東風(fēng)亭滑坡災(zāi)害分析及分區(qū)分塊治理對(duì)策

■方炬洋

（福建省交通信息通信中心，福州 350001）

1 引言

上杭蛟洋至城關(guān)高速公路古石樞紐互通東風(fēng)亭滑坡（MK34+900～GK0+200 段左側(cè)邊坡）位于上杭縣東風(fēng)亭。因高速公路線路占用國(guó)道，國(guó)道改線從坡體一側(cè)通過(guò)（如圖1）。該邊坡原設(shè)計(jì)最大高度為50m，坡頂有一110kV 的高壓電塔。

邊坡開(kāi)挖后揭露地質(zhì)較差，地下水豐富。工程建設(shè)過(guò)程中，受多次持續(xù)降雨影響，邊坡發(fā)生滑坡變形。坡體變形后部分已施工完畢的錨固工程出現(xiàn)破壞，坡體中部巖體解體較嚴(yán)重，坡體外移最大約1m，坡面外鼓嚴(yán)重，局部最大裂縫30cm。邊坡的穩(wěn)定性狀態(tài)持續(xù)降低，形成了MK35+020～+120（A 區(qū)）段和MK35+120～GK0+270（B 區(qū)）段兩塊滑坡體，滑坡體體積約70 萬(wàn)m3，屬于大型的山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害。根據(jù)該滑坡變形特點(diǎn)，需要對(duì)其進(jìn)行分區(qū)分塊分析治理[1-2]。

圖1 滑坡及治理工程平面布置示意圖

2 工程地質(zhì)概況

2.1 地形地貌

該滑坡區(qū)為剝蝕低山坡麓地貌，山坡呈上緩下陡，山頂寬緩渾圓，植被較發(fā)育，以草灌為主。山坡中部自然坡度約15～20°，頂部自然坡度約30～40°，可見(jiàn)完整基巖外露，人工開(kāi)挖邊坡相對(duì)較陡，約35～52°，相對(duì)高差約50～90m。

2.2 地層巖性及構(gòu)造

地質(zhì)勘察揭示[3][4]，該段山體滑坡場(chǎng)區(qū)覆蓋層為坡殘積層粘性土（Q4el+dl），最大厚度約為11.8m。

其中A 區(qū)巖體以花崗斑巖為主，下覆全風(fēng)化～中風(fēng)化花崗斑巖層，風(fēng)化強(qiáng)烈，呈砂土狀～塊狀結(jié)構(gòu)，裂隙發(fā)育，原巖結(jié)構(gòu)可見(jiàn)，滑坡體基巖主要為花崗斑巖；巖層產(chǎn)狀210°～280°∠15°～65°，邊坡坡向與巖層產(chǎn)狀切割后呈斜交。

B 區(qū)滑坡體基巖為石炭系（C1l）的砂巖及硅化石、白堊系禾口組（K1z）碳質(zhì)粉砂巖夾少量煤系地層及燕山期侵入花崗斑巖（γ5）等。下覆全風(fēng)化～中風(fēng)化砂巖及硅化石，薄層狀構(gòu)造，風(fēng)化裂隙發(fā)育，兩者互層出現(xiàn)，厚度不一。鉆孔巖芯呈土柱狀～呈長(zhǎng)柱狀及短柱狀，遇水易軟化。其中夾層為碳質(zhì)頁(yè)巖（C1l），片狀構(gòu)造，厚度約40cm；煤系地層（K1z），主要出露于邊坡坡腳，厚度約40cm。巖層產(chǎn)狀350°∠64°，且見(jiàn)F48 斷層通過(guò)，產(chǎn)狀240°∠52°，硅化石受擠壓破碎，糜棱發(fā)育，裂隙發(fā)育并見(jiàn)有個(gè)別構(gòu)造角礫，膠結(jié)松散，巖石破碎，質(zhì)軟。層面順傾：280°∠45°；不利結(jié)構(gòu)面發(fā)育：268°∠90°、300°∠12°、265°∠63°（很濕，夾泥）、340°∠55°、340°∠4°（剪出口）（如圖2～4）。

該滑坡區(qū)內(nèi)巖體差異風(fēng)化現(xiàn)象嚴(yán)重，組成滑坡的強(qiáng)風(fēng)化砂巖層較深厚，一般為15～21m，節(jié)理裂隙發(fā)育，局部呈全風(fēng)化狀，形成相對(duì)隔水層，遇水易軟化，為易滑地層，為該邊坡發(fā)生變形的地質(zhì)基礎(chǔ)。

圖2 滑坡斷面Ⅰ-Ⅰ′工程地質(zhì)剖面及整治工程示意圖

圖3 滑坡斷面Ⅱ-Ⅱ′工程地質(zhì)剖面及整治工程示意圖

圖4 滑坡斷面Ⅳ-Ⅳ′工程地質(zhì)剖面及整治工程示意圖

2.3 水文地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)地下水主要有第四系孔隙潛水、基巖裂隙水兩種類型。受滑坡區(qū)外的地下水補(bǔ)給，滑坡區(qū)地下水豐富，受巖體中的全風(fēng)化砂巖、硅化石及其他軟弱夾層的相對(duì)隔水層影響，滑坡巖體透水性一般，地下水位埋深變化較大，變化幅度達(dá)25m。直接受大氣降水補(bǔ)給，呈明顯季節(jié)特征，勘查期間處于雨季，坡面滲水點(diǎn)較多。

3 滑坡病害成因分析

根據(jù)工程地質(zhì)勘查及坡體變形分析，該滑坡為中厚層的基巖滑坡。高速公路及國(guó)道改線以路塹的方式在山坡腳開(kāi)挖通過(guò)，觸發(fā)滑坡的發(fā)生，在各種不利因素的綜合影響下，形成滑坡地質(zhì)災(zāi)害。邊坡發(fā)生變形的主要原因如下：

（1）東風(fēng)亭滑坡所在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體風(fēng)化劇烈，地層層理混亂，滑坡體中存在軟弱夾層。

（2）組成滑坡體的巖層為砂巖，屬于透水巖層，且強(qiáng)風(fēng)化層較厚，節(jié)理裂隙發(fā)育，有利于地表水的下滲補(bǔ)給地下水，而軟弱夾層（碳質(zhì)頁(yè)巖、全風(fēng)化砂巖）透水性差，形成相對(duì)隔水帶，容易遇水浸泡而形成軟弱帶。

（3）該邊坡前期發(fā)生較多的淺層變形失穩(wěn)，引起滑坡巖土體節(jié)理裂隙進(jìn)一步張開(kāi)，上下幾層軟弱帶較為貫通，形成垂直方向和水平方向的過(guò)水通道，為地表水的快速下滲補(bǔ)給地下水提供了有利條件，而地下水受軟弱夾層及弱風(fēng)化完整基巖隔水影響，排泄較慢，地下水水位提升較快，增加了滑坡體的動(dòng)靜水壓力，使滑坡土體的有效應(yīng)力降低，誘發(fā)了滑坡的發(fā)生。

（4）塹頂自然山坡地形較緩，局部為小平臺(tái)，植被較茂盛，匯水面積較大，地表徑流條件較差，地表水易快速下滲補(bǔ)給坡體地下水，惡化坡體穩(wěn)定條件。

（5）該段公路以路塹的方式在山坡中下部開(kāi)挖通過(guò)，形成較大的臨空面，觸發(fā)基巖滑坡的發(fā)生。

4 滑坡穩(wěn)定性分析

4.1 滑坡穩(wěn)定性定性分析

東風(fēng)亭滑坡處于地質(zhì)災(zāi)害滑動(dòng)大變形后的調(diào)整階段，以蠕動(dòng)變形為主，現(xiàn)階段滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，局部區(qū)域穩(wěn)定性較差。隨著雨季的持久強(qiáng)降雨影響，降低坡體的穩(wěn)定性，可能使坡體再次發(fā)生滑移變形。

4.2 滑坡穩(wěn)定性定量分析

采用國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的Geo-Slope/W 軟件包進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性計(jì)算，反算主滑帶巖土強(qiáng)度參數(shù)[5]。結(jié)合地質(zhì)勘察報(bào)告，選用較為嚴(yán)格的剛體極限平衡方法—Morgensten&Price 法，選取A 區(qū)滑坡體的主滑斷面（Ⅳ-Ⅳ′）及B 區(qū)滑坡的2 條主斷面（Ⅰ-Ⅰ′、Ⅱ-Ⅱ′）進(jìn)行計(jì)算分析（如表1）。結(jié)果表明三處特征斷面安全系數(shù)均小于1.2，穩(wěn)定性較差。

5 滑坡工程整治對(duì)策

根據(jù)該滑坡變形特征分析，該滑坡由兩塊滑體組成，故對(duì)兩個(gè)滑坡處以不同的治理工程措施。

表1 穩(wěn)定系數(shù)評(píng)估值、計(jì)算值及反算指標(biāo)參數(shù)和預(yù)加固力一覽表

A 區(qū)滑體局部微地貌地形前部變形區(qū)域較緩，后部地勢(shì)較陡；坡體變形裂縫較為發(fā)育，且裂縫發(fā)育離線路中線較遠(yuǎn)，滑坡前部剪出口位于坡體中下部；場(chǎng)區(qū)變形體地質(zhì)以全風(fēng)化花崗斑巖為主，厚度較薄，下覆基巖為中風(fēng)化花崗斑巖。根據(jù)工程地質(zhì)及變形特點(diǎn)，A 區(qū)滑坡體以采用清除滑坡變形體為主，對(duì)后部刷方邊坡進(jìn)行加固處置可確保工程穩(wěn)定。工程治理方案主要采用刷方減載、清除變形體、坡體中部設(shè)置寬平臺(tái)，結(jié)合擋墻、錨索框架、平孔排水等綜合措施進(jìn)行處治（如圖4）。

B 區(qū)滑坡體局部微地貌坡體地形較緩，坡體后部存在一高壓電塔；坡體滑面位于坡體中上部，后部變形裂縫距離線路中線較近；坡體變形體以深厚層全風(fēng)化～強(qiáng)風(fēng)化砂巖及硅化石為主，控制性滑面為軟弱夾層，以碳質(zhì)頁(yè)巖、全風(fēng)化砂巖及煤系地層為主，且埋藏較深，致使滑坡前部坡體潛在滑面位于坡腳附近，后部潛在變形體較長(zhǎng)，對(duì)坡體變形規(guī)模、穩(wěn)定性等影響較大。根據(jù)工程地質(zhì)及變形特點(diǎn)，B 區(qū)滑坡體需采用強(qiáng)支擋、強(qiáng)加固等工程措施對(duì)滑動(dòng)面及潛在滑動(dòng)面進(jìn)行支擋方可確保工程穩(wěn)定。工程治理方案主要采取清除滑坡前部部分滑體，并設(shè)預(yù)應(yīng)力加固工程；滑坡后部以預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁[6]進(jìn)行加固；同時(shí)結(jié)合平孔排水、預(yù)應(yīng)力錨固工程等綜合治理措施（如圖2、3）。

除采取上述工程治理措施外，在工程建設(shè)過(guò)程中及工后運(yùn)營(yíng)階段，還采取滑坡變形體的長(zhǎng)期變形監(jiān)測(cè)措施進(jìn)行穩(wěn)定性觀測(cè)。

6 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)東風(fēng)亭滑坡的工程地質(zhì)特點(diǎn)，變形破壞特征、規(guī)模，提出采用分區(qū)分塊分析方法，針對(duì)性地對(duì)病害成因進(jìn)行系統(tǒng)分析。同時(shí)，通過(guò)對(duì)滑坡體特征斷面的穩(wěn)定性定性分析與定量評(píng)價(jià)，結(jié)合滑坡區(qū)的微地形地貌特征和工程實(shí)際，提出了相應(yīng)的工程治理對(duì)策。滑坡治理后的長(zhǎng)期坡體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，坡體穩(wěn)定，工程治理達(dá)到了預(yù)期效果。

[1]王恭先，等.滑坡學(xué)與滑坡防治技術(shù)[M].北京:中國(guó)鐵道出版社，2004.

[2]廖小平，等.路塹邊坡工程理論與實(shí)踐[M].北京:中國(guó)鐵道出版社，2011.

[3]JTJ064-98，公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].

[4]GB5002I-2001，巖土工程勘察規(guī)范[S].

[5]JTJ013-95，公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[6]鐵道部第二勘測(cè)設(shè)計(jì)院.抗滑樁設(shè)計(jì)與計(jì)算[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,1983.