王 禹，高文濤

(1.湖北省電力勘測設(shè)計(jì)院，湖北武漢 430040;2.中國公路工程咨詢集團(tuán)有限公司，湖北武漢 430052)

1 工程概況

渝湘高速公路ZK37+180～ZK37+420段滑坡位于重慶市酉陽縣與黔江區(qū)交界的黑水鎮(zhèn)大涵村，面積約0.1 km2，高速公路路線從該段滑坡中前部通過。

原設(shè)計(jì)ZK37+180～ZK37+420段以挖方路基為主，中心挖方深度一般為0～6 m。其中左側(cè)挖方邊坡ZK37+180～ZK37+240范圍內(nèi)超過10 m，其邊坡設(shè)計(jì)為臺(tái)階式，每級(jí)坡高為8 m，平臺(tái)寬度為2 m，邊坡坡率一般為1∶0.75 ～1∶1.00;第一、二級(jí)邊坡均采用錨桿格子梁支護(hù);ZK37+240～ZK37+420段左側(cè)挖方高度一般為3～10 m，邊坡坡率一般為1∶1.00，均采用預(yù)制框格填土綠化［1，2］。

該段路基開挖初期，其邊坡整體穩(wěn)定性良好，未出現(xiàn)變形開裂等跡象，在開挖后三個(gè)月內(nèi)，適逢重慶地區(qū)多次出現(xiàn)暴雨天氣，該區(qū)域并未發(fā)生大面積的滑坡，只出現(xiàn)了局部滑塌現(xiàn)象。后來在遭受百年一遇暴雨后，該段路基左右側(cè)邊坡及山體出現(xiàn)開裂變形，地面出現(xiàn)局部區(qū)域的隆起開裂，路線左側(cè)的民房墻壁、地面也出現(xiàn)多處變形，隨著時(shí)間的推移，變形繼續(xù)加劇。

2 地質(zhì)環(huán)境

2.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

滑坡區(qū)大的地貌單元屬構(gòu)造剝蝕和構(gòu)造溶蝕中低山地貌區(qū)，為梳狀中低山區(qū)，高程在500～1 000 m。大地構(gòu)造單元位于黔江凹褶束區(qū)，構(gòu)造形跡總體走向北北東—北東向，構(gòu)造部位位于咸豐背斜北西翼，受銅西向斜與廣元蓋向斜交匯部位翹起端的影響。區(qū)內(nèi)地層主要為古生代的奧陶系(灰?guī)r為主)、志留系(頁巖為主)、二疊系(灰?guī)r為主)地層，泥盆系局部可見，石炭系缺失。因此，志留系與二疊系間為不整合接觸。受構(gòu)造控制，區(qū)內(nèi)常形成北北東向或南東東向的陡崖地形，陡崖下部的斜坡地帶堆積有大量的灰?guī)r崩塌大塊石，斜坡穩(wěn)定性較差。

2.2 水文地質(zhì)條件

滑坡區(qū)地下水主要賦存于第四系松散堆積體中，基巖裂隙水不發(fā)育，大氣降水為主要補(bǔ)給源?；麦w下鄰長青子河，地下水順地勢向長青子河排泄，中下部地下水位高。據(jù)勘察期間對(duì)鉆孔地下水的觀測，鉆孔內(nèi)不具統(tǒng)一水位，降雨(特別是暴雨)對(duì)滑坡體水位的動(dòng)態(tài)影響大。由于滑坡體組成不均，中上部以塊石土為主，而中下部則以粉質(zhì)粘土為主，使得地下水易沿塊石土中的孔隙下滲。據(jù)地下水及地表水試驗(yàn)資料顯示，地下水、地表水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)及混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋均具微腐蝕性。

2.3 滑坡物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

滑坡主滑方向58°，平面形態(tài)呈“圈椅”狀，后緣高程約782～785 m，前緣邊界裂縫最低高程711.0 m，裂縫還在繼續(xù)向前擴(kuò)展;滑坡體構(gòu)成的斜坡呈階梯狀，坡度變化較大，滑坡縱長250 m，橫向平均寬約280 m，面積約0.1 km2，滑體厚度8～30 m，平均厚度15 m，體積約為135×104m3。滑床面形態(tài)橫向上呈波浪形，縱向上呈折線形，滑床面傾角為:后緣59°～66°，中后部21°～26°，中前部4°～8°。滑坡體物質(zhì)組成如下:

(1)滑體 滑坡體主要由第四系崩坡積層(Q4

col+dl)、第四系人工填土(Q4ml)組成，滑體厚度8～30 m，變化較大?？傮w呈前、后部較薄、中部厚，兩側(cè)較薄的特征。

(2)滑帶(面) 滑體物質(zhì)主要由灰?guī)r塊石夾粉質(zhì)粘土組成，由于滑坡處于蠕滑變形階段，滑帶(面)特征不明顯，在基巖面上分布有一層厚度0.8～6.5 m的灰褐色粘土(頁巖全風(fēng)化層)，是滑坡中后段的滑帶土;根據(jù)實(shí)際剖面情況結(jié)合地面調(diào)查綜合分析確定主要的滑面為土巖接觸面，局部從土體中穿過，滑帶土多為基巖面上灰褐色粘土及塊石土中的軟弱層帶，滑面平面形態(tài)呈折線型。

(3)滑床 滑床面呈一折線形，滑床面坡度中前緣較緩(坡角 4°～8°)、中后緣較陡(坡角 21°～26°)，主要為志留系下統(tǒng)龍馬溪群強(qiáng)風(fēng)化頁巖組成，巖層產(chǎn)狀312°∠35°，局部滑床物質(zhì)為第四系土體。

滑坡主要發(fā)生在堆積層中，滑體的形態(tài)主要受堆積床面(參見圖1)的形態(tài)影響。由圖可見，基巖面在擬建道路區(qū)及滑坡南側(cè)有一淺溝，道路以西的斜坡上，基巖面總體平直?；w厚度在中后部基本上成厚板狀，滑面平直，而在前部，滑面由于受基巖凸起影響而反翹。

3 滑坡的成因及特點(diǎn)

3.1 滑坡成因

滑坡的形成，是由其地形地貌、地層巖性及水共同作用的結(jié)果，影響滑坡的主要因素如下［3］:

(1)崩塌體的存在為產(chǎn)生滑坡提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。滑坡物質(zhì)以厚度較大的塊石土為主，其間充填粘性土或存在架空現(xiàn)象，為穩(wěn)定性較差的巖土體。

(2)地形坡度條件為滑坡形成與位移提供了臨空面，前緣斜坡具有良好的臨空條件，為滑坡形成提供了空間條件，滑坡前后緣較大的高差為滑坡儲(chǔ)備了較大的勢能。

(3)由于滑體物質(zhì)極為不均，幾乎不存在連續(xù)的一個(gè)界面，地表水及土體孔隙水的運(yùn)動(dòng)，使中下部的土體長期處于飽水狀態(tài)，并形成軟弱面，其抗剪強(qiáng)度降低，是滑坡形成的重要條件。

(4)水的作用是滑坡形成的激發(fā)因素。由于2007年7月百年一遇的特大暴雨作用，雨水的下滲形成較大的滲透壓力，降低滑面的抗剪強(qiáng)度，增加滑體的重量，為滑坡的最后形成起到關(guān)鍵作用。

(5)人類工程活動(dòng)。渝湘公路在滑坡中前部開挖，對(duì)加速滑坡活動(dòng)，減小斜坡的穩(wěn)定性起了一定推動(dòng)作用。

綜上所述，滑坡變形受地形地貌、巖土結(jié)構(gòu)和物質(zhì)組成等因素控制;百年一遇暴雨起到重要誘發(fā)作用，工程建設(shè)在滑坡中前緣減載對(duì)滑坡活動(dòng)起到推動(dòng)作用。

3.2 滑坡特點(diǎn)

本滑坡關(guān)鍵性特征主要有以下幾點(diǎn):

(1)滑坡為覆蓋層滑坡，滑體主要由塊石土組成，結(jié)構(gòu)松散，中下部土多呈軟—可塑狀。

(2)滑坡體下鄰長青子河，中下部地下水位高，地下水較豐富，且地下水位除受天然降雨影響外，還受長青子河水位抬升影響，且滑坡中部分布有供應(yīng)附近村民取水的泉眼。

(3)滑體厚度大，且厚度較大地段主要分布于路線附近。

(4)滑坡除沿基巖頂面滑動(dòng)外，中部剪出也是滑坡體的主要破壞形式。

(5)滑坡規(guī)模大，在提供抗滑力的路基附近剩余下滑力大。

(6)滑坡體下伏基巖弱風(fēng)化巖樣飽和抗壓強(qiáng)度只有2.70～4.31 MPa，屬極軟巖，且基巖遇水易軟化泥化。

4 滑坡穩(wěn)定性分析［4］

4.1 計(jì)算方法

根據(jù)滑坡的滑動(dòng)面呈近似折線型，故采用傳統(tǒng)的傳遞系數(shù)法對(duì)滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算分析。

4.2 滑坡巖土物理力學(xué)參數(shù)取值

由于滑坡物質(zhì)主要為崩坡積堆積層，室內(nèi)試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)不能完全反映滑坡實(shí)際情況，但根據(jù)滑坡分兩級(jí)滑動(dòng)，且具分時(shí)序滑動(dòng)的特點(diǎn)，考慮后緣裂縫尚未完全貫通，基本上處于極限狀態(tài)，具備反分析條件，故主要依據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)資料結(jié)合剖面試算法綜合取滑面抗剪強(qiáng)度參數(shù)，物性指標(biāo)主要采用試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，物理力學(xué)參數(shù)則根據(jù)各斷面反演成果差異取值。

4.3 穩(wěn)定性計(jì)算成果

根據(jù)模型組合以及工況組合關(guān)系，根據(jù)控制性鉆探資料，對(duì)滑坡典型斷面(見圖2)進(jìn)行穩(wěn)定性分析計(jì)算，1-1'斷面因無第二級(jí)滑動(dòng)，僅計(jì)算了4種組合，其余主要斷面均有10種組合計(jì)算。同時(shí)，為了確定對(duì)滑坡穩(wěn)定性構(gòu)成影響的因素，選取了2-2'，3-3'斷面恢復(fù)到開挖前進(jìn)行前級(jí)滑動(dòng)道路區(qū)剪出天然狀態(tài)、暴雨?duì)顟B(tài)的穩(wěn)定性檢算。分析計(jì)算成果見表1。

圖2 滑坡防治工程布置平面圖及計(jì)算剖面Fig.2 Planar graph and calculating profile of control engineering of landslide

表1 穩(wěn)定性計(jì)算成果表Table 1 Calculation results of stability

5 滑坡段整治設(shè)計(jì)

對(duì)滑坡整體穩(wěn)定性進(jìn)行分析后，初步認(rèn)為在滑坡段路基右側(cè)靠近河邊設(shè)置支擋措施具有可行性;但根據(jù)勘察報(bào)告提供的參數(shù)，在綜合分析滑坡中部剪出可能性后可知，滑坡除可能在路基范圍內(nèi)及滑坡前緣基巖頂面剪出外，在標(biāo)高710 m左右的土體也存在剪出的可能。本方案設(shè)計(jì)確定了采用清方結(jié)合支擋的方案進(jìn)行綜合整治的原則，由此提出了以下三個(gè)方案進(jìn)行綜合比選:第一方案——上部支擋中下部清方方案，第二方案——上部清方中下部支擋方案，第三方案——雙排樁結(jié)合清方方案。經(jīng)過對(duì)上述三個(gè)方案的綜合分析后，最終推薦第三方案，具體工程措施［4，5］(見圖 2和圖3)如下。

5.1 地表及地下排水

截:滑坡邊界設(shè)置環(huán)形封閉截水溝以攔截和旁引滑坡范圍外的地表和地下水，使之不進(jìn)人滑坡區(qū)。

排:于清方范圍內(nèi)每15～20 m設(shè)置一道垂直于路線方向的排水滲溝，平行于路線方向設(shè)置兩道排水滲溝，排水滲溝尺寸均為100 cm×100 cm。泉眼處設(shè)置集水滲井，在清方過程中在地下水豐富地段設(shè)置排水滲井與排水滲溝連接。

堵:用隔水性較好的粘土材料填塞滑體上的裂縫，防止地表水滲入滑坡體內(nèi)。

5.2 上部錨索抗滑樁加固

首先于滑坡體后緣ZK37+205～ZK37+345距離測設(shè)線118 m處設(shè)置錨索抗滑樁，抗滑樁口徑為2.5 m ×3.5 m，樁長 25m，樁頂端設(shè)置 4 孔 6Φj15.24鋼絞線預(yù)應(yīng)力錨索，單孔錨索設(shè)計(jì)錨固力60 t，錨索長為25 m，為壓力分散型錨索，設(shè)計(jì)錨固長度為10 m，錨固段全部位于弱風(fēng)化基巖內(nèi)。錨索抗滑樁設(shè)計(jì)抗滑力為260 t/m，樁身長軸走向?yàn)?8°0'0″，要求樁身嵌入弱風(fēng)化基巖的長度≥11 m。

5.3 中下部清方及部分抗滑樁加固

待錨索抗滑樁施工完畢后，自距離路基測設(shè)線118 m處由上至下，由中間向兩側(cè)清除部分滑坡體，清方完畢后于ZK37+200～ZK37+250段距離路基測設(shè)線外22.1 m處設(shè)置2.0 m×2.5 m長為20 m的暗埋式抗滑樁，樁間距5 m，本樁為嵌巖抗滑樁，設(shè)計(jì)抗滑力為90 t/m。于ZK37+250～ZK37+380段路基邊溝外側(cè)設(shè)置1.5 m×2.0 m長為11.5 m的暗埋式抗滑樁，本樁為非嵌巖樁，設(shè)計(jì)抗滑力為50 t/m。設(shè)置于路基附近樁體主要作用是防止整體穩(wěn)定的滑坡體發(fā)生局部原弧剪切破壞，威脅高速公路安全。

圖3 防治工程剖面布置圖Fig.3 Layout drawing of profile of control engineering

6 結(jié)語

(1)地質(zhì)勘察是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。在勘察過程中設(shè)計(jì)應(yīng)與勘察及時(shí)溝通協(xié)商，是加快勘察及設(shè)計(jì)工作的有效手段。

(2)大中型滑坡由于分布范圍廣，各計(jì)算斷面間滑動(dòng)面空間形態(tài)、穩(wěn)定性系數(shù)及剩余下滑力差別較大，如孤立各計(jì)算斷面將造成設(shè)計(jì)方案雜亂無章，必須綜合分析各計(jì)算斷面，以保證設(shè)計(jì)方案的合理性。

(3)支擋位置的選擇必須綜合剩余下滑力、基巖(嵌固段)埋深、基巖(嵌固段)巖土體完整度、基巖(嵌固段)坡度、地下水情況等綜合因素進(jìn)行設(shè)計(jì)，不能單獨(dú)只考慮個(gè)別因素進(jìn)行設(shè)計(jì)。

(4)大中型滑坡在結(jié)構(gòu)安全的前提下綜合考慮環(huán)保與施工安全及經(jīng)濟(jì)等因素，如設(shè)計(jì)偏重環(huán)保則應(yīng)盡量少清方，從而造成整治經(jīng)濟(jì)性較差且支擋結(jié)構(gòu)安全性也差，如不考慮經(jīng)濟(jì)性則滑坡整治施工安全難以保證且不利于環(huán)保。故大中型滑坡一般需要采取綜合整治方案進(jìn)行，保證結(jié)構(gòu)安全是貫穿設(shè)計(jì)的第一原則，然后還需重點(diǎn)考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、施工安全等多方面因素。

［1］中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院.公路設(shè)計(jì)手冊(cè)——路基［M］.北京:人民交通出版社，1996:137－161.

［2］JTGD30—2004，公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］王恭先，徐峻齡，劉光代，等.滑坡學(xué)與滑坡防治技術(shù)［M］.北京:中國鐵道出版社，2007:94－108.

［4］鄭穎人，陳祖煜，王恭先，等.邊坡與滑坡工程治理［M］.北京:人民交通出版社，2007:94－145，246－293.

［5］DZ/T0219—2006，滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)程［S］.