鷹廈線K249+200～+450滑坡勘探及整治分析

張 俊

(中鐵上海設計院集團有限公司南昌院，江西南昌 330002)

1 工程概況

滑坡位于鷹廈鐵路K249+325處，縱長250 m，橫向寬度50～80 m，相對最大高差約50 m，滑坡面系修建鐵路人工開挖，坡度較陡，約45°，后緣坡度較緩，坡度約30°(見圖1)。此段塹坡2005年曾整治，在塹坡坡腳處4 m采用漿砌片石護坡，上部4 m采用框架錨桿錨固。2010年4至6月此處多次發生特大暴雨，發生了滑坡病害:天溝下邊緣出現裂縫、錯落，坡腳處側溝已經變形，部分蓋板已經隆起，錨桿帽變形，目前塹坡處于暫時平衡階段。

圖1 滑坡工程平面

2 自然地理

該工點位于丘陵坡腳，左側為山體，右臨富屯溪，塹坡高20～30 m，塹上丘坡高度大于80 m。植被發育，有沖溝分布。

該區屬于中亞熱帶山地氣候，四季分明，冬天嚴寒，夏天酷熱，雨量充沛，溫暖濕潤，植被茂盛，無霜期長。受臺風影響，常年平均氣溫17.9～21.2℃，極端最高氣溫43.2℃，極端最低氣溫 －10.3℃，無霜期247～339 d。年平均降雨量1 430～2 032 mm，年最大降雨量2 783.5 mm，最小降雨量875 mm，每年4～9月為雨季，10月到第二年3月為旱季。

3 勘察工作部署

3.1 勘察目的

勘察范圍位于鷹廈鐵路K249+200～+450處，前緣到河邊，后緣至滑坡頂部陡坎。

采用工程地質測繪、鉆探、鉆孔測斜及室內巖土試驗等綜合勘察手段和方法，查明滑坡的地質環境條件，地質災害的分布、破壞模式、穩定性及發展趨勢。根據其危害性和威脅對象，提出切實可行的防治措施，為地質災害治理設計提供相關依據和參數。

3.2 勘察工作布置原則

查明滑坡的土體厚度以及與下部巖層的接觸關系及相關的工程地質條件、水文地質條件，對滑坡的穩定性、變形破壞的發展趨勢做出評價，提供驗算邊坡穩定性、治理設計所需的相關計算參數。

結合場地的地形、地貌條件和邊坡目前的變形范圍，沿各滑坡主滑方向布置3～5條勘探線，每條勘探線布孔2～3個，預計10～14個鉆孔，探井槽若干個，在勘察期間可根據情況適當增減。勘探孔間距不大于50 m，勘探孔的深度應穿過最深潛在滑動面進入穩定巖土層不小于3 m，并應進入支擋結構基底下不小于3 m。

4 滑坡工程地質條件

4.1 地層巖性

該區基巖由元古界麻源群變質巖組成，上覆第四系殘坡積層，地層由新到老分述如下。

(1)第四系殘積土(Qdel):主要為粉質黏土，褐紅色、褐黃色，一般為硬塑狀，遇水易軟化，軟化后呈軟塑狀，局部含風化巖屑，厚3.0～6.0 m。

(2)云母石英片巖(Pt):灰黃色，全風化，夾風化碎屑，厚3.1～20.7 m。

(3)云母石英片巖(Pt):灰黃、灰綠色，強風化，變晶結構，片狀構造，礦物成分以云母、石英為主，厚3.3～24.0 m。

(4)云母石英片巖(Pt):灰黃、灰綠色，弱風化，變晶結構，片狀構造，礦物成分以云母、石英為主，局部分布石英脈，厚度大于20.0 m。

4.2 滑坡巖土物理力學性質

勘查期間在鉆孔采取滑體土樣進行室內試驗，其主要參數統計分析見表1，設計參數建議值推薦見表2。

根據試驗數據統計分析，天然C值取值范圍為3～90 kPa，φ值取值范圍為17°～31°。值得說明的是，抗剪強度指標統計中內聚力的數值離散性大，可能是由于該滑坡滑帶厚度較薄且黏土和角礫比例變化較大造成的。

表2 設計參數建議值推薦

5 水文地質

該區地表沖溝發育，地表水多以片流的形式向沖溝匯集，沿沖溝流入富屯溪，流量受季節影響變化較大，尤以臺風影響最大，每年5月至9月為臺風季節，經常帶來大暴雨，大量雨水滲入地下。

孔隙潛水主要賦存于上部第四系殘積、坡積層黏土，粉質黏土及全風化云母片巖層中。在坡殘積土中，呈多層和透鏡體分布，具上層滯水性質，含水條件不穩定。地下水位變化幅度大，主要受大氣降水補給。基巖裂隙水主要賦存于基巖構造裂隙、層間裂隙和風化裂隙中，一般水量較小，只在構造破碎帶及巖層節理裂隙發育部位才稍豐富，主要靠河流側向滲流補給及排泄。

DK249+210左側30 m處有泉眼，水量較小。據調查在富屯溪岸邊有兩處泉眼，常年有水(現被河水淹沒)。

6 滑坡形成的原因

6.1 水的作用

本區屬亞熱帶性氣候，水量充沛，受臺風影響，暴雨多發。2010年4月至6月，因臺風影響，鷹廈鐵路沿線連續普降大雨，大量雨水沿坡面灌滲，地面裂隙的出現增加了地表水的下滲。土體因吸水飽和形成軟化帶，加大了巖土體的重量，土體抗剪強度急劇降低，再加上土體內地下水滲流增加了路塹邊坡土體下滑力，對滑坡的形成起到主要作用。

6.2 人為活動

本段路塹是當年修建鷹廈鐵路時開挖而來，形成長達250 m，高20～50 m的高邊坡，支擋滯后，形成一個臨空離散面，破壞了自然山坡的平衡。

線路左側為低山丘陵，右側緊鄰富屯溪，由于建有洋口水電站，常年蓄水放水，水位落差高達7～10 m，庫水位漲落，沖擊侵蝕坡腳巖土層，加速巖體風化，促使巖土層軟化，引起岸坡變形;由于水位迅速下降，邊坡土體內的水不能迅速消散，產生動水壓力，加大邊坡的不穩定性。

6.3 巖土工程性質差

山坡上覆殘坡積粉質黏土，結構松散，孔隙大，易于地表水的下滲，加之下部全風化云母片巖結構破碎，風化的云母、絹云母礦物遇水后呈滑膩狀，降低了巖土之間的結合力。巖體中分布有石英巖脈，風化后呈石英角礫層存在于巖體中，這種角礫雖厚度不大(一般不大于1 m)，但匯集坡面滲入的水體，使巖土軟化也可形成軟弱滑動面。

綜上所述:連續的強降雨及人工開挖，支擋措施不利，使山坡失去平衡是產生滑坡的主要因素，該滑坡為典型的工程滑坡。

7 滑坡穩定分析與計算

根據滑坡的代表性主滑動面進行穩定性檢算，采用分塊折線法進行計算。將滑塊分成4塊，設每塊寬1 m(如圖2所示)。

圖2 代表性主滑動面

滑坡穩定系數KS由下式計算

式中 i——計算段順序代號，設為1至n段;

Ni——計算段法向分力/kN;

Ti——計算段的切向分力/kN;

Wi——計算段滑體重力/kN;

θi——計算段滑面傾角/(°);

fi——計算段滑帶土的摩擦系數，fi=tan φi，φi為計算段滑帶土的內摩擦角/(°);

ci——計算滑動帶土的黏滯力/kPa;

Li——計算段滑面的長度/m。

計算結果如表3所示。

表3 滑體分塊穩定性計算

計算結果KS=0.99，與病害處于暫時平衡階段的定性評價相符。

8 滑坡整治措施

根據病害性質、病害顯露后的發展情況以及穩定性分析結論，為避免病害發展對鐵路形成威脅，必須采取工程措施對病害進行整治。按病害性質及滑體形態分析，采用挖方減載及抗滑樁錨固是比較好的方案，但挖方減載存在以下不利因素:

①滑坡體上部山坡較高，減載工程量過大。

②病害區植被茂密，削坡必然造成大面積山體植被破壞，恢復植被及其困難，易造成水土流失及泥石流等危害。

③堆放挖方需要占用林地，破壞環境。

④減載時效性差，病害繼續發展就會引起線路中斷，難以達到根治的目的。

綜上所述，根據地質結構，考慮到各方的因素，本著“一次根治、不留后患”的原則，采取抗滑樁、錨桿框架梁，結合排水的綜合整治方案。

9 監測結論

為驗證整治成效，在BDK12勘探孔內設置測斜儀進行邊坡監測。

(1)邊坡在觀測期間變形較小，說明其目前處于穩定狀態。

(2)12號測孔在距孔口約10 m處變形變化較大，說明此處存在一軟弱結構面，與地質勘探結果吻合。

(3)此處邊坡若發生滑坡，滑坡深度大約在10 m以內。

(4)抗滑樁施工后邊坡變形明顯趨于減小，說明抗滑樁已起到抗滑作用。

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