高速公路滑坡工程地質評價及處理措施

■李桂明

(光澤縣杉杭路橋開發有限公司，南平 354100)

0 引言

該滑坡體位于隧道出口附近，整體滑體位于路線紅線之外，由于近期陰雨綿綿，滑坡后緣裂縫較大且發展快速，最快時約3cm/d。滑坡區屬中山構造剝蝕地貌，滑坡平面上呈舌型，剖面呈折線形，滑坡已形成“圈椅狀”地形。滑坡后緣以目前已形成的弧形拉張裂縫 (拉陷槽)為界，其下滑高度約1m～3m，滑坡左、右兩側以已形成的剪切裂縫為界，滑坡前緣以路線右側開挖邊坡為界；該滑坡縱向平均坡度21°，呈上陡下緩形態，上部為陡坡，坡度達25°～35°，滑坡中部較緩，坡度 10°～15°，前緣為已開挖的山丘，滑坡后緣滑坡縱長130m，后緣寬50m，前緣寬度90m，橫向平均寬80m，分布面積約1.04萬m2，厚度一般10m～15m，平均厚度約12m，滑坡體積約12.48萬 m3，主滑方向 114°。

1 工程概況

1.1 地形地貌

滑坡區總體屬于中山構造剝蝕地貌。海拔1700m～2200m，高差 500m，山體較為陡峭，坡度 25°～35°，植被較發育，多為樹木。斜坡左側為一沖溝，沖溝常年流水。斜坡坡腳左側為一小平臺，與前方山丘相連，坡腳右側為一小沖溝，右側坡腳坡面較陡，約 35°～40°，高差約 15m，為一自然臨空面。路線呈南北走向，路線邊坡方向約76°，自然斜坡與路線邊坡交角約38°，自然斜坡與路線前進方向交角約52°。

滑坡處整體地貌如圖1所示。

1.2 地層巖性

(1)第四系全新統殘坡積層(Q4el+dl)

圖1 滑坡處整體地貌

含碎石粉質粘土：黃褐色，松散，成分為砂巖、玄武巖，粒徑0.5cm～3cm，含量10%～15%，呈次棱角-棱角狀，其余為粉質粘土充填，該層主要分布斜坡坡面，該層厚度1m～5m。

(2)第四系全新統坡洪積層(Q4dl+pl)

以碎石土為主，碎石粒徑1cm～8cm，含量約60%，呈棱角狀-次棱角狀，其余為粉質粘土及角礫充填。層厚度3m～6m。 參見圖 2～圖 3。

1.3 地質構造

(1)褶皺

埡密-亦資向斜：走向北東35°，核部為三疊系中、上統地層，翼部為二疊系地層，北東翼巖層傾角8°～20°，南西翼巖層傾角10°～30°。滑坡區埡密-亦資向斜南西側，該褶皺構造對路基影響小，總體表現為單斜地層。

圖2 坡洪積碎石土

圖3 煤層出露

(2)斷層

路基工程區及附近區域均無斷層通過。

(3)巖層產狀和裂隙

通過調查，滑坡區地層產狀為290°∠25°，主要測得兩組裂隙，①60°∠78°，裂面較平整，可見延伸約 0.3m，發育密度 2～3條/m。 ②122°∠60°，裂面較平整，可見延伸0.6m，發育密度2～4條/m，裂隙發育，呈網狀，巖體被切割成碎塊狀。

1.4 水文地質條件

左側為沖溝，常年有水，流量3L/s～10L/s。風化裂隙水主要接受大氣降水補給，但沖溝兩岸斜坡較陡，賦水性差，地下水主要沿裂隙運移，從斜坡上向沖溝谷低洼處排泄。按對鋼筋混凝土結構中鋼筋的腐蝕性評價為微腐蝕性。

2 滑坡地質評價

滑坡為一中型牽引式滑坡，滑坡兩側以山脊為界，滑坡后緣張拉裂縫張開約30cm，下錯滑移約3m～4m，斜坡兩側剪切裂縫明顯，下錯約30cm～50cm，滑坡兩側和后緣裂縫已經貫通，滑坡前緣為路基開挖段，滑坡體主要為含碎石粉質粘土、強風化泥質粉砂巖、煤層等，滑移面主要受煤層和前緣開挖臨空面控制。因前緣開挖影響，現滑坡處于欠穩定狀態，隨著邊坡繼續開挖，滑坡將轉變為不穩定，滑坡剖面圖如圖4所示。

圖4 滑坡剖面圖

3 滑坡穩定性計算

本次選擇1—1′縱斷面作為計算剖面，其滑動帶(面)呈折線型，由采用規范規定的不平衡推力傳遞系數法計算該滑坡的穩定性系數，依據勘察中取得的資料，滑體均劃分為14個條塊(見圖5)，目前滑坡處于欠穩定狀態，暴雨工況下穩定性系數為0.95，對滑帶土抗剪強度進行反演，得到抗剪強度參數綜合取值用于分析邊坡開挖完后的穩定性系數。

圖5 計算模型

3.1 計算工況

勘察區為強震外圍區，屬地震基本烈度為6度區，按規范無需考慮地震因素對滑坡穩定性的影響。故本次考慮：工況1：天然狀態；工況2：暴雨狀態。

3.2 荷載組合

①自重：基本荷載主要為滑坡體自重。

②地下水作用力：計算時僅考慮暴雨對滑坡體穩定性的影響。

3.3 計算參數的確定

滑坡穩定性計算參數采用滑坡參數反演和工程地質類比相結合的方式進行綜合確定。

根據《滑坡防治工程勘查規范》(DZ/T0218-2006)的規定，處于整體變形-滑動狀態，穩定性系數為0.95～1.0。因此，選擇本次勘探縱斷面分別進行計算，滑坡在暴雨狀態時穩定性系數取值0.95，采用不平衡推力法(傳遞系數法)進行參數反演分析，參數取值見下表1。

表1 滑帶土容重、抗剪強度參數取值表

3.4 滑坡穩定性計算方法及公式

該滑坡滑動面由軟弱巖層面控制，滑動面呈折線型，故采用傳遞系數法公式進行穩定性驗算[1]。

(1)穩定系數計算公式：

(2)剩余下滑力計算公式：

4 滑坡穩定性計算結果

根據擬定的計算方法及參數，以1—1’縱剖面作為最不利計算剖面，分別計算該條剖面中滑面在天然狀態、飽和狀態下的穩定性。并分別計算自重、自重+暴雨工況下安全系數Fst=1.10、1.15、1.20、1.25的剩余下滑力。詳見圖 6～圖 7。

圖6 飽和工況下下滑力

圖7 天然工況下下滑力

取安全系數為1.2時，1-1’剖面處滑坡深度約11m，剩余下滑力為1197kN(飽和狀態下)，抗滑樁設計以剩余下滑力1197kN控制，但根據現有出現的滑坡情況，樁前土體已有松動、凸起，如任其繼續發展，最終將導致主線挖方邊坡土體隆起、滑塌，影響其主線及項目部的安全。建議將1—1’處附近第2級平臺以上進行(坡率約1∶1.5)適當清除土方，清方后及時做好防護 (采取拱形骨架植草，設計圖見主線防護圖)，參見剖面圖1—1’。同時2—2’也進行放緩邊坡處理。根據現有的鉆孔資料，采用抗滑樁處置方案，抗滑樁采用方形截面，截面尺寸2m×3m(沿滑坡推力方向長度為3m)，樁間距6m，共設置10根樁，最長樁長26m，最短樁長21m[2-4]。

5 結論

(1)滑坡后緣以目前已形成的弧形拉張裂縫(拉陷槽)為界，滑坡中部較緩，坡度10°～15°，前緣為已開挖的山丘，相對高差45m；滑坡縱長130m，后緣寬 50m，前緣寬度90m，橫向平均寬80m，分布面積約1.04萬m2，厚度一般10m～15m，平均厚度約12m，滑坡體積約12.48萬m3，主滑方向114°。因此，該滑坡屬中型-巖質-牽引式-中層-工程-活動-新滑坡。

(2)滑坡區地震動峰值加速度為0.05g(對應的地震基本烈度為6度)，地震動反應譜特征周期為0.45s，設計地震分為三組，地下水按對鋼筋混凝土結構中鋼筋的腐蝕性評價為微腐蝕性。。

(3)通過計算，滑坡現狀條件下自然工況穩定性系數1.126，與現狀整體變形下滑后的暫時穩定的狀態吻合，按現狀如在暴雨工況下穩定性系數為0.948，滑坡將處于不穩定。穩定性計算結果與現場調查的結論基本一致，說明參數取值是基本合理的。

(4)滑坡直接危害在建的盤興高速和項目經理部近60人的生命財產安全，且滑坡體后還有林地30畝和1個水塘。可能造成的經濟損失達2000萬元。因此，須及時對該滑坡進行防治。

(5)根據滑坡的形態、規模、變形特征、發展趨勢，結合場地內的地形地貌、地形條件、地層巖性及分布規律等情況，滑坡體宜按保護公路一級支擋設計。該滑坡治理工程為滑坡前部保護公路一級抗滑樁支擋，按懸臂梁設計。