呂昌明

（1蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院， 甘肅 蘭州730070；2中鐵西北科學(xué)研究院有限公司， 甘肅 蘭州 730000）

1.引言

滑坡是斜坡上的部分巖體或土體在自然或人為因素的影響下沿某個(gè)滑動(dòng)面發(fā)生剪切破壞向下運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，是邊坡變形破壞中分布最廣、較為常見(jiàn)的一種[6]。滑坡的原因有內(nèi)在原因和外部原因兩方面，內(nèi)在原因有地形地貌特征、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體結(jié)構(gòu)等，外部原因有水的作用、地震、人工開(kāi)挖等[1-4]，內(nèi)在原因?qū)吰碌姆€(wěn)定性起控制作用，外部原因則使邊坡下滑力增大，降低巖土體強(qiáng)度，削弱巖土體抗滑力，促進(jìn)滑坡發(fā)生[6]。對(duì)于滑坡必須采取相應(yīng)的治理措施[1-4]。

2.滑坡概況介紹

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沈海復(fù)線高速公路漳州段是海西高速公路路網(wǎng)布局“三縱八橫三環(huán)三十三聯(lián)”中二縱“沈海復(fù)線”的重要組成部分，也是泛珠江三角洲綜合交通規(guī)劃福州至廣州干線公路的重要組成部分。其中，某段路塹邊坡位于該高速公路右側(cè)，高速公路從該段斜坡中下部以路塹形式通過(guò)，位于省道203線上方，斜坡底部為河道較寬的河流。施工期間該段斜坡即發(fā)生滑坡，滑坡體積約23萬(wàn)m3?；碌捉缈梢?jiàn)明顯擦痕。該段斜坡地貌特征復(fù)雜，疑似存在古老滑坡問(wèn)題。鑒于公路建設(shè)中遇到的大型古老滑坡災(zāi)害對(duì)工程影響巨大，造成后期滑坡治理費(fèi)用較高[5]。

3. 工程地質(zhì)條件

3.1 地形地貌

該段斜坡依據(jù)高速公路以及省道203線的分布位置可劃分為三個(gè)區(qū)域：1區(qū)（高速公路右側(cè)斜坡），2區(qū)（高速公路與省道之間斜坡），3區(qū)（203省道與河道之間斜坡），如圖2所示。其中滑坡發(fā)生在1區(qū)內(nèi)。各區(qū)的地形地貌分別如下：

圖2 斜坡區(qū)域劃分圖

1區(qū)：該段斜坡較為平順，中前部坡度為22°～25°，被開(kāi)墾為柚子園梯田；中后部坡度較陡，為25°～28°；后部依附陡峻山體，山體坡度大于45°，斜坡表面可見(jiàn)崩積體塊石大面積分布。

2區(qū)：該段斜坡坡度坡長(zhǎng)約18m，坡度為25°～30°被開(kāi)墾為柚子園梯田，表層崩坡積碎石土，碎石含量約60%。

3區(qū)：該段斜坡較陡，坡度約為25°，中上部被開(kāi)墾為柚子園梯田，中下部覆蓋植被。

3.2 地層特征

區(qū)內(nèi)上覆第四系崩坡積層 下伏基巖主要為下白堊系下統(tǒng)帽山群（K1sh）凝灰?guī)r、凝灰熔巖及凝灰質(zhì)砂巖，斜坡基巖物質(zhì)組成為風(fēng)化層凝灰質(zhì)砂巖。各巖土層特征分述如下：

崩坡積層塊石土：質(zhì)地堅(jiān)硬，最大塊徑約1m。該層厚度最大約25m。

殘積層粉質(zhì)粘土：成分以粘粉粒為主，含少量礫碎石。厚度2-7.0m。

全風(fēng)化凝灰質(zhì)砂巖：遇水易崩解，手可捏成粉末，極軟巖，厚度2m-11.0m。

砂土狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰質(zhì)砂巖：基本風(fēng)化成土狀，含水量大，粘粒含量少。最大厚度約25m。

3.3 地質(zhì)構(gòu)造和地震

說(shuō)明：主要是對(duì)兩種表示方法的理解，讓學(xué)生掌握兩種表示方式，在點(diǎn)評(píng)中加強(qiáng)理解，在教師提煉中升華.問(wèn)題解決是一種探究的方法，既解決了問(wèn)題又發(fā)展了學(xué)生的素養(yǎng).

測(cè)區(qū)總體上位于閩西南坳陷帶東部的閩東火山斷坳帶，地處二級(jí)構(gòu)造單元的屏南—梅林?jǐn)嘞輲Ш椭軐帯A安斷隆帶，其次一級(jí)構(gòu)造屬坂仔—官陂斷隆亞帶，該亞帶為火山基底隆起帶，主要影響巖體的完整性。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及工程地質(zhì)調(diào)繪，場(chǎng)地附近未發(fā)現(xiàn)影響場(chǎng)地穩(wěn)定性的斷裂構(gòu)造通過(guò)。

據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306-2001），區(qū)內(nèi)基本地震動(dòng)峰值加速度a為0.10g，相當(dāng)于原區(qū)劃地震基本烈度七度區(qū)；地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期T為0.4s。

3.4 水文地質(zhì)

斜坡區(qū)地下水主要為賦存于松散堆積層中的孔隙潛水及基巖風(fēng)化帶內(nèi)孔隙裂隙水。松散堆積層孔隙潛水富水性較好，形成上層滯水，且水量較大，基巖風(fēng)化帶內(nèi)孔隙裂隙水富水性弱，均受大氣降水補(bǔ)給，水位隨季節(jié)變化較大。地表水主要接受大氣降水補(bǔ)給，斜坡由于人工改造梯田，地表徑流條件較差。基巖中紫紅色及黃灰色砂土狀強(qiáng)風(fēng)化基巖粘粒含量較高，為相對(duì)隔水層，勘察期間，該層潮濕。

4.滑坡原因分析

古老滑坡依據(jù)不足，經(jīng)分析滑坡原因如下：

4.1 地形地貌的原因

容易發(fā)生滑坡的地形是上下陡峭，中間平緩，上部坡形呈環(huán)狀，且滑坡區(qū)的斜坡具有一定的坡度和高度[2]。該斜坡區(qū)從地形上看屬于匯水面積較大，滑坡區(qū)（1區(qū)）上部山系高大，整體地形符合下部至上部的“陡—緩—陡”形態(tài)，為典型的滑坡地段地貌。另外，由于山坡遭受村民改造較大，坡面形成多級(jí)梯田，造成地表徑流條件差，地表水容易滲透補(bǔ)給地下水，改造后的地面特征加劇了滑坡的發(fā)生。

4.2 地層巖性的原因

4.3 水的作用的影響

地表水和地下水是構(gòu)成滑坡的重要因素之一，水對(duì)邊坡巖土體產(chǎn)生軟化或泥化作用，使巖土體抗剪強(qiáng)度大為降低[3,4]。該區(qū)地下水發(fā)育，不僅使坡面承受了靜水壓力，而且增加了巖土體重量，更重要的是為滑坡提供了變形加速潤(rùn)滑條件。村民改造后的多級(jí)梯田容易使地表水下滲。

地下水和地表水的下滲增大了砂土狀強(qiáng)分化層的含水量，長(zhǎng)期浸泡全風(fēng)化凝灰質(zhì)砂巖與砂土狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰質(zhì)砂巖界面處的軟弱層，造成該層強(qiáng)度降低，誘發(fā)滑坡。

4.4 人為開(kāi)挖路塹的原因

滑坡區(qū)（1區(qū)）人工開(kāi)挖，高速公路以路塹的形式從下部通過(guò)。開(kāi)挖路塹使坡體前緣形成高約40m的臨空面，坡體的應(yīng)力重新分布，坡腳處的應(yīng)力增大，抗滑力無(wú)法抵擋坡體下滑力，產(chǎn)生滑坡。

5.滑坡的穩(wěn)定性分析

沈海復(fù)線高速公路右側(cè)滑坡穩(wěn)定性的定量計(jì)算主要是在合理確定計(jì)算斷面和計(jì)算參數(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)SLOPE軟件數(shù)值分析計(jì)算，定量評(píng)價(jià)該滑坡的穩(wěn)定現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于滑坡區(qū)斜坡的穩(wěn)定性分析，為修建高速公路之后的模擬計(jì)算?；瑒?dòng)面采用雙層滑面：淺層和深層。SLOPE軟件計(jì)算取得的穩(wěn)定系數(shù)如表1所示。

表1 斜坡主軸斷面穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算結(jié)果一覽表

模擬計(jì)算可知，無(wú)論是深層滑體還是淺層滑體，其穩(wěn)定系數(shù)Fs≤1.2，表明開(kāi)挖變形后的斜坡處于失穩(wěn)狀態(tài)，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的加固措施。

6. 滑坡治理主要措施

6.1 堆載反壓

堆載反壓可以增大阻滑力，使邊坡暫時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài)，在短期內(nèi)可以起到一定的加固作用。一般采用沙袋、拋石等重物在坡腳堆載反壓，利用堆載物自身重力增加坡體抗滑部分，限制巖土體的滑移，提高穩(wěn)定性，但是堆載反壓是輔助，必須以其他治理措施為主。也可以利用土體在坡面合理堆載，設(shè)置堆載反壓坡面線，暫時(shí)起到阻滑作用，圖5顯示該滑坡的堆載反壓坡面線位置。

6.2 地表、地下排水系統(tǒng)

滑坡和地表、地下水有密切的關(guān)系，必須重視地表、地下水的危害，因此設(shè)置了地表、地下排水系統(tǒng)。根據(jù)滑坡坡面位置及滲水位置，在第一級(jí)邊坡設(shè)置一排長(zhǎng)度為20m的平孔排水管，在第二級(jí)邊坡設(shè)置一排長(zhǎng)度為40m的平孔排水管，在第三級(jí)邊坡設(shè)置一排45m的平孔排水管。第一級(jí)設(shè)置的排水孔須超過(guò)抗滑樁的橫向位置，以疏排因抗滑樁設(shè)置阻攔坡體地下水而形成的富水區(qū)。每級(jí)平臺(tái)設(shè)置平臺(tái)水溝，塹頂布設(shè)截水天溝,統(tǒng)一導(dǎo)入附近涵洞中。

6.3 錨索抗滑樁設(shè)計(jì)

根據(jù)滑坡推力計(jì)算，結(jié)合坡面地形設(shè)計(jì)考慮在第二級(jí)邊坡平臺(tái)設(shè)置1排錨索抗滑樁，抗滑樁截面尺寸為2m×2.5m，間距6m，樁長(zhǎng)埋入深度30m，垂直于線路方向，布設(shè)于滑坡體中前部。距樁頂1.5m、3m位置處樁頭布設(shè)2孔錨索，錨索長(zhǎng)50m，是由8束鋼絞線（孔徑165mm）組成的拉壓復(fù)合型。預(yù)應(yīng)力錨索錨固地層為散體狀強(qiáng)分化凝灰質(zhì)砂巖，錨固段長(zhǎng)度20m，下傾角為25°和29°。

6.4 錨索框架設(shè)計(jì)

對(duì)開(kāi)挖邊坡第三、四級(jí)布設(shè)4節(jié)點(diǎn)錨索框架，錨索設(shè)計(jì)荷載700KN。預(yù)應(yīng)力錨索孔徑為150mm，設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力錨索錨固段根據(jù)地層采用10m及12m。

6.5 半擋墻設(shè)計(jì)

重力擋土墻是抵抗滑坡下滑力的常用的措施之一，其具有抗滑能力強(qiáng)、便于施工、施工效果好、實(shí)施過(guò)程中經(jīng)濟(jì)安全的特點(diǎn)，能夠快速、有效地處理較困難的滑坡工程。因此，對(duì)該滑坡的第一級(jí)邊坡布置半擋墻進(jìn)行固腳。

7.結(jié)論

沈海復(fù)線高速公路該段滑坡不是古老滑坡，而是在內(nèi)部原因和外部原因的共同作用下發(fā)生的。“陡—緩—陡”的典型地形地貌并且坡面被開(kāi)墾為梯田；由碎塊狀全風(fēng)化凝灰質(zhì)砂巖、砂土狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰質(zhì)砂巖主要決定的地層巖性，這二者構(gòu)成了滑坡發(fā)生的內(nèi)部原因。豐富的地下水和地表水的下滲軟化了滑動(dòng)帶，降低了滑動(dòng)帶的抗剪強(qiáng)度；人工開(kāi)挖路塹使坡體應(yīng)力重新分布，削弱了坡腳的抗滑力，這二者構(gòu)成了滑坡發(fā)生的外部原因。

針對(duì)滑坡的特點(diǎn)和穩(wěn)定性分析，治理措施為堆載反壓工程，設(shè)置地表、地下排水系統(tǒng)，錨索抗滑樁設(shè)計(jì)，錨索框架的設(shè)計(jì)，坡腳半擋墻的設(shè)計(jì)。治理效果有待后期進(jìn)一步的監(jiān)測(cè)。

[1]聶重軍,唐連榮,雷鳴. 常張高速公路桃埡滑坡原因分析及治理[J]. 中外公路,2010,30（3）:67-71.

[2]李松營(yíng). 河南省鐵生溝礦鄰區(qū)山體滑坡原因與防治對(duì)策[J]. 中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào), 2011,22(1):32-36.

[3]宋響軍. 石忠高速公路K7—K45段滑坡的分布與形成原因分析[J]. 巖土工程學(xué)報(bào), 2011,33(增刊1):354-357.

[4]蔡淵蛟,俞俊秋,茆麗霞. 填土河堤滑坡的形成原因分析[J]. 水利規(guī)劃與設(shè)計(jì), 2013,9:40-43.

[5]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(guó)鐵道出版社, 2004: 331-336.

[6]陸兆溱. 工程地質(zhì)學(xué)[M]. 北京:中國(guó)水利水電出版社,2010.