云南某高速公路滑坡變形機理與治理方案研究

苗在斌

（蘇交科集團（甘肅）交通規劃設計有限公司，甘肅 蘭州 730010）

隨著山區的開發，由人類活動引起的工程滑坡更為常見。云南某高速公路一處五級高邊坡發生坡體變形，主要表現在后緣張拉裂縫密布，且已經形成錯臺，錯臺高度0.5～1.0 m；四級邊坡上有明顯的擠壓膨脹跡象，邊坡巖土松動，形成極大的安全隱患。

1 工程地質條件

1.1 地貌特征

滑坡區區域上屬構造剝蝕溶蝕中山地貌區-斜坡溝谷地貌，其中滑坡體位于高速公路右側山體，目前施工后坡體整體表現為上緩下陡，其中上部坡體平均坡度15°～25°，下部坡體平均坡度45°～55°。

1.2 地層結構

滑坡區地層主要有第四系殘坡積粉質黏土、第四系全新統殘坡積碎石土、崩坡積碎石土和塊石、石炭系下統班歪組板巖和變質砂巖，現將各巖土層工程地質性質分述如下：

（1）粉質黏土：分布于兩側斜坡上緩坡帶，分布范圍小、厚度不均，力學強度低，變形性大，穩定性差。

（2）殘坡積碎石土：分布于斜坡地帶，結構松散，力學強度不高，變形性大，局部范圍分布，厚度不均。

（3）強風化板巖：分布于場地內第四系覆蓋層之下，與頁巖、變質砂巖呈互層狀產出，強風化層破碎，力學強度低。

（4）中風化板巖：伏于強風化板巖之下，屬較軟巖，力學強度一般，穩定性較好。

（5）強風化變質砂巖：分布于場地內第四系覆蓋層之下，與頁巖、板巖呈互層狀產出，強風化層破碎，力學強度低。

1.3 地質構造與地震

滑坡位于青藏高原東區滇藏構造結構的南部，緊鄰兩大板塊邊界，并受到板塊邊界動力的影響，一方面受喜馬拉雅陸陸碰撞邊界帶來的遠程響應，一方面受印度板塊向東斜向俯沖作用影響，滇西南地區在新生代仍表現出強烈的構造活動性。由于深、大斷裂的重新活動及新構造運動的強烈表現，致使云南地區地震頻繁，經常發生6級以上的破壞性地震。

地震是新構造活動的最直接表現。據歷史記載，線路區地殼升降速度較大，地震活動頻繁，柯街斷裂和南汀河斷裂是主要的發震構造。根據GB 18306—2015《中國地震動參數區劃圖（1：400 萬）》）項目區地震基本烈度值為Ⅷ度，地震動峰值加速度值為0.30 g，地震動反應譜特征周期為0.45 s，屬較不穩定區。

1.4 水文地質

項目區地下水受巖性、構造和地形地貌等因素控制，地下水的補給又與降雨等密切相關。按地下水的賦存條件可分為松散層孔隙水、基巖裂隙水2 類。

2 滑坡變形特征

滑坡目前的變形較為嚴重，而且其變形隨時間推移不斷加劇，主要表現為：

（1）根據坡體的變形特征，同時受坡體形態控制，本次將該滑坡分為1#滑坡、2#滑坡，如圖1 所示。其中1#滑坡平面上呈扁平簸箕狀，2#滑坡呈長條簸箕狀。

圖1 滑坡分布圖

（2）滑坡圈椅狀周界清晰，受滑坡體長期蠕動變形影響，其中1#滑坡后緣形成錯臺，深約1.0 m，同時在滑坡體裂縫密布。

（3）2#滑坡前緣部分滑體因橋臺施工已挖除。受牽引作用，中上部滑體目前處于臨空狀態，隨時有滑動的危險。

根據勘察資料分析，該滑坡的變形發展特征表現為：首先坡腳開挖，坡體前部失去支撐，發生蠕動變形，坡面后部出現斷續裂縫，降雨時地表水沿裂縫滲入坡體，坡體的物理力學強度逐漸降低，此時后緣的主張拉裂縫已顯現，并具有一定寬度。量地表水滲入裂縫后，滑坡變形隨之加速并在后緣形成垂直錯臺，滑坡兩側形成羽狀撕裂裂縫。

3 滑坡變形性質

根據地形地貌、坡體結構、變形特征及勘察資料綜合分析，該滑坡是因邊坡卸載而誘發的牽引式滑坡，主滑方向根據滑坡后緣、變形情況、臨空方向和地貌形態等綜合確定1#滑坡為NE83°，2#滑坡為NE30°；1#滑坡沿下部高速公路橫向寬約71 m，沿滑動縱向長達104 m。2#滑坡主滑方向為NE30°，沿下部高速公路橫向寬約78 m，沿滑動縱向長達123 m。

1#滑坡：主滑帶埋深2.8 m～11.8 m，主滑段滑動面傾角24°左右，后緣傾角83°左右。2# 滑坡：滑帶埋深2.5 m～17 m，主滑段滑動面傾角7°左右，主滑段滑動面后緣傾角59°左右。

1#滑坡依附于變質砂巖頂面發育，根據勘探資料，滑帶主要物質為粉質黏土；2#滑坡依附于碎石土頂面發育，根據鉆孔揭露，滑帶主要物質為粉質黏土。

1#滑坡體體積約為3.11×104m3，為一中層小型牽引式滑坡。2#滑坡體體積約為3.5×104m3，為一中層小型牽引式滑坡。

4 滑坡變形原因分析

4.1 滑坡產生的內在條件

（1）山地坡麓廣泛分布坡積、殘積黏性土夾碎塊石。

（2）柯街斷裂和南汀河斷裂是主要的發震構造，區域內新構造運動強烈。

4.2 產生滑坡的誘發因素

（1）人為切割坡腳（抗滑部分），造成支撐力降低。

（2）區域內地震活動頻繁。地震時，斜坡獲得過剩的水平加速度，即使垂直位移量極小，但水平的位移量可以很大。

（3）降雨。區域內雨季持續時間較長，且經常是持續降雨。降雨一方面增加了滑體質量，另一方面降低了滑面的抗剪強度。

據調查資料，幾乎區域內所有滑坡、崩塌等地質災害的發生多集中在每年5-10 月份，其中，年內降雨高峰期為7-9 月份，地質災害發生頻率最高，地質災害年內發生次數呈單峰分布。

5 滑坡穩定性分析

該滑坡為松散堆積層斜坡，由于滑坡物質結構為粉質黏土，當滑坡沿覆蓋層與基巖接觸面滑動時，綜合確定滑坡的滑動帶（面）呈折線型，適用規范規定的不平衡推力傳遞系數法計算潛在滑坡穩定性系數和推力。

1#滑坡：滑體粉質黏土容重取19 kN/m3，滑體粉質黏土飽和狀態下容重取25 kN/m3。

2#滑坡：滑體粉質黏土容重取19 kN/m3，碎石土取20 kN/m3，強風化板巖取20 kN/m3，滑體粉質黏土飽和狀態下容重取25 kN/m3。

滑動面抗剪強度參數主要依據試驗數據、反算值并結合工程經驗綜合分析取得。根據滑坡的特性與當前所處的階段，采用代表性土樣，并用與滑坡滑動特點相似的試驗方法測定C、Φ。見表1。

表1 滑坡穩定性計算表

1#滑坡，正常工況：C=8 kPa，Φ=18.4°；暴雨工況：C=6 kPa，Φ=17.4°。

2#滑坡，正常工況：C=8 kPa，Φ=10.6°；暴雨工況：C=6 kPa，Φ=9.6°。

6 治理方案

6.1 支擋工程

1#滑坡坡腳采取設置預應力錨索抗滑樁，共計12根，樁截面為2.5 m×2.5 m，長度為25 m，樁中心間距為6 m，預應力錨索樁距樁頂1.5 m 處設置一索預應力錨索，如圖2 所示。

圖2 1#滑坡治理方案圖

2#滑坡坡腳采取設置抗滑樁，共計13 根，樁截面為2.0 m×2.0 m，長度為22 m，樁中心間距為6 m，二級平臺設置預應力錨索抗滑樁，共計13 根，樁截面為2.5 m×2.5 m，長度為20.5 m，樁中心間距為6 m，錨索長45 m，錨固段10 m，預應力錨索樁距樁頂1.5 m 處設置一索預應力錨索，如圖3 所示。

圖3 2#滑坡治理方案圖

樁之間設擋土板，擋土板截面采用槽型板，擋土板后設置袋裝砂夾卵石反濾層，厚0.3 m，吊裝孔可用作泄水孔。

6.2 坡面加固、防護

邊坡第一級采用錨桿格梁，第二、三級采用預應力錨索框架。

6.3 坡面截排水工程

坡口線外側5 m 設置截水溝，裂縫用黏土夯實封閉。

7 結束語

近年來，隨著山區的開發，由人類活動所引起的工程滑坡逐步增加，不僅在公路方面，水利、建筑和礦產開發等方面也都直接或間接地受到滑坡的危害。工程建設中邊坡開挖不可避免，設計過程中應重視邊坡工程，盡量避免坡腳開挖誘發工程滑坡。