西南山區(qū)某公路滑坡成因分析及治理方案★

王洪兵 張立宏 楊情兵 林 源 杜飛翔

(云南省交通規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，云南 昆明 650093)

1 概述

我國是多山國家隨著高速公路快速發(fā)展，將面臨大量滑坡問題。由于滑坡涉及的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)總是多種多樣，非常復(fù)雜，處治方法也多種多樣且組合各異，因此通過積累大量的滑坡成因分析及工程處治案列，可有效促進(jìn)工程界對滑坡的進(jìn)一步認(rèn)知。

2 滑坡工程地質(zhì)條件

華坪至麗江高速公路大理連接線工程K13+900～K14+364段擬以“挖方形式”從斜坡坡體中下部通過，中線最大挖方深度為23.77 m,高速公路右邊坡高度達(dá)32 m。邊坡開挖后,在K14+037～K14+140段內(nèi)邊出現(xiàn)了一滑坡，坡體后緣有多條傾向北東的裂縫,寬2 cm～15 cm不等。測區(qū)西側(cè)有一條至南向北的水溝，流量約1 L/s～3 L/s。測區(qū)地表水一般發(fā)育。測區(qū)屬構(gòu)造剝蝕低中山地貌。

根據(jù)工程地質(zhì)測繪及鉆探成果表明：本場地上部土層主要為第四系殘坡積(Qel+di)黏土、碎石，下伏基巖為二疊系玄武巖系(Pβ)玄武巖，各巖、土層工程地質(zhì)基本特征按由新至老順序分述為：①黏土：褐色、褐灰色，稍濕，硬塑狀。含約5%～15%的強(qiáng)～全風(fēng)化玄武巖碎石、角礫，夾少量中風(fēng)化巖塊，局部達(dá)30%，粒徑2 cm～10 cm。干強(qiáng)度中等，韌性中等，厚度約為4.30 m～13.30 m。②碎石：灰色、灰綠色，稍～中密，主要由強(qiáng)～全風(fēng)化玄武巖組成，夾少量中風(fēng)化巖塊。棱角狀，粒徑2 cm～15 cm，局部達(dá)20 cm，孔隙間由15%～25%的粉質(zhì)粘土充填，級配差，無膠結(jié),厚度約為6.60 m。③全風(fēng)化玄武巖：褐黃色，巖芯呈土狀夾少量強(qiáng)風(fēng)化角礫、碎石狀，遇水易軟化。此層為滑坡中的軟弱地層，是滑坡形成的重要因素，主要分布于中下部，據(jù)鉆孔揭露厚度約為2.00 m～8.50 m。④強(qiáng)風(fēng)化玄武巖：褐黃～暗綠色，隱晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙很發(fā)育，巖芯呈角礫、碎石狀。廣泛分布于深挖段下部，厚度大于25.94 m。

3 滑坡特征

滑坡邊界相對清晰，前、后緣地形明顯變化點為界(見圖1)。平面形態(tài)呈“三角形”。縱向上為斜坡地形，總體南西高、北東低。滑坡后緣與擬建高速公路左幅中線相距約為98.00 m；前緣與擬建高速公路左幅中線相近于相切；滑坡后緣與前緣相對高差約為37.00 m。滑坡縱向平均長約為73.00 m，橫向平均寬度約為90.00 m，平面面積約為6 570.00 m2，平均厚度約為15.00 m，體積約為9.855×104m3，屬中型滑坡。按力學(xué)性質(zhì)劃分屬牽引式滑坡，滑動方向約32°。擬建線路延伸方向與滑坡主滑方向近于垂直。

滑體：鉆探資料表明，滑體厚度為10.00 m～21.90 m，平均厚度約為15.00 m。主要由第四系殘坡積黏土、碎石和二疊系玄武巖系(Pβ)全風(fēng)化玄武巖組成。具有中部厚，周圍薄的特點。滑體的結(jié)構(gòu)和分布特征為：上覆以硬塑狀黏土和稍～中密狀碎石為主，褐色、褐灰色，稍濕，黏土含較多全～強(qiáng)風(fēng)化玄武巖碎石、角礫，手掰易碎，厚約4.30 m～13.30 m。下伏為全～強(qiáng)風(fēng)化玄武巖組成，石質(zhì)較硬，屬硬質(zhì)巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎。

滑帶：該滑坡為基巖滑坡，滑體后緣拉裂上覆土層，中下部切穿巖體，順巖體內(nèi)結(jié)構(gòu)面結(jié)合較弱部位伸延。在鉆進(jìn)過程中因受鉆具回轉(zhuǎn)擾動，導(dǎo)致鉆探過程中未揭露明顯滑帶土。滑帶的確定是根據(jù)工程測繪及鉆探巖芯中物質(zhì)成分相對雜亂位置綜合確定為滑帶。

滑床：滑床后緣及中段大部分為黏土、碎石，前緣及邊坡角為全～強(qiáng)風(fēng)化玄武巖。

4 滑坡成因分析及其危害

滑坡位于一傾北東的斜坡上，人工坡度約40°,為滑坡滑動提供了動力勢能和變形空間。地層巖性主要由第四系殘坡積層及二疊系玄武巖系(Pβ)玄武巖組成。上覆第四系殘坡積層結(jié)構(gòu)松散力學(xué)強(qiáng)度低，下伏基巖石質(zhì)較硬，屬硬質(zhì)巖，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙極發(fā)育，巖體破碎，呈碎裂狀結(jié)構(gòu)，碎塊間結(jié)合很差，巖體力學(xué)強(qiáng)度較低。巖體中的結(jié)構(gòu)面同時為地下水賦存和徑流提供了空間，也為地表水的滲透提供了有利的條件，現(xiàn)坡體中上部有部分滑體已滑落,滑坡后緣有較多裂縫,滑坡整體處于蠕動變形階段，說明滑坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。人工邊坡開挖過陡是誘發(fā)該滑坡產(chǎn)生的主要原因之一。此外測區(qū)西側(cè)的水溝水流下滲也給該滑坡的產(chǎn)生提供了有利的誘發(fā)條件。綜上所述，組成邊坡的地層巖性力學(xué)強(qiáng)度低，人工邊坡開挖過陡，再加之地表水的滲入，終導(dǎo)致滑坡發(fā)生。

目前該滑坡體總體處于蠕動變形不穩(wěn)定狀態(tài)，若不進(jìn)行抗滑處治，在持續(xù)暴雨或地震作用下，擬建公路上邊坡將會發(fā)生滑動破壞，從而對公路的修筑和營運構(gòu)成極大的威脅，同時恢復(fù)正常運營難度較大，故應(yīng)提前對該滑坡體進(jìn)行治理。

5 治理方案研究

為了防止滑坡體和擬建公路開挖后形成的人工邊坡在不利工況下發(fā)生滑移，為了保證擬建公路正常運行，結(jié)合滑坡現(xiàn)狀以及工程重要性，建議采用削坡+支擋+錨索框格梁+排水的方案進(jìn)行綜合治理。

1)削坡:由于現(xiàn)狀邊坡過陡,宜按1∶1.25進(jìn)行削坡減載；

2)支擋：在原邊坡二級平臺坡腳處及擬建公路右坡腳處設(shè)置抗滑樁；

3)錨索框格梁：坡面采用錨索框格梁進(jìn)行加固；

4)排水：為防止雨季大氣降水直接進(jìn)入滑坡體，加劇滑坡的變形，建議在滑坡后緣兩側(cè)修截水溝，完善斜坡表面排水系統(tǒng)，將大氣降水集中排放。另外滑坡西側(cè)水溝里的水現(xiàn)已滲入滑坡體，對滑坡穩(wěn)定性十分不利，在施工期間應(yīng)修筑防滲水渠將水排放到滑坡體外或在適當(dāng)?shù)奈恢脤⒌乇硭M(jìn)行截流，以防止滑坡體的進(jìn)一步加劇。施工時在邊坡腳設(shè)置泄水孔，以便坡體內(nèi)的積水及時排除；

5)設(shè)計參數(shù)建議值：滑坡體天然容重19.60 kN/m3，飽和容重20.10 kN/m3；天然抗剪強(qiáng)度C=8.00 kPa，φ=19.0°；飽和狀態(tài)C=5.00 kPa，φ=14.0°。基底摩擦系數(shù)μ=0.40；巖石與錨固體黏結(jié)強(qiáng)度特征值為130 kPa。

6 結(jié)語

1)滑坡位于一傾北東的斜坡上。

地層巖性主要由第四系殘坡積層及二疊系玄武巖系(Pβ)玄武巖組成。上覆第四系殘坡積層力學(xué)強(qiáng)度低，下伏基巖石質(zhì)較硬，屬硬質(zhì)巖，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙極發(fā)育，巖體破碎，呈碎裂狀結(jié)構(gòu)，碎塊間結(jié)合很差，巖體力學(xué)強(qiáng)度較低。巖體中的結(jié)構(gòu)面同時為地下水賦存和徑流提供了空間，也為地表水的滲透提供了有利的條件。人工邊坡開挖過陡是誘發(fā)該滑坡產(chǎn)生的主要原因。該滑坡為工程滑坡，滑坡縱向平均長約為73.00 m，橫向平均寬度約90.00 m，平面面積約為6 570.00 m2，平均厚度約為15.00 m，體積約為9.855×104m3，屬中型滑坡。按力學(xué)性質(zhì)劃分屬牽引式滑坡，滑動方向約32°。

2)治理方案。

對滑坡采用削坡+支擋+錨索框格梁+排水的方案進(jìn)行綜合治理。在進(jìn)行抗滑樁樁孔施工時，宜隔樁開挖，開挖過程中應(yīng)即時支護(hù)，避免大開挖或樁孔壁長時間暴露。嚴(yán)格控制爆破，以免誘發(fā)上部土層變形滑移、坍塌等地質(zhì)災(zāi)害。完善排水系統(tǒng)，以免地下水給施工帶來不利影響。治理施工過程中，必須對滑體加強(qiáng)監(jiān)測、施工驗槽等工作。