樂西高速張油坊滑坡地質選線研究

李 博，何 韜，廖文林

（1.四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司,四川 成都 610041；2.綿陽市安州區自然資源局地質環境監測站，四川 綿陽 621000）

1 工程概況

樂山至西昌高速公路位于四川省以南的樂山市、涼山州境內，是《四川省高速公路網規劃》的重要組成部分，是成都平原與攀西高原的重要戰略通道，全線貫穿大小涼山大量彝族聚居區，也是重要扶貧通道[1]。

張油坊滑坡位于樂山市馬邊縣城以北約1.2 km處的馬邊河右岸的張油坊村境內，場地內有簡易公路可以到達場地。該滑坡橫向起于路線K0+200～K1+690，平均寬度約1.2 km，長約1.6 km，平均厚度約70 m，滑坡體約1.4 億m3，該滑坡為牽引式巨型深層巖質順層古滑坡,路線擬從滑坡體中部以隧道的形式通過[2]。

2 場地地質環境

2.1 地形地貌

測區處于大涼山北段西側，馬邊河由南向北沿路線右側約1 km 處通過。測區分水嶺山脊海拔多在1900～2000 m，馬邊河谷底海拔約520 m，相對高差大于1000 m，屬深切割構造侵蝕中山地貌，受馬邊河及其支流的切割，在平面上多形成的單面山邊緣具階梯狀的陡峻谷坡的地貌景觀。地形地貌受馬邊河及其支流切割的影響，溪溝發育，溝谷縱橫。

2.2 地層巖性

場地內經地調及鉆探揭露地層為新生界第四系全新統滑坡堆積層（Q4del）及中生界侏羅系上統沙溪廟組（J2s），地層巖性分述如下。

2.2.1 第四系全新統滑坡堆積層（Q4del）

粉質黏土：灰棕色，以粉黏粒為主，硬塑狀。全層結構不均，含少量粉砂巖、粉砂質泥巖質角礫及塊石，局部因塊石含量增多而呈含塊石低液限粉質黏土。

塊石：灰棕-棕紅色，局部夾綠灰色，石質以粉砂質泥巖為主，細砂巖、粉砂巖次之，棱角狀，部分塊石強風化。結構不均，局部塊石含量增多而呈塊石，含量減少而呈塊石質土，局部段粉質黏土富集，有架空現象，地表可見塊石直徑5～8 m。全層松散，潮濕，透水性較好。

鉆探揭露最大厚度147.1 m，路線在滑體下方通過，分布于K0+800～K2+530。

2.2.2 中生界侏羅系上統沙溪廟組（J2s）

粉砂質泥巖，棕紅色，礦物成分以粉質黏土礦物為主，鈣泥質膠結，粉泥質結構，薄層-中厚層狀構造。裂隙不發育，層間結合一般，巖石具飽脫風化開裂特征。

細砂巖，紫灰色，礦物成分以石英為主，長石、巖屑次之，泥鈣質膠結，細粒結構，中-厚層狀構造，結構不均，沿層理云母富集，夾泥質團塊或泥質條帶。

該層厚度>500 m，分布于整個場地，臥于松散層下，出露于斜坡陡坎、峭壁。

2.3 地質構造及地震基本烈度

場地位于軸向南北的砂腔背斜東翼，軸向近南北的馬邊向斜東翼南段翹起端，五指山背斜西段傾末端[3]。層由中生界侏羅系下統沙溪廟組（J2s）地層組成，巖層產狀單斜，巖層產狀主要受馬邊向斜控制。

場地內巖層產狀268°～282°∠25°～32°，主要發育兩組近正交的構造節理。L1：20°～35°∠60°～90°，L2：275°～300°∠65°～90°，兩組裂隙垂向止于粉砂質泥巖層面上，巖石在節理、層面的切割下巖體呈碎塊狀結構。

區內新構造運動的特點上升運動為主，根據GB 18306—2015《中國地震動參數區劃圖》，區內地震動峰值加速度為0.15 g，地震動反應譜特征周期為0.40 s，場地對應地震基本烈度為Ⅶ度。

3 張油坊滑坡成因機制分析

3.1 滑坡的形態規模

該滑坡為牽引式巨型深層巖質順層滑坡，滑坡后壁及后緣拉裂槽清晰可見，上中部可見滑動的基巖產狀紊亂；下部則為塊石。目前方案路線于滑面下部以隧道的形式通過。滑坡主軸在K2+000 附近，軸向280°，主軸長1 700 m。滑坡后緣在K1+600～K2+300 左側300～360 m，前緣在隧道右側馬邊河邊，距隧道最遠處1 350 m。平均寬約1.2 km，隧道地表通過滑坡路段長1 550 m，厚度17.3～147.1 m。

該滑坡形成系由馬邊河的沖刷、切割，巖體產生沿層面的順層滑動，將馬邊河擠壓。滑體受馬邊河的沖刷、淘蝕再次形成的多級次生滑動，滑體上見有多級不連續的、高低不一的平臺，地形向坡下凸起，壓迫河道向W 凸起，滑動的塊石層覆蓋河床的卵石層約3～10 m。

古滑坡的右前部有較多的次生滑體，較大的體積大于10 萬m3。從上到下均有解體嚴重呈塊碎石狀的滑體，也有基本沒有解體的像大片出露的基巖（假基巖）。

滑坡后緣有3 處槽地地形，K0+700 左側約300 m處槽地長150 m，寬60 m，深約5～10 m，槽內為荒地。槽兩側基巖有錯位現象。陡坎上有危巖分布，地表可見塊石散落，粒徑＞2 m。槽地以下，為一坡脊狀地形；K0+900 m 左側約350 m 處槽地長160 m，寬70 m，深約7 m，槽內為荒地，臺緣向坡下明顯凸起。槽地上部斜坡覆蓋層較薄，偶見基巖出露。槽地下方為一陡坎，坎邊處基巖松動體出露，產狀異常；K1+300 m 左側約350 m 處槽地長250 m，寬80 m，深約3～5 m，槽內農舍分布，見多級平臺，平臺上農田分布，臺緣向坡下明顯凸起，槽地左側約130 m處可見滑坡后壁，后壁處滑床基巖產狀由北向南從275°∠25°到280°∠29°到282°∠32°。

滑坡下部，地形凹凸不均，總體向馬邊河凸起并擠壓馬邊河道，地表塊石散布，地形陡緩不均，臺階不連續，農田、荒地混雜，地形較零亂，據當地老鄉介紹，每年雨季時坡表均有小規模的滑塌，根據《四川省樂山市馬邊縣地質災害隱患排查報告》（2017年），馬邊縣國土資源局對張油坊古滑坡的前緣地段實施了地質災害防治治理工程。主要治理工程措施為：抗滑樁板墻+格構錨索，治理工程于2016 年1月竣工，經過1 個水文年的試運行，復核其工程治理有效性較好，目前安全性較好，公路擋墻基本完好，進一步說明該古滑坡目前整體穩定。

3.2 滑面的確定及滑面的形態

勘察期間，部分鉆孔在揭露滑體下部土體至巖面時，鉆探揭露的多為塊石、粉質粘土質角礫，并且大量鉆孔采取的巖樣產狀不一，采芯率及塊石的質量指標較高，雖表明該巖樣系曾發生滑動的基巖，部分鉆孔未見有明顯的滑動面，鉆孔于106.2 m 處見10 cm 厚軟弱夾層、鉆孔于51.75 m 處見傾角約65°光滑鏡面及擦痕，56.7 m 處見10 cm 厚軟弱夾層、鉆孔于110 m 處見傾角約32°光滑鏡面及擦痕、鉆孔于68.7 m 處見傾角約12°光滑鏡面及擦痕，68.9 m處見5 cm 厚軟弱夾層、鉆孔揭露上部為砂泥巖塊石，下部為卵石，表征上覆土體曾快速的覆蓋（滑動）其上，該河道發生過變遷，向南凸起。

根據現場地質調查分析并結合鉆探巖芯的情況，可推斷塊石與基巖、卵石的界面為主滑面。次級滑面則受塊石中的低液限粉質黏土控制，具多條、多級而互不連續性。

3.3 滑坡的成因分析

（1）環境地質條件差。場地地層為侏羅系沙溪廟組粉砂質泥巖與細砂巖不等厚互層。根據區域地質環境來看，場地位于近東西向的馬邊—沐川弧形構造帶于川滇南北向構造帶的北段交切復合地帶，地形、巖層走向都受構造控制，構造應力集中，巖層中節理裂隙發育，巖層破碎。涉及主要構造為馬邊向斜，其軸向呈近南北方向展布。場地位于向斜東翼上，地層產狀表現出整體傾向西（略偏北）。這樣，馬邊河左岸為逆向坡，右岸為順向坡，坡度緩，一般在20°～35°，場地晚近時期構造活動仍很活躍，為川西南主要的地震帶。歷史記載發生過地震烈度為六級以上地震30 次，1936 年場地東南19 km 曾發生6.75 級強震，更早、更強的地震沒有詳細記錄。1975年以來發生三級以上的有感地震26 次。強烈的地震活動觸發了滑坡的發生。

（2）馬邊河水常年對凹岸、坡腳沖蝕，降低了斜坡的穩定性。據馬邊水文站多年的觀測:馬邊河流域多年平均降雨量為1 074.3 mm，最大年降雨量為1 688 mm。并且雨水集中，降雨強度大。5—10 月降雨量占全年的88%。馬邊河多年平均流量為79.5 m3/s，汛期集中在雨季。因而在雨季河流強烈侵蝕坡腳，破壞了其原有的平衡狀態，加之巖體風化剝蝕強烈，坡積層較厚。在汛期大量雨水滲入坡體后，增大了巖體中的孔隙水壓力，進一步降低了穩定性。前緣稍加破壞或受其他因素誘發就能引起滑坡。2019年馬邊河遭遇50 年一遇特大洪水，馬邊城水位高于橋面2 m，最大洪峰流量達1000 m3/s 以上。馬邊河的侵蝕沖刷是古滑坡發生的重要因素，強烈地震可能是誘發的原因。順向坡的不利產狀是滑坡產生的內因。

4 滑坡的穩定性評價

4.1 定性評價

古滑坡總體處于基本穩定狀態，在今后強降雨或地震及人為因素情況下，仍有局部復活的可能。

該古滑坡形成年代久遠，后經過多次局部滑動，現整體處于穩定狀態，如果按目前的設計方案，隧道洞頂距滑面底部最小厚度為46 m（K1+200 附近洞身），最大厚度270 m（K2+450 洞身），隧道施工對整個坡體擾動較小，對該古滑坡的整體穩定性影響不大。

4.2 定量評價

滑坡物質組成主要為塊石，滑面物質主要為粉砂質泥巖軟弱夾層。滑面主要為直線形，采用基于極限平衡理論的折線型滑動面的傳遞系數法對滑體進行穩定性分析及計算。

目前滑坡處于基本穩定狀態，結合已有工程經驗及現場調查等，取其天然工況下綜合重度為22.5 g/cm3，暴雨工況下綜合重度為23.0 g/cm3。

計算出主滑斷面在各工況下的穩定系數見表1。根據計算結果，滑坡在暴雨、地震、天然工況下均處于基本穩定狀態。

表1 滑坡綜合抗剪強度反算參數取值與穩定性計算結果

5 地質選線原則

（1）應選擇地質穩定、地形條件較好的地區通過，盡量避免穿過不良地段[4]。張油坊滑坡為巨型深層巖質順層古滑坡，具有分布范圍廣，滑面埋深大等特點。滑坡治理難度極大，治理工程風險高[5]，高速公路路線應當繞避張油坊古滑坡。

（2）地質選線應充分利用有利地形、地勢優化平縱線型，路線選擇需達到平面順適、縱面均衡、橫面合理的效果，并滿足相關技術標準和規范的要求[6]。

（3）樂西高速公路是聯系成都平原經濟區與攀西高原的重要戰略通道，工程建設耗資巨大，工程技術難度高。在選線工作中應綜合考慮工程經濟因素，合理優化路線方案，以達到縮減工程規模降低工程造價的效果[7]。

6 線路方案比選

從初步設計到施工圖設計階段，路線設計共草擬出多個不同方案。主要包括以下3 種路線方案：（1）初設方案以挖方形式通過古滑坡中前部，路線兩側擋土墻基礎施工將開挖形成臨空面，如不加以防護將導致坑壁土體不斷的滑塌，并逐漸向坡上發展，從而破壞古滑坡的現有平衡狀態，形成大面積的巖土體失穩下滑，導致古滑坡局部復活。（2）最初的施工圖設計方案以隧道形式通過，局部段隧道洞身將從滑體內通過，還有部分段洞頂上方靠近滑面底部，隧道開挖過程中極易造成隧道冒頂等事故，以至于擾動滑體誘發整個古滑坡左側復活。（3）施工圖設計最終采用的方案以隧道形式從滑面下方通過，隧道洞頂距滑面底部最小厚度為46 m（K1+200 附近洞身），最大厚度270 m（K2+450 洞身）。經過驗算滑面底部距隧道頂板距離達到安全厚度，隧道施工對整個坡體擾動較小，對該古滑坡的整體穩定性影響不大。

最終路線方案從滑面底部一定距離通過，成功繞避了張油坊巨型古滑坡，不僅確保了高速公路施工及運營安全，同時也降低了滑坡治理費用，路線線型也滿足相關要求，保證行車安全與舒適，設計方案達到最優。

7 結論

通過工程地質調查、現場鉆探等綜合手段，查明了樂西高速張油坊古滑坡的滑坡規模、滑面特征、滑坡成因，并在此基礎上進行了穩定性分析，為優化路線方案提供了地質依據。通過地質選線成功繞避了張油坊巨型古滑坡，確保路線方案使用安全、線型舒適、造價合理[8]。實踐證明，樂西高速張油坊古滑坡地質選線理念、思路和工作是合理可行的，對順層古滑坡段地質選線具有一定的借鑒意義。