隧道入口滑坡成因分析及防護對策

周留煜

（廣東省交通規劃設計研究院股份有限公司，廣東 廣州 510507）

0 前言

滑坡作為一種常見的地質災害，對各類工程項目影響巨大，尤其在華南地區，天氣潮熱多雨水，砂土、巖石風化層厚，極易誘發滑坡等工程地質災害。滑坡的處理和防治不僅關系到各類建設工程的質量、成本和進度，也關系到工程建設階段和使用階段的安全。因此，深入探究滑坡的誘發機理，才能夠因地制宜地提供詳細的信息。

1 滑坡

1.1 定義

滑坡是某一滑移面上滑體的剪應力超過了該面的抗剪強度，地質巖土體沿著貫通的剪切破壞面發生的滑移現象。而滑坡的發生一般有3 個共同特征。1）滑帶土較軟弱，易吸水不易排水，力學指標低[1-2]。2）滑坡形態多呈圓弧形（土體均勻）或折線形（土體不均勻）。3）滑坡多沿著各種軟弱結構面而發生[3]。

1.2 分類

按滑坡體的體積劃分為4 類。1） 小型滑坡。滑坡 體 積 小 于10×104m3。2） 中型滑坡。滑 坡 體 積 為10×104m3～100×104m3。3） 大 型 滑 坡。 滑 坡 體 積 為100×104m3～1000×104m3。4）特大型滑坡（巨型滑坡）。滑坡體體積大于1000×104m3。

按滑坡體的厚度劃分第三級按坡體厚度分類：10 m 以下為淺層，10 m～25 m 為中層，25 m～50 m 為深層，50 m以上為超深層。

按滑坡的滑動速度劃分為4 類[4]。1）蠕動型滑坡。人們靠肉眼難以看見其運動，只能通過儀器觀測才能發現的滑坡。2）慢速滑坡。每天滑動數厘米至數10 cm，人們憑肉眼可直接觀察滑坡的活動。3）中速滑坡。每小時滑動數十厘米至數米的滑坡。4）高速滑坡。每秒滑動數米至數十米的滑坡。按力學條件劃分為2 類[4]。1）牽引式滑坡。滑坡下部土體先失穩，使上部失去支撐而相繼滑動。2）推動式滑坡。上部巖層滑動擠壓下部產生變形滑動，滑動速度較快，滑體表面波狀起伏。

2 工程概況

該工程位于河源市連平縣內莞鎮以北G105 國道，為一國道改線段工程，全長約2 km，改線段起點端為一新建隧道。該隧道穿過丘陵地貌區，為一雙洞分離型隧道，左右幅全長分別為662 m 和637 m，入口洞門型式為連拱端墻式，出口洞門為端墻式。

2.1 滑坡概況

該隧洞口位于G105 國道旁的滑坡處。滑坡體地貌特征及周邊界線較清晰，平面上呈一倒三角形，兩側邊界分別為一大型豎立斷層和內莞明洞出口南100 m 巖質邊坡，坡頂至坡腳高差約70 m，坡腳寬度約30 m，坡度約20°～30°，坡積物多為松散堆積的石英砂巖、砂巖和輝長巖碎石、塊石和少量粉質黏土，厚度極不均勻，根據調繪和鉆探資料1 m～12 m 不等，平均厚度約4 m，滑坡方量約7 200 m3，為小型淺層滑坡。滑坡主軸長約110 m～120 m，軸向N140°，E 向S140°W。

滑坡體上覆植被多為藤木，木本植物稀少。坡腳約2 m高處出露下伏基巖，巖性主要為石英砂巖和砂巖，巖石硅質膠結，節理裂隙極發育，斷層褶皺極發育，巖體切割嚴重，坡腳傾角近垂直，是人工開造成的。

2.2 自然環境和地質構造

滑坡體地處亞熱帶季風氣候區，全年降水量充沛。滑坡坡面碎石土堆積層厚，松散透水，下伏砂巖、石英砂巖受斷裂構造影響強烈，節理裂隙極發育，利于表水下滲，滑坡坡腳地下水巖裂隙溢出，水量極小，時有時無，水質無侵蝕性。

滑坡體區域處在全南-佛岡斷裂帶，受次級構造下坪正斷層和內莞逆沖斷層控制，斷層發育，推測下伏輝長巖侵入體受斷裂帶控制。滑坡坡腳可見多條小型斷裂發育，斷裂帶內巖石破碎，充填碎塊狀、團塊狀石英，周邊巖石硅質膠結，整個滑坡巖體均存在不同程度的動力變質現象。

3 勘察方法和實施

該研究對該滑坡采用了多種勘察方法結合的綜合性勘察手段：采用航片解譯，宏觀判斷區域地質構造背景、地貌輪廓及滑坡整體形態特征；地質鉆探勘察分析下伏巖性及判斷深部地質構造；地球物理瞬態面波法探明滑坡各層及滑移面。

3.1 地質鉆探

該次地質勘察在滑坡區域共布置鉆孔11 個，實施鉆孔8 個，總深度402.1 m，平均孔深50.25 m，均鉆入較完整基巖6 m～10 m，地下水不發育，如圖1 所示。通過地質鉆探巖芯分析，有如下發現。 1）該滑坡上覆風化層厚度在1 m～12 m，變化較大，并且從坡頂至坡腳呈遞增趨勢。2）滑坡下臥層為輝長巖侵入體，并且巖石完整性高，風化程度較弱。

圖1 滑坡區地質鉆孔和物探測線布置圖

3.2 地球物理探測

該次物探勘測利用電子地形圖，采用華測RTK 系統按10 m 的間隔放點。根據測量點，采用測繩、皮尺布置物探測線、測點，測點平面定位誤差小于0.2 m，高程誤差小于0.2 m。共布置物探測線3 條，測線位置如圖1 所示。

數據采集完畢后，應用Surface Plus 地震面波軟件進行解譯分析，結合地質鉆探資料，可得出如下結論。1）勘察區測線范圍覆蓋層較薄，地表波速低為較松散的碎石土層；附近波速頻譜曲線基本呈“之”字型，面波波速低，該層結合其波速特征，推斷為滑動面，深度范圍在4 m～12 m。在L1 測線水平距離10 m～35 m 處，存在一個8 m～15 m 的低速層，結合鉆孔資料推測為軟夾層或巖性交界面，此處也存在滑塌的隱患。2）將巖土層按物理特性分為3 層。結合巖土層的波速特性，波速差異界面對應于強風化層頂面。將波速差異界面以上歸并為覆蓋層，結合鉆孔的情況，推斷覆蓋層是由碎石、強風化砂巖和強風化輝長巖組成的。

3.3 人工調繪

該工程區域尤其是滑坡區，地質構造發育，斷層褶皺多發育，因此采用人工地質調繪的方式補充進行地層分析和描述。該次調繪共采取了22 個地質調繪點，并測取了部分結構面發育數據。根據人工調繪分析，該滑坡為土巖混合邊坡，頂部含薄層砂巖風化層，中下部為強中風化塊狀砂巖、石英砂巖，節理裂隙極發育，巖體破碎，抗剪強度低。

利用測量的節理裂隙數據進行節理玫瑰花圖及赤平投影圖投影分析，該滑坡為順層邊坡，極易發生楔形滑動破壞或傾倒破壞。

4 成因分析

滑坡區位于構造應力較強烈的地帶，區內斷層、斷裂帶密布。該滑坡為一順層土巖混合質滑坡，存在一組近NW向張性結構面，受該結構面切割，具備切層滑動的條件。存在F1 斷層因近平行于巖層走向，加劇了滑體的向下滑動，另一斷層F1 則控制滑坡的南部邊界。

滑坡區下伏基巖為石英砂巖和輝長巖，巖性交界面在地表水滲流作用和風化作用下，巖體呈松弛破碎狀態，在受到地質構造、雨水或人工擾動等作用力的情況下，上覆松散體或巖塊沿斷層面或裂隙面極易發生滑動錯位。

滑坡西部坡腳即為大席河，坡體表層水以及坡體堆積層、基巖裂隙和構造破碎帶中匯聚的地下水均向西排泄入大席河，既降低了巖土體強度，又增加了巖土體重量，加劇滑動效應。

通過現場勘察發現，滑坡坡腳有明顯的人工掘土的痕跡，并且滑坡上部能偶爾看見橫向的張拉裂縫，再結合覆蓋體上薄下厚的滑坡形態，推測該滑坡力學控制應為牽引式為主。

5 防治建議

根據成因推斷，按照牽引式滑坡的防治方式，禁止采用坡面減重法，應該采用反壓土方、設置抗滑樁等手段進行防治。

隧道入口施工需要大挖大填，坡積物受人工擾動的影響未知，如施工時限限制，可以采用放崩塌網或簡易骨架進行臨時防護，并設立警戒區，豎立危險警示牌。

針對連平縣雨季較長，雨水充沛的環境特點，應在滑坡區做好地下水、坡面水的疏排工作，如在坡頂設置截水溝，坡面做好引流渠等。

建議對滑坡區進行動態監測（尤其在雨季），并提前制定好動態調整、防治結合的處置施工方案。