焦隆華，肖 維

(湖南省永龍高速公路建設(shè)開發(fā)有限公司，湖南 吉首 416000)

0 引言

高速公路的快速發(fā)展，受路線總體的制約，不可避免地需經(jīng)過(guò)古滑坡等不良地質(zhì)地段。古滑坡由于發(fā)生年代久遠(yuǎn)，上履松散土及植被往往難以事先探明，然而一旦受外界條件的影響而復(fù)活，將對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成不可估量的影響。古滑坡復(fù)活形成的機(jī)制多種多樣，已有大量文獻(xiàn)研究表明地震［1，2］、水位升降［3－7］、降雨［8，9］等均能誘致古滑坡的復(fù)活。在公路建設(shè)中出現(xiàn)的路塹開挖工程，與其他因素結(jié)合也是導(dǎo)致古滑坡復(fù)活的因素，但這一方面的研究尚少。在龍永高速公路修建過(guò)程中，因工程建設(shè)導(dǎo)致永順連接線L2K4+460～L2K4+600 段的古滑坡復(fù)活。本文在總結(jié)古滑坡形成基本條件的基礎(chǔ)上，研究古滑坡潛在性的穩(wěn)定性，并針對(duì)公路建設(shè)導(dǎo)致的古滑坡復(fù)活效應(yīng)提出相應(yīng)的優(yōu)化處治方案。

1 工程概況

湖南省龍永(龍山至永順)高速公路是湘西州極重要的出省要道，其中永順連接線L2K4+460～L2K4+600 段橫切山腰，中心設(shè)計(jì)高程為290.524～292.688 m，中心開挖深度為9.0～11.1 m，右側(cè)為兩臺(tái)階型人工邊坡。該區(qū)為低山丘陵地貌，線路通過(guò)一古滑坡體，由于古滑坡形成時(shí)間較長(zhǎng)，部分滑體特征已不甚清晰，其主要特征為古滑坡后緣位于線路右側(cè)約140 m 處，坡度近40°的陡坡，呈圍椅狀，中風(fēng)化頁(yè)巖;坡體主要為第四系松散堆積碎石土組成;古滑坡前緣位于ZK5 與ZK6 之間，滑坡舌主要為碎石土組成，已被改造成農(nóng)田耕土，相對(duì)較為平坦;滑床為強(qiáng)～中風(fēng)化頁(yè)巖;滑坡基巖產(chǎn)狀為14°∠12°，主要發(fā)育兩組節(jié)理 22°∠55°與 55°∠60°。其中第一組發(fā)育強(qiáng)烈，裂隙連通性較好，受改組節(jié)理影響，在路塹邊坡基本開挖到設(shè)計(jì)值時(shí)，該段右側(cè)邊坡中線約25、60 m 處出現(xiàn)寬約30～100 cm 的縱向連續(xù)弧形裂縫，出現(xiàn)山體滑坡復(fù)活，引發(fā)二次山體滑坡。該滑坡縱長(zhǎng)約140 m，寬度40～60 m，滑體面積約5 000 m2，滑體平均厚度15.0 m，體積約75 000 m3，主滑方向40°，與線路直交，屬大層基巖順層滑坡。

2 古滑坡復(fù)活形成機(jī)制

2.1 滑坡地形地貌

古滑坡體的后緣距線路約140 m，后緣以外是坡度近40° 陡坡，坡頂標(biāo)高390.0 m。古滑坡體表面為桔林，坡度約15°。地面高程為288.0～340.0 m。古滑坡體兩側(cè)為小沖溝，在公路小里程段的沖溝內(nèi)有泉水滲出，具有良好的給水環(huán)境。古滑坡體前緣為陡崖，高為8～10 m，崖底為小河溝，河溝水面高程為273.5 m。

2.2 滑坡體物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

滑坡周界以巖土體是否產(chǎn)生變形破壞界定，其沿滑坡體周邊分布，滑坡后緣在桔林內(nèi)，地表可見圓弧形張拉裂縫分布，最高處高程320 m。滑坡壁傾向路線，傾角為 70°～80°，坎高1.5～3 m，頂部為耕田土，其下為第四系碎石土，殘坡積碎石層較雜亂，碎石和黏土含量不均，局部碎石含量高，部分地段黏土含量較高。在碎石土層下，局部存在古滑坡之前的原地表的分值黏土層，呈褐色、黑色，含植物根系及腐殖質(zhì)，軟－可塑狀，厚0.7～1.3 m。

2.3 滑坡面(帶)物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

滑床與滑體接觸主要以下部風(fēng)化基巖為標(biāo)志面，在滑體下部主要為碎石土與強(qiáng)風(fēng)化頁(yè)巖接觸，碎石松散，透水性強(qiáng)，而局部黏土含量高及強(qiáng)風(fēng)化基巖透水性差，地下水富集，導(dǎo)致黏土浸水軟化，從而弱化了土體的抗剪強(qiáng)度，形成滑動(dòng)面(帶)。從鉆孔揭露和取樣室內(nèi)試驗(yàn)成果分析，滑動(dòng)帶多飽水，呈軟塑狀，主要由黏性土夾碎石組成，一般厚幾十厘米～幾米，碎石含量一般15%～20%，粒徑2～3 cm，個(gè)別達(dá) 10 cm?；伯a(chǎn)狀較緩，傾角 10°～12°。

該大型基巖順層滑坡屬于古滑坡地段，因公路修建誘致其復(fù)活，其復(fù)活成因?yàn)?①滑坡母體由砂巖夾泥巖巖堆組成，砂巖體節(jié)理、裂隙及空隙發(fā)育，持水性好，泥巖透水性差，為隔水層。在持續(xù)降水條件下，砂巖體內(nèi)處于飽水狀態(tài)，并向泥巖內(nèi)補(bǔ)給，導(dǎo)致泥巖局部層位受水軟化、泥化，抗剪強(qiáng)度降低;②滑體前緣基巖沖溝浸蝕下切，滑坡母體內(nèi)軟弱結(jié)構(gòu)面臨空;③坡體中軟弱結(jié)構(gòu)面傾向臨空一側(cè)。

3 滑坡穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)

3.1 滑坡形成因素分析

坡體結(jié)構(gòu)是形成滑坡的物質(zhì)基礎(chǔ)。邊坡覆蓋層土體是古滑坡堆積體，以碎石土為主，透水性好，下伏基巖頁(yè)巖作為相對(duì)隔水層，阻礙了地下水持續(xù)下滲;邊坡施工開挖后，地表水下滲到坡體碎石中，受頁(yè)巖的阻隔，多聚集在土石界面附近，導(dǎo)致碎石土下部的黏土層長(zhǎng)期受地下水的浸泡，從而降低了土層的抗剪強(qiáng)度，使得土石分界面附近形成一個(gè)連續(xù)分布的軟弱面，奠定了坡體上的碎石土層沿此軟弱面產(chǎn)生蠕動(dòng)變形的基礎(chǔ) 。工程施工是滑坡產(chǎn)生的直接誘因。邊坡開挖后，坡角卸載，導(dǎo)致該邊坡上部土體臨空，在自重應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂縫，誘發(fā)邊坡滑動(dòng)。

3.2 滑動(dòng)面抗剪強(qiáng)度計(jì)算

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、工程邊坡目前的穩(wěn)定狀況、勘察所取得的地質(zhì)資料等情況，選取典型斷面反算滑動(dòng)面的抗剪強(qiáng)度參數(shù)。根據(jù)工程斷面圖，利用1.0 的穩(wěn)定性系數(shù)，反算求得斷面碎石土層抗剪強(qiáng)度參數(shù)c=10 kPa，φ=26°，結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)成果綜合分析，滑動(dòng)面(巖土界面)的抗剪強(qiáng)度參數(shù)為c=16 kPa，φ =11°。采用SLIDE 軟件進(jìn)行計(jì)算分析，其滑坡形狀如圖1所示。

圖1 滑坡形狀示意圖

根據(jù)反算出的計(jì)算參數(shù)，對(duì)古滑坡進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，可知公路未切方之穩(wěn)定性系數(shù)為1.14，切方后穩(wěn)定性系數(shù)為0.98。該邊坡當(dāng)前處于蠕滑狀態(tài)，前緣淺層已崩塌，其滑動(dòng)速度及范圍受大氣降水影響明顯。隨著大氣降雨的增加以及時(shí)間的推移，邊坡的變形與滑動(dòng)程度將進(jìn)一步加劇，以及滑動(dòng)范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，最終導(dǎo)致邊坡整體失穩(wěn)，致使古滑坡體發(fā)生二次滑坡。

4 古滑坡處治優(yōu)化及監(jiān)測(cè)分析

4.1 滑坡處治措施

根據(jù)勘察資料可知，L2K4+460～L2K4+600段位于古滑坡體內(nèi)，線路右側(cè)的滑塌屬于工程滑動(dòng)，由于工程施工引起碎石土層滑坡，同時(shí)因工程滑坡當(dāng)前處于蠕滑狀態(tài)，局部淺層已經(jīng)滑塌，在以后強(qiáng)降雨的再次影響下，將進(jìn)一步劣化，因此邊坡處治設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)滑動(dòng)面的影響及施工影響進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)地勘報(bào)告及咨詢意見對(duì)滑坡進(jìn)行處治優(yōu)化:

1)調(diào)整路線縱坡，減少開挖深度，同時(shí)起到反壓護(hù)道的作用。原設(shè)計(jì)L2K4+460～L2K4+620 段縱坡為2.8%，L2K4+620～L2K4+980 段縱坡為4.93%。調(diào)整后變坡點(diǎn)前移，L2K4+460～L2K4+555.642 段縱坡調(diào)為極限縱坡6%，L2K4+555.562～L2K4+980 段縱坡保持4.93%，滑坡位置設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)高3 m。

2)加大邊坡一級(jí)平臺(tái)寬度至5 m 后，坡比一級(jí)調(diào)整為 1∶1.0，第二級(jí)坡比為 1∶1.5，新增填方6 980 m3，挖方增加9 353 m3。開挖坡面后，二級(jí)和三級(jí)坡采用人字骨架錨桿防護(hù)，同時(shí)做好坡面和坡體截水、封水、排水措施，在一級(jí)平臺(tái)和二級(jí)平臺(tái)上設(shè)置平臺(tái)排水溝，防止由于雨水的浸潤(rùn)導(dǎo)致滑坡加劇。

3)在滑段2 采用鋼筋混凝土抗滑樁，尺寸為2.0 m×3.0 m，樁長(zhǎng)為12.0 m。樁中對(duì)中間距均為6.0 m，共布置38 根樁。在樁的兩側(cè)分別布置6 根φ12 的構(gòu)造鋼筋，在樁的受壓側(cè)布置10 根φ12 的架立鋼筋。

4.2 處治后監(jiān)測(cè)分析

位移—時(shí)間曲線具有直觀的優(yōu)點(diǎn)，能較好地反映出滑坡體的位移變化率［11－16］。在滑坡處設(shè)置4處觀測(cè)點(diǎn)，以測(cè)斜孔地面處累計(jì)位移與時(shí)間關(guān)系表征處治后的滑坡穩(wěn)定性，其中測(cè)斜孔地面處累計(jì)位移與時(shí)間關(guān)系如圖2所示。

圖2 滑坡處累計(jì)位移與時(shí)間的關(guān)系圖

由圖2可知，經(jīng)處治后滑坡特征點(diǎn)處累計(jì)位移均先增長(zhǎng)，且最大累計(jì)位移值為87.8 mm，后期基本從9月18日開始趨于收斂，表明滿足工程要求。

5 結(jié)論

本文以湖南省龍永高速L2K4+460～L2K4+600 路段為工程背景研究古滑坡復(fù)活效應(yīng)，并依據(jù)其復(fù)活條件與穩(wěn)定性狀態(tài)提出相應(yīng)的處治措施，主要的研究結(jié)論為以下幾點(diǎn):

1)古滑坡所處地段平緩，雨水滲入土體較多，沿線泉水豐富具有良好的給水環(huán)境，泥巖局部層位受水軟化、泥化，抗剪強(qiáng)度降低，滑體前緣基巖沖溝浸蝕下切，滑坡母體內(nèi)軟弱結(jié)構(gòu)面臨空，以及在公路建設(shè)過(guò)程中，坡體中軟弱結(jié)構(gòu)面傾向臨空一側(cè)。這些均為古滑坡的復(fù)活提供了條件。

2)經(jīng)過(guò)古滑坡地段修建高速公路，需對(duì)其穩(wěn)定性做出穩(wěn)定性分析，確保其在施工及運(yùn)營(yíng)階段的安全性?？紤]滑坡帶蠕變效應(yīng)及受環(huán)境影響，故需要對(duì)其進(jìn)行處治?；碌奶幹沃饕譃檎{(diào)整路線(風(fēng)險(xiǎn)避讓)、放坡及雨水處理(風(fēng)險(xiǎn)減輕)及抗滑樁設(shè)置(主動(dòng)防護(hù))。

3)滑坡的處治為一個(gè)系統(tǒng)工程，應(yīng)根據(jù)古滑坡復(fù)活形成條件及發(fā)展趨勢(shì)相應(yīng)地提出處治方案，綜合運(yùn)用，因地制宜，做到安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的最優(yōu)化。

［1］曾 超，李曙平，李 群.地震災(zāi)區(qū)公路滑坡發(fā)育特征及形成機(jī)理分析［J］.公路工程，2009，34(4):143 －146.

［2］任光明，夏 敏，郭亞莎，等.地震誘發(fā)滑坡復(fù)活機(jī)制的FLAC3D數(shù)值模擬分析［J］.工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2010，18(3):305 －311.

［3］李 曉，張年學(xué)，李守定，等.三峽庫(kù)區(qū)云陽(yáng)寶塔滑坡西邊界的更正與反思—古滑坡鑒定問(wèn)題探討［J］.工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2011，19(4):555 －563.

［4］王 猛，石豫川，唐興君.某庫(kù)岸滑坡的成因機(jī)制及穩(wěn)定性［J］.長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)，2011，28(4):41 －45.

［5］朱大鵬，何其多，黃 璐，等.鶴峰場(chǎng)鎮(zhèn)滑坡變形對(duì)庫(kù)水位變動(dòng)的響應(yīng)及滑坡演化機(jī)理研究［J］.中國(guó)農(nóng)村水利水電，2012(6):135 －138.

［6］朱大鵬.三峽庫(kù)區(qū)典型堆積層滑坡復(fù)活機(jī)理及變形預(yù)測(cè)研究［D］.武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2010.

［7］徐 平.三峽庫(kù)區(qū)涉水滑坡體穩(wěn)定性的可靠度研究［D］.西安:長(zhǎng)安大學(xué)，2011.

［8］許建聰，尚岳全.降雨作用下碎石土滑坡解體變形破壞機(jī)制研究［J］.巖土力學(xué)，2008，29(11):106 －112.

［9］高建軍，楊人光.巴東縣黃土坡滑坡復(fù)活機(jī)制及其治理探討［J］.地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，2012，23(2):81 －85.

［10］彭元生.許家洞滑坡穩(wěn)定性分析與設(shè)計(jì)治理研究［D］.長(zhǎng)沙:中南大學(xué)，2007.

［11］郭為國(guó).挖孔抗滑樁公路滑坡治理［J］.公路工程，2009，34(4):112 －114.

［12］彭響蘭，鐘明鍵.張花高速公路某邊坡滑坡處治技術(shù)分析［J］.湖南交通科技，2013，39(4):42 －45.

［13］周 勇.湘西高速公路滑坡監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)及監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)研究［D］.長(zhǎng)沙:中南大學(xué)，2012.

［14］曾 耀.水庫(kù)庫(kù)岸老滑坡復(fù)活過(guò)程中地下水作用機(jī)制研究［D］.武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2010.

［15］肖 庭，賀躍光.某高速公路滑坡深部位移監(jiān)測(cè)及其穩(wěn)定性分析［J］.湖南交通科技，2014，40(1):34 －39.

［16］肖華溪，粱 宵，李志勇.高速公路路基滑坡分析監(jiān)測(cè)技術(shù)研究［J］.公路工程，2014，39(1):193 －198.