁龍、娘布柯至托基一線，軸向北西西，延伸120km，其西頭北側(cè)被老欽～馬尼斷層阻截，中部和東頭南側(cè)被俄支～竹慶斷裂切割，在俄西柯～海子山口部分被第四系掩蓋.主要發(fā)育有日西斷層和窩公鄉(xiāng)斷層.場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s.

2.2 地層巖性

場(chǎng)區(qū)內(nèi)主要地層為新生界第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）、滑坡堆積層（Q4del）、崩坡積層（Q4c+dl）、坡殘積層（Q4dl+el）、三疊系上統(tǒng)曲嘎寺組下段（T3q1）.滑坡體主要由第四系殘坡積土組成.

2.3 滑坡堆積體特征及其變形狀況

以巖形成的脊梁為邊，該滑坡前緣高程4319m，后緣高程4373m，寬約30m，地形坡度12～18°的外傾斜坡，平面形態(tài)表現(xiàn)出明顯的圈椅狀圓弧扇形地貌，剖面上表現(xiàn)為凹槽狀.滑面成弧形縱向長(zhǎng)約200～220m，橫向?qū)捈s130～150m，鉆探揭示滑體厚度5～11m，平均厚度約9m，約16萬(wàn)方.整個(gè)滑坡平面形態(tài)呈鐘狀或塔狀.該滑坡為一土質(zhì)滑坡，依據(jù)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范JTJ064-98》，規(guī)模屬中型.

該滑坡體發(fā)生局部變形破壞，主要表現(xiàn)在滑坡體前緣的牽引引起中后緣拉裂，中部出現(xiàn)拉裂縫，后緣下錯(cuò)形成錯(cuò)臺(tái)并在后緣處形成比較貫通的拉裂縫，錯(cuò)臺(tái)高約5～20m左右，形成圈椅狀地形.滑坡體內(nèi)發(fā)育多條小沖溝.滑坡體中后部坡面上可見(jiàn)流水滲出.

3 滑坡形成機(jī)制分析

場(chǎng)地內(nèi)巖層產(chǎn)狀為150°∠25～55°，巖層傾向與斜坡坡向大致相同，巖層傾角與斜坡自然坡度基本一致，為順層坡.場(chǎng)地出露地層為三疊系上統(tǒng)曲嘎寺組下段，其中滑體物質(zhì)以殘坡積的碎石土、塊石土為主，而下伏穩(wěn)定基巖則以火山角礫巖為主，該滑坡位于陡傾斜坡地段，巖體受構(gòu)造影響較為破碎，加之工程區(qū)晝夜溫差大，并存在季節(jié)性反復(fù)凍融，巖體的物理風(fēng)化十分強(qiáng)烈，在斜坡上堆積了深厚的坡殘積碎石土層.在天降暴雨或連續(xù)降雨時(shí)，地表水沿土體孔隙下滲至基巖界面，并沿該界面向河谷徑流排泄，使巖土界面處土體軟化，土體內(nèi)聚力、抗剪強(qiáng)度降低，抗滑力減小，土體飽水后容重增大，增大了下滑力，此消彼長(zhǎng)，從而邊坡土體沿陡傾基覆界面蠕動(dòng)變形，形成滑坡.當(dāng)坡腳土體蠕動(dòng)之后，滑坡后緣的土體在前緣土體的牽引下逐級(jí)失穩(wěn)，從而形成了次一級(jí)滑坡.因此，該滑坡為坡殘積土層沿基覆界面蠕動(dòng)形成的牽引式滑坡.

4 滑坡堆積體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)

4.1 穩(wěn)定性定性分析

經(jīng)本次實(shí)地調(diào)查，該滑坡坡體內(nèi)現(xiàn)今未有新的拉裂變形現(xiàn)象產(chǎn)生，原滑體失穩(wěn)后形成的滑坡階坎地貌完整保留，失穩(wěn)形成的舊拉裂縫已多為土體掩蓋填充.滑體前緣剪出帶附近見(jiàn)土體較潮濕，且隨著融雪水量的增大，土體潮濕度明顯增加，見(jiàn)土體有明顯的向外推移、鼓隆、滑坡泉等現(xiàn)象，目前特征表明，深部滑動(dòng)面以上土體在自然狀態(tài)下變形明顯，暫處于緩慢蠕滑狀態(tài)（極限平衡狀態(tài)）.

滑坡區(qū)下覆基巖為灰綠色變基性火山角礫巖、集塊巖、凝灰?guī)r及熔巖為主夾結(jié)晶灰?guī)r、灰黑色板巖及變質(zhì)砂巖，受地質(zhì)構(gòu)造、風(fēng)化影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，基巖面坡度陡傾，巖層傾向NNE，與坡向一致，順外傾結(jié)構(gòu)面形成似順向坡不利組合，以較小角度傾向坡外，對(duì)坡體穩(wěn)定不利.

滑坡區(qū)多年平均降雨量1000mm，多集中在4月～10月，地面坡度較陡，降水排泄快.地面眾多裂縫的形成加快了地表水的入滲，并在滑帶土處富集，降低了土體的抗滑能力，特別是軟弱夾層的抗剪強(qiáng)度，增加了坡體土向下滑動(dòng)形成滑坡的可能.

經(jīng)鉆孔勘察證實(shí)，滑坡內(nèi)地下水水位均處于滑床基巖內(nèi)，在天然狀態(tài)下，由于地下水的匱乏以及埋深層位所限，滑體內(nèi)地下水對(duì)滑帶土的侵潤(rùn)軟化現(xiàn)象較弱，對(duì)斜坡的穩(wěn)定有利，在一定程度上保證了坡體的穩(wěn)定性，是滑坡總體處于臨界平衡狀態(tài)的重要因素.

將中國(guó)石油安全等級(jí)劃分為5個(gè)灰類(lèi)，分別為:A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)、D級(jí)、E級(jí)，代表的安全程度分別為:安全，較安全，一般，較危險(xiǎn)，危險(xiǎn)。各指標(biāo)分類(lèi)的劃分如表2。

綜上所述，本次勘察認(rèn)為，潛在失穩(wěn)界面為碎石土和塊石土堆積體內(nèi)部，一旦下雨，降落雨水在巖土界面富集，順向坡特征、陡傾坡型、滑帶土飽和軟化均對(duì)斜坡穩(wěn)定極為不利，有較大的可能發(fā)生一次性整體失穩(wěn).

4.2 穩(wěn)定性定量計(jì)算

通過(guò)地質(zhì)調(diào)查、勘查和分析表明，瓦斯寨滑坡潛在滑面基本沿著基覆界面，局部沿著堆積層內(nèi)部粉土夾層滑動(dòng)，滑帶呈折線形，故采用折線型滑動(dòng)面計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算.

根據(jù)對(duì)勘察資料整理及分析，確定1－1’剖面為滑坡穩(wěn)定性分析模型.如下圖2.

根據(jù)滑坡可能遭遇最不利工況，選取自重（工況Ⅰ）、自重+暴雨（工況Ⅱ考慮地下水）、自重+地震（工況Ⅲ考慮地下水）三種工況來(lái)計(jì)算.其中飽和工況為設(shè)計(jì)工況，地震工況為校核工況.抗震設(shè)防基本烈度為Ⅷ度，地震動(dòng)峰值加速度為0.05g.

圖2 計(jì)算坡面1-1’圖

計(jì)算參數(shù)根據(jù)試驗(yàn)資料與類(lèi)似地區(qū)經(jīng)驗(yàn)值等綜合取得.該滑體物質(zhì)為塊石土充填；滑帶為粉質(zhì)粘土，含水量較高，呈軟塑狀；滑床主要為火山角礫巖（表 1）.

表1 滑坡潛在滑動(dòng)帶穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)取值表

采用傳遞系數(shù)法對(duì)潛在滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行定量 分析，其計(jì)算結(jié)果如表2

表2 穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算結(jié)果

4.3 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

在暴雨、地震工況下，該滑坡滑體有失穩(wěn)的可能，一旦失穩(wěn)，其滑土可能擠占國(guó)道并沖入河床，對(duì)該地區(qū)交通及人民生命安全造成威脅.

4.4 滑坡變形發(fā)展趨勢(shì)

路線在該滑坡中部，以半填半挖的路基及半幅橋的形式通過(guò)，路基右塹坡最大開(kāi)挖深度大于2m.由此可見(jiàn)，由于右塹坡路基開(kāi)挖，必將導(dǎo)致該滑坡在右塹坡坡腳再次形成臨空面，易誘發(fā)右塹坡以上滑坡體局部，乃至整體復(fù)活；同時(shí)，路線左側(cè)以半幅橋或填方路基的形式通過(guò)，必將對(duì)滑坡體中部加載，亦對(duì)滑坡體穩(wěn)定不利.綜上所述，擬建路基都將對(duì)該滑坡的穩(wěn)定不利，有可能導(dǎo)致其部分復(fù)活或整體失穩(wěn)，為保證擬建公路的穩(wěn)定及建成后的安全運(yùn)營(yíng)，建議必須先對(duì)該滑坡進(jìn)行抗滑處治，在提高其安全儲(chǔ)備的前提下才能修筑路基.

5 治理方案選擇

鑒于以上分析，對(duì)該滑坡的處治建議如下：

（1）在路線塹坡坡腳處及路線右側(cè)滑坡剪出口（Ⅱ區(qū)）附近各設(shè)置抗滑樁或錨索抗滑樁，提高該滑坡的安全儲(chǔ)備；

（2）完善滑坡體上截排水設(shè)施，防止雨季坡表水再次進(jìn)入滑體內(nèi)，降低滑動(dòng)面或潛在滑動(dòng)面的抗剪強(qiáng)度；

（3）在玉曲河右岸設(shè)置護(hù)岸，防止洪水對(duì)斜坡前緣的沖刷作用.

（4）建議在施工及運(yùn)營(yíng)期間，應(yīng)設(shè)置長(zhǎng)期觀測(cè)點(diǎn)，對(duì)該滑坡實(shí)施動(dòng)態(tài)施工，一旦發(fā)現(xiàn)變形位移跡象，及時(shí)采取防治措施.

6 結(jié)論

該滑坡為一堆積體滑坡，整個(gè)滑坡平面形態(tài)呈鐘狀或塔狀，滑體出露為滑動(dòng)變形的粉質(zhì)粘土、卵石與細(xì)砂，下伏穩(wěn)定基巖為三疊系上統(tǒng)曲嘎寺組下段（T3q1）.

該滑坡滑床為塊碎石土層，在天然狀況下，由于裂隙發(fā)育，地下水水量較小時(shí)，在巖土界面附近不利于水體富集，滑坡基本穩(wěn)定；在暴雨工況時(shí)，巖土界面附近的粉質(zhì)粘土層受雨水軟化，充填了下伏基巖裂隙，巖土界面上的土體透水，巖土界面處基巖裂隙被填充而處于相對(duì)隔水狀態(tài)，地下水即在該界面處富集徑流，使滑體蠕滑變形，直至最終失穩(wěn)，暴雨工況對(duì)滑坡最為不利，在雨季，該滑坡失穩(wěn)可能性較大.

〔1〕DZ/T0218 2006滑坡防治工程勘查規(guī)范[S].

〔2〕DZ/T0219 2006滑坡治理工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范[S].

〔3〕張倬元，王士天，王蘭生.工程地質(zhì)分析原理（第二版）[M].北京：地質(zhì)出版社,2009.282-297.

〔4〕徐邦棟.滑坡分析與防治[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2001.699-708.

〔5〕公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范JTJ064-98[S].