晉城市沁水中木亭某滑坡工程地質穩定性分析及治理

彭 林 俊

(山西省勘察設計研究院,山西 太原 030013)

沁水中木亭互通連接線起點位于陽翼高速沁水中木亭互通出口處，終點位于原沁東收費站，接于省道坪曲線(S331)上，全長4.575 km，K2+892～K3+115段為填方路段，本項目設計采用一級公路標準，設計速度為60 km/h，設計中填方路基處路基填筑高度8 m以內，邊坡坡率采用1∶1.5，填筑高度8 m～20 m，邊坡坡率采用1∶1.75，在運行過程中本段出現了路面開裂，路基沉陷及邊坡滑動現象，路基沉陷最大深度達到了70 cm左右。

為評價該滑坡的穩定性，受建設單位委托，筆者所在單位對該段滑坡進行了詳細階段(一次性)的勘察工作。

1 工程概況

沁水中木亭互通連接線于2009年3月完成施工圖設計，2010年10月竣工通車，本項目起點位于陽翼高速沁水中木亭互通出口處，終點位于原沁東收費站，接于省道坪曲線(S331)上，全長4.575 km，K2+892～K3+115段為填方路段，本項目設計采用一級公路標準，設計速度為60 km/h，設計中填方路基處路基填筑高度8 m以內，邊坡坡率采用1∶1.5，填筑高度8 m～20 m，邊坡坡率采用1∶1.75，在運行過程中本段出現了路面開裂，路基沉陷及邊坡滑動現象，路基沉陷最大深度達到了70 cm左右。

2 路基滑坡基本特征

2.1 路基滑坡地形地貌

滑坡在空間上形成圈椅狀地形，滑坡后緣高程介于861.93 m～868.00 m之間，前緣高程介于839.51 m～856.11 m之間。滑坡平面形態簸箕狀，滑坡周界明顯，左右兩側邊界為一小型黃土梁，主滑方向約57°(北偏東57°)左右，滑坡軸線與路基基本垂直，滑坡前緣以老沁陵公路為界，滑坡后緣以中木亭連接線路基填土與原土接觸帶為界，滑坡軸線長近65 m，滑體寬度約225 m，滑體坡度在路堤段為30°～35°，其余段坡度為10°～20°，滑體總體上為兩側高，中間低洼，滑體東側發現2個泉眼，滑體北側發現1個泉眼。路基位于滑坡后緣，地表高程介于861.09 m～869.82 m之間，呈北低南高的趨勢，本段路基坡降約為4%。滑坡地形地貌特征見圖1。

2.2 路基滑坡要素特征

2.2.1滑坡體

滑坡體勘探厚度為7.0 m～15.6 m，前部和后部薄，中部厚。路基的裂縫及路基東側小路的裂縫表明滑坡處于不穩定狀態。

2.2.2滑坡后緣

2.2.3滑坡周界

滑坡周界幾乎為填土與原土界限，左右兩側邊界基本順著路堤排水溝，前緣基本平坦，剪出口不明顯。

2.2.4泉水

滑坡前緣分布兩個泉眼，1號泉眼水深0.2 m左右，出水量約0.009 m3/s；2號泉眼水深0.2 m左右，出水量約0.004 m3/s。

2.2.5滑坡裂縫

從調查情況來看，目前地表發現的滑坡裂縫主要分布在中木亭互通連接線上。另在老沁陵公路發現裂縫1組，G1組裂縫位于3號附近，主要發育有1條裂縫，寬8 cm～15 cm，裂縫走向319°左右，延伸長度約40 m，明顯錯落，最大落差為105 cm。在中木亭互通連接線路面共發現3組裂縫，G2組裂縫、G3組裂縫及G4組裂縫呈樹枝狀分布，部分裂縫貫通形成弓形，裂縫寬3 cm～7 cm，裂縫總體走向350°左右，延伸長度約78 m，錯落豎直位移介于5 cm～10 cm，水平位移介于10 cm～20 cm。滑坡裂縫,見圖2，圖3。

2.2.6滑動面(帶)

根據本次勘查結果，滑坡滑動面后緣位于路基填土內部，中前部與原始地面接觸，滑帶土均已經飽和，滑帶土具有明顯的擠壓或揉皺層理，局部基巖表面可見輕微擦痕，滑帶土厚度達到0.5 m～1.5 m。滑動面傾向東，滑面坡度介于5°～65°。對于該滑坡來說，滑動帶的鑒別標志主要為含水量的變化、擠壓或揉皺層理以及軟化等。

2.2.7滑床

2.2.8滑舌

2.3 路基滑坡分類

按滑體組成物質分類，滑坡滑體由人工填土組成，屬于人工填土滑坡。按滑體厚度來分類，滑坡滑體厚度3.0 m～13.5 m，屬于中淺層滑坡。按運動形式分類，滑坡地貌呈上小下大，力學性質屬于牽引式滑坡。按現今穩定程度分類，滑坡屬于活動滑坡。按滑坡體積分類，估算滑坡體積約為1.3×104m3，屬于小型滑坡。

3 路基病害成因機制分析

3.1 路基滑坡對路堤穩定性的影響

中木亭互通連接線K2+892～K3+115段的路堤填方厚度5 m～20 m，路基位于滑坡的后緣，且公路東側坡體高陡，具有很大的臨空面，為填土帶動其下坡積層沿基巖頂面產生變形提供了空間條件。

邊坡下伏基巖為砂質泥巖，形成相對隔水層，基巖頂面傾向臨空面，上覆碎石土和黃土透水性好，相對富水。使得巖土體在填方區與基巖頂面之間形成了含水層，當降水加劇后，巖土體達到飽和，形成貫通的滑帶。

勘查區受大氣環流和地形影響，區內降水少而不均，降雨常以連陰雨和暴雨形式出現，大都集中在夏季，冬季有凍脹，干濕交替和凍融循環，周而復始使得區內填方坡體松軟。

近年來此區域超常降雨，強降雨導致邊坡覆蓋層飽水，極大的軟化了巖土體的物理力學特征，降低了滑帶土的強度，加速了滑坡的蠕動變形。加之過路的大卡車動荷載引起蠕動變形，路面開裂以及滑坡后緣活動形成了下滲排水通道，加大了坡體土的自重，同時降低了滑帶土的抗剪強度，因此，滑坡再次發生蠕滑痕跡。

3.2 路堤填土自身對路堤穩定性的影響

由于坡體的蠕動使路基不同程度變形，土體結構破壞，含水量增加，使得該層填土的強度降低，不同程度影響到路基的垂直變形，屬于路基的軟弱下臥層，對路基的穩定性有很大影響。

4 滑坡穩定性分析評價

根據滑坡穩定性計算結果，現狀填土滑坡在不考慮地震力影響時整體處于不穩定～欠穩定狀態(穩定性系數Fs=0.97～0.98)；現狀填土滑坡在考慮地震力影響時整體處于不穩定狀態(穩定性系數Fs=0.87～0.89)；計算結果表明：地震因素對滑坡穩定性影響很大。

5 路基、滑坡防治工程措施建議

通過以上計算分析，沁水中木亭互通連接線K2+892～K3+115段路基病害的主要原因包括路基滑坡因素以及路堤填土(第①層素填土)強度不足因素，同時這兩方面因素都是由地下水排水不暢引起的，所以排出地下水是本工程治理的核心問題。路基病害防治工程措施建議如下：

1)在現有路堤左側排水溝地段，布置截水盲溝截住上游地下水；修復排水涵洞，以利于排出雨水。

2)采用抗滑樁對滑坡進行防護，采用黏土或灰土填塞路堤上的裂縫。

3)對路堤第①層素填土采取注漿加固措施，以提高路堤邊坡自身的穩定性。

4)路基病害在治理期間，應埋設固定觀測點，定期進行觀測，加強變形動態監測。

5)路基病害治理施工時，建議采用信息化施工，及時反饋施工信息，根據實際狀況進行設計調整。