鐵路線側(cè)塹坡滑坡工程地質(zhì)勘察評(píng)價(jià)

［關(guān)鍵詞］鐵路線；滑坡；工程地質(zhì)；京九線

在當(dāng)今社會(huì)背景下，鐵路交通在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中扮演著極其重要的角色，我國(guó)每年新建鐵路線約5000 km，為提升我國(guó)綜合國(guó)力做出了巨大貢獻(xiàn)[1]。作為重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，我國(guó)鐵路每年承擔(dān)了大量的生產(chǎn)生活物資運(yùn)輸任務(wù)，也是世界上運(yùn)輸任務(wù)最為繁忙的鐵路。然而在鐵路交通愈發(fā)發(fā)達(dá)的情況下，鐵路安全越來(lái)越受到人們的重視，構(gòu)成鐵路安全威脅的主要因素之一是滑坡[2]。滑坡是指一定自然條件下的斜坡，在重力作用下或在人類工程活動(dòng)影響下使部分土體或巖體沿著一定的軟弱面（帶），整體或間歇性地以水平位移為主的嚴(yán)重變形現(xiàn)象[3]，影響滑坡的因素很多，最主要的觸發(fā)因素是降雨，據(jù)估計(jì)，約60%的滑坡是由降水引起的[4]。影響滑坡的根本因素在于鐵路線所經(jīng)地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境及構(gòu)造[5]。了解鐵路線附近的工程地質(zhì)條件對(duì)保障鐵路安全具有重要意義。文章以京九線鐵路某段為例，開(kāi)展側(cè)塹坡滑坡工程地質(zhì)勘察，查明該段工程地質(zhì)與水文地質(zhì)情況，分析滑坡成因，為保障京九線安全運(yùn)行、增強(qiáng)防御減災(zāi)能力提供依據(jù)。

1. 工程概況

滑坍位置位于京九鐵路某段左側(cè)塹坡，滑坍體軸線長(zhǎng)約42 m，滑坡方向垂直于鐵路（北偏西68°），寬約260 m，最大相對(duì)高差約17 m。該段線路原始地貌為低丘崗地，修建鐵路時(shí)對(duì)山體進(jìn)行開(kāi)挖，塹坡下部為漿砌片石擋墻防護(hù)，擋墻高2～5 m，寬約1.2 m，上部為一級(jí)土質(zhì)邊坡，坡率1∶1.5～1∶1.75，塹高5～12 m，局部骨架防護(hù)。K1643+090～+163段擋墻多處出現(xiàn)不規(guī)則裂縫，裂縫寬1～4 mm，局部外鼓，外鼓嚴(yán)重處達(dá)4 cm；該段下部板蓋側(cè)溝外擠起拱，K1643+142處上拱26 cm，外擠導(dǎo)致側(cè)溝溝寬僅剩6 cm（原溝寬28 cm）；線路上拱約15 mm；007#電氣化柱向線路方向傾斜；距塹頂約8 m處有一條長(zhǎng)約18 m的裂縫，裂縫寬10～20 m，下挫約10 cm。滑坍發(fā)生后已采取臨時(shí)防護(hù)措施：用黏性土回填、夯實(shí)裂縫；刷方減載（減載后坡率1∶2～1∶2.5）；用塑料薄膜覆蓋坡體，防止雨水下滲。

為查明該線路附近測(cè)區(qū)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、各種結(jié)構(gòu)面特征及組合關(guān)系、層間軟弱夾層，含水層性質(zhì)、厚度、補(bǔ)給源等水文地質(zhì)條件。對(duì)滑坍的穩(wěn)定性、變形破壞的發(fā)展趨勢(shì)作出評(píng)價(jià)。在區(qū)開(kāi)展工程地質(zhì)勘查工作，結(jié)合場(chǎng)地的地形、地貌條件和邊坡目前的變形范圍，沿滑坡軸向布置4條勘探線，每條勘探線布孔1～3個(gè)，共布設(shè)7個(gè)鉆孔，在勘探期間可根據(jù)情況適當(dāng)增減。勘探孔間距為25 m左右。勘探孔的深度應(yīng)穿過(guò)最深潛在滑坍面進(jìn)入穩(wěn)定巖土層不小于3 m，并應(yīng)進(jìn)入支撐結(jié)構(gòu)基底不小于3 m。

2. 工程地質(zhì)條件

2.1 工程地質(zhì)概況

坡區(qū)原始地貌為低丘崗地，地形起伏較大。塹坡高5～12 m，塹坡之上為自然山坡，地形較平緩。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015），該場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度為0.05 g，抗震設(shè)防烈度6度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。場(chǎng)地土的類別為中硬土—巖石，場(chǎng)地類別為Ⅱ類，特征周期Tg=0.35s。

測(cè)區(qū)位于武功山—玉華山逆沖推覆隆起地帶，主要構(gòu)造有北東—南西向的玉華山—吉水?dāng)嗔褞Ъ氨蔽鳌蠔|向的安福—吉水—寧都斷裂帶。根據(jù)大量鉆孔資料分析，區(qū)內(nèi)未見(jiàn)第四系厚度及巖相突變地段，反映第四系時(shí)期，特別是晚更新世以來(lái)斷裂活動(dòng)微弱。地殼的緩慢升降對(duì)場(chǎng)地影響不大。因此，測(cè)區(qū)新構(gòu)造活動(dòng)微弱，區(qū)域穩(wěn)定性較好。

2.2 地層巖性

山坡上部由棕紅夾灰白色粉質(zhì)黏土組成，底伏基巖為白堊系贛州組泥質(zhì)粉砂巖夾泥巖。在勘查的深度范圍內(nèi)主要分布的地層包括素填土、粉質(zhì)黏土、全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、弱風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、全風(fēng)化泥巖、強(qiáng)風(fēng)化泥巖以及弱風(fēng)化泥巖（圖1）。

素填土（Q₄^ml）：紫紅、棕紅色，主要成分為粉砂巖巖塊（屑），少量粉質(zhì)黏土，松散，稍濕，均勻性差，新近回填，欠固結(jié)，厚0～0.6 m。局部分布。

粉質(zhì)黏土（Q_p^el+dl）：棕紅夾灰白色，硬塑，稍有光澤，無(wú)搖振反應(yīng)，韌性和干強(qiáng)度中等，標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)測(cè)擊數(shù)N=13擊，層厚0～2.6 m。分布于低丘崗地上部。

全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖（K_1g）：紫紅色，原巖結(jié)構(gòu)已全部破壞，巖芯呈密實(shí)砂土狀，手捏即碎，遇水易崩解，N=25～30擊，層厚0.8～3.4 m，局部分布。

強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖（K_1g）：紫紅色，原巖結(jié)構(gòu)仍可辨認(rèn)，巖體節(jié)理發(fā)育，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理面被鐵錳氧化物渲染成黑色，巖芯呈碎塊狀、土夾碎塊狀，少量短柱狀。動(dòng)探反彈，厚2.0～8.8 m。

弱風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖（K_1g）：紫紅色，原巖結(jié)構(gòu)清晰，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)，巖體節(jié)理較發(fā)育，巖芯呈短柱狀，敲擊聲脆、易碎，遇水極易崩解，局部硅化。最大揭示厚度12.5 m。

全風(fēng)化泥巖（K_1g）：紫紅、青灰色，原巖結(jié)構(gòu)已全部破壞，巖芯呈堅(jiān)硬土狀，局部呈土夾砂礫狀，遇水易崩解，N=20～33擊，層厚2.5～5.1 m。

強(qiáng)風(fēng)化泥巖（K_1g）：紫紅、青灰色，原巖結(jié)構(gòu)仍可辨認(rèn)，巖體節(jié)理發(fā)育，層狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理面被鐵錳氧化物渲染成黑色，巖芯呈碎塊狀、土夾碎塊狀，少量短柱狀。動(dòng)探反彈。厚5.5～11.2 m。

弱風(fēng)化泥巖（K_1g）：紫紅、青灰色，原巖結(jié)構(gòu)清晰，層狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)，巖體節(jié)理較發(fā)育，巖芯呈柱狀、長(zhǎng)柱狀，敲擊聲啞、易碎，厚2.6～10.9 m，泥巖呈透鏡體狀分布于泥質(zhì)粉砂巖。

3 . 水文地質(zhì)特征及評(píng)價(jià)

場(chǎng)地地下水主要為孔隙潛水及基巖裂隙水，孔隙潛水賦存于第四系更新統(tǒng)坡殘積粉質(zhì)黏土中，水量較少；基巖裂隙水主要賦存于基巖構(gòu)造裂隙、層間裂隙和風(fēng)化裂隙，一般水量較小，只在構(gòu)造破碎帶及巖層節(jié)理裂隙發(fā)育部位，稍豐富。地下水位變化幅度大，主要受大氣降水補(bǔ)給。勘查期間穩(wěn)定水位埋深3.0～6.5 m。高程49.4～59.5 m。水位受季節(jié)變化影響變幅1～2 m。

勘察期間在已施工的鉆孔（ZK-3）中取水樣一組（圖1），對(duì)水質(zhì)分析可知，地下水pH值為7.07、侵蝕性CO₂ 為2.93 mg/L、Mg²⁺ 為61.49 mg/L、SO₄^2- 為483.84 mg/L。依據(jù)《鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（TB 10012-2019）附錄E判定，場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土具硫酸鹽侵蝕，侵蝕等級(jí)為H1級(jí)。

4 . 滑坡成因分析

針對(duì)滑坡的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程結(jié)合地形地貌、地層巖性及水文地質(zhì)條件等方面綜合分析，滑坡主要原因有如下幾點(diǎn)：

（1）水的作用。本區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)，雨量充沛；雨水沿坡面灌滲，地面裂隙的出現(xiàn)增加了地表水的下滲。土體因吸水飽和形成軟化帶，土體重度增大，抗剪強(qiáng)度降低，再加上土體內(nèi)地下水滲流增加了土體下滑力，引起塹坡土體滑坍。

（2）人為活動(dòng)。本段路塹是當(dāng)年修建京九鐵路時(shí)開(kāi)挖形成；開(kāi)挖時(shí)改變了土體原有的應(yīng)力平衡。塹坡下部為漿砌片石擋墻，擋墻施工質(zhì)量差。

（3）巖土工程性質(zhì)差。山坡上覆坡殘積粉質(zhì)黏土，孔隙大，易于地表水的下滲；泥巖及粉砂巖各風(fēng)化帶工程性質(zhì)差異較大，巖體破碎，層理發(fā)育，易形成滑坍面；泥巖呈透鏡體分布于泥質(zhì)粉砂巖，泥巖相對(duì)于泥質(zhì)粉砂巖為相對(duì)軟弱層，易形成滑坍面。

5. 結(jié)論與建議

通過(guò)對(duì)京九線某段工程勘察，查明了場(chǎng)地工程地質(zhì)概況，上層主要由棕紅夾灰白色粉質(zhì)黏土組成，底伏基巖為白堊系贛州組泥質(zhì)粉砂巖夾泥巖，場(chǎng)地土的類別為中硬土—巖石，場(chǎng)地類別為Ⅱ類。地下水主要為孔隙潛水及基巖裂隙水，孔隙潛水賦存于第四系更新統(tǒng)坡殘積粉質(zhì)黏土，水量較少，水質(zhì)為中性或弱堿性，侵蝕等級(jí)為H1級(jí)。該區(qū)域的滑坡主要因素為地表水的滲透作用引起塹坡土體滑坍。

綜合現(xiàn)場(chǎng)踏勘、地層巖性、水文條件、鉆探孔內(nèi)情況分析，滑坍面主要位于全風(fēng)化泥巖或強(qiáng)風(fēng)化泥巖層面，推測(cè)滑坍體厚4～7 m（減載后厚度）。若不及時(shí)根治，滑坍體可能繼續(xù)下滑，并產(chǎn)生深層滑動(dòng)，影響行車安全。

下一步建議采取措施，持續(xù)監(jiān)測(cè)山體的穩(wěn)定性，做好預(yù)報(bào)。同時(shí)加強(qiáng)止水、抽排水等措施。