劉長(zhǎng)偉

（貴州省銅仁公路勘察設(shè)計(jì)院有限公司，貴州銅仁554300）

1 公路工程勘察及滑坡概述

1.1 公路工程勘察

對(duì)公路建設(shè)而言，通過(guò)公路工程的調(diào)查可以為公路的設(shè)計(jì)、施工等方面提供保障，提高施工的質(zhì)量，為今后的公路建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在我國(guó)的現(xiàn)代公路施工中，由于公路結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，對(duì)施工的質(zhì)量提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)踐中，勘察工作必須按照勘察規(guī)范、程序和技術(shù)規(guī)范來(lái)施工，以保證勘察工作的質(zhì)量，適應(yīng)現(xiàn)代化的公路施工需要。必須不斷地提升技術(shù)、改進(jìn)工作的質(zhì)量，以保證施工的順利進(jìn)行。要確保公路工程勘測(cè)工作的順利進(jìn)行，還必須由勘測(cè)單位法人代表、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、審核人以及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)操作人員之間進(jìn)行相互配合。

1.2 滑坡

滑坡定義有廣義和狹義之分，我國(guó)的滑坡地質(zhì)災(zāi)害屬于狹義滑坡，是指斜坡局部在重力作用下，喪失平衡性，巖體以及碎屑整體發(fā)生的位移，具體表現(xiàn)為斜坡上土體、巖石向某一方向進(jìn)行整體的移動(dòng)，可能是平移，也可能是下滑?；碌陌l(fā)生主要和地形、土體以及水三個(gè)關(guān)鍵條件有關(guān)，這三個(gè)影響因素中，地形條件是主導(dǎo)因素?；碌某梢虮容^復(fù)雜，分類標(biāo)準(zhǔn)也多種多樣，通常根據(jù)地質(zhì)條件，可以將滑坡分為黏土性、黃土性和巖體性三大類。按照含水量和土體性質(zhì)的不同，還可以將滑坡分成塑性、塊性和流性三大類，不同類型的滑坡也有著不同的平面狀態(tài)和縱斷面。

2 滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘察方法

2.1 淺層地震映像法

滑坡發(fā)生之后，在救援過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)二次滑坡的現(xiàn)象，這將會(huì)給救援工作造成巨大的壓力，同時(shí)對(duì)救援人員的安全造成威脅。因此，淺層地震映像法應(yīng)運(yùn)而生，這種方法可以在相關(guān)性的幫助下，通過(guò)人工在滑坡階段發(fā)生地震波，通過(guò)地震波的傳播規(guī)律以及返回的波形信息可以分析滑坡土層的組成結(jié)構(gòu)，通過(guò)返回的數(shù)據(jù)分析，可以判斷出滑坡地段是否會(huì)出現(xiàn)二次滑坡，更重要的是，可以通過(guò)這種方法將滑坡地段的地質(zhì)信息較為準(zhǔn)確的得出，有助于人們分析滑坡產(chǎn)生的原因，對(duì)滑坡的防治以及救援工作都有很大的幫助[1]。

2.2 鉆探法

在人類探索滑坡災(zāi)害過(guò)程中，對(duì)于中型的礦山進(jìn)行探測(cè)時(shí)，鉆探技術(shù)是應(yīng)用最廣的探測(cè)方法，因?yàn)樵谥写笮偷V山進(jìn)行探測(cè)時(shí)需要很多數(shù)據(jù)，例如，山體的巖石以及土壤組成，滑坡涉及的范圍，滑坡發(fā)生的起始位置等。鉆探技術(shù)可以高效地獲取相關(guān)信息，而且利用鉆探技術(shù)可以探測(cè)在滑坡下面是否有地下水，從而幫助救援人員對(duì)滑坡地段進(jìn)行分析。鉆探技術(shù)還可以采取滑坡底下的樣本，對(duì)研究人員分析滑坡的土質(zhì)特征、分析滑坡產(chǎn)生的原因有很大的幫助。

2.3 槽探坑探法

在滑坡地質(zhì)的救援過(guò)程中，勘探技術(shù)有很多種，其中，最為直接的方法就是槽探坑探法，挖探技術(shù)也是探測(cè)過(guò)程中必不可少的。在進(jìn)行探測(cè)過(guò)程中，應(yīng)合理選擇地質(zhì)探測(cè)方法，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特征來(lái)判斷，比如井探以及坑探這兩種技術(shù)大多應(yīng)用于大型滑坡的礦山，可以對(duì)在滑坡過(guò)程中產(chǎn)生的物質(zhì)以及滑坡層結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，從而使工作人員對(duì)滑坡有具體的了解。槽探和坑探主要應(yīng)用于檢查滑坡的外部信息，例如巖石成分、滑坡面積滑坡深度等，同時(shí)還能采集滑坡中的樣本，可以有效觀測(cè)滑坡地段的地質(zhì)構(gòu)造，以便對(duì)滑坡進(jìn)行進(jìn)一步了解[2]。

2.4 高密度電阻率法

在滑坡?lián)岆U(xiǎn)中，電阻率方法是一種常見的勘探方法，通過(guò)分析不同的巖層和土層之間的電導(dǎo)特性，能夠直接獲取地質(zhì)資料。高密度電阻法，是一種基于電阻率法的最優(yōu)檢測(cè)方式，與電阻率法相比，其檢測(cè)的點(diǎn)位間距更短，準(zhǔn)確度更高，而且其工作效率也要比常規(guī)的電導(dǎo)率法要高得多，還可以通過(guò)一步一步的布置，將錯(cuò)誤降到最低，從而大大的提升了勘探工作的準(zhǔn)確性。

3 某公路隧道出口滑坡分析及治理實(shí)例分析

成都至雅安高速公路運(yùn)營(yíng)樁號(hào)某段原設(shè)計(jì)為土質(zhì)挖方路塹，最大邊坡高度約18m，坡腳設(shè)置擋土墻支擋加固，墻高6m，墻頂按1∶1.5 放坡，分級(jí)高度6m，邊坡平臺(tái)寬2m，坡口以上自然斜坡高度約32m。2019年9 月持續(xù)強(qiáng)降雨工況下，9 月23日該段邊坡發(fā)生蠕動(dòng)變形，前緣鼓脹變形造成坡腳擋土墻發(fā)生位移、內(nèi)測(cè)邊溝擠壓鼓脹破壞、行車道路面產(chǎn)生縱橫向裂縫、中央分隔帶處波形梁被推移，坡體中后部產(chǎn)生多道不連續(xù)裂縫、錯(cuò)臺(tái)。邊坡蠕動(dòng)變形速率較快，9 月26日滑坡后緣已產(chǎn)生大量張拉裂縫、側(cè)壁形成剪切裂縫，并基本貫通，斜坡有整體滑移趨勢(shì)，嚴(yán)重影響高速公路的運(yùn)營(yíng)安全，如圖1所示。

圖1 滑坡范圍平面圖

3.1 地質(zhì)條件

3.1.1 地形地貌

地貌類型以淺丘、平壩為主，相對(duì)高差不大。區(qū)內(nèi)整體地勢(shì)南高北低，最低海拔位于公路右側(cè)平壩，約480m，最高海拔位于公路左側(cè)斜坡坡頂，約548m，成雅高速公路路面海拔約501m。

3.1.2 地層巖性

主要出露地層為新生界第四系全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）、滑坡堆積層（Q4del）和中更新統(tǒng)冰水冰磧沉積層（Q2fgl），下伏基巖為白堊系中統(tǒng)灌口組（K2g）。第四系中更新統(tǒng)冰水冰磧沉積層主要有卵石、漂石、粉質(zhì)砂土、中砂、含卵石粉質(zhì)黏土、含卵石粉質(zhì)砂土，厚度約6.0～43.7m，分布不均勻。

3.1.3 地質(zhì)構(gòu)造及地震

場(chǎng)區(qū)區(qū)域上地質(zhì)構(gòu)造形跡由成都凹陷、大興隆起（隱伏背斜）和熊坡背斜組成。場(chǎng)區(qū)位于成都凹陷西南段之南部，受地質(zhì)構(gòu)造影響較小。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306—2015），該區(qū)內(nèi)動(dòng)峰值加速度0.10g，動(dòng)反應(yīng)譜周期為0.45s，地震基本烈度Ⅶ度。

3.1.4 水文地質(zhì)

場(chǎng)區(qū)地下水劃分為松散堆積層孔隙水、基巖裂隙水。場(chǎng)區(qū)內(nèi)斜坡地勢(shì)較陡，有利于地表水及地下水排泄。松散層孔隙水，主要賦存于第四系粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)砂土和卵礫石層內(nèi)，為松散層上層滯水?；鶐r裂隙水主要賦存于構(gòu)造裂隙、風(fēng)化裂隙中。

3.2 滑坡成因分析及穩(wěn)定性計(jì)算

3.2.1 成因分析

冠心病患者臨床中發(fā)病率高,比較多見,在老年群體中,冠狀動(dòng)脈出現(xiàn)狹窄和阻塞癥狀,導(dǎo)致了患者的心肌細(xì)胞缺血,引起了心絞痛癥狀。無(wú)癥狀性心肌缺血是患者的心肌缺血但是沒有相關(guān)的癥狀出現(xiàn)。這類患者的臨床癥狀缺乏典型性和特異性,因此患者的病情無(wú)法察覺,繼續(xù)進(jìn)行劇烈的活動(dòng),容易導(dǎo)致心悸,嚴(yán)重的還會(huì)猝死,這屬于隱匿性的冠心病。臨床中對(duì)無(wú)癥狀心肌缺血需要進(jìn)行深入研究,找到可靠的早期確診方式,讓患者的臨床治療有據(jù)可行。

地下水是誘發(fā)該滑坡的主要原因，連續(xù)降雨條件下地表水匯集下滲，導(dǎo)致土體容重增加、抗剪強(qiáng)度降低。受區(qū)域地質(zhì)條件的影響，土體的破壞進(jìn)一步加劇，主要有以下兩個(gè)因素：第一，上覆土層第二系冰水堆積層細(xì)粒土粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)砂土具有弱膨脹性，根據(jù)土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)，土體最大自由膨脹率達(dá)到26%。第二，土層結(jié)構(gòu)分布不均勻，粉質(zhì)黏土滲透系數(shù)小為隔水層，粉質(zhì)砂土滲透系數(shù)大為透水層。鉆探揭示含卵石粉質(zhì)砂土分布深度位于路面結(jié)構(gòu)層下1.5～3.8m，上部為含卵石粉質(zhì)黏土，是一種十分不利的結(jié)構(gòu)。連續(xù)降雨的條件下，地表水緩慢匯集下滲，匯集至含卵石粉質(zhì)砂土層中，局部排水不暢的條件下，自由潛水轉(zhuǎn)變?yōu)槌袎核?，造成兩土層接觸面抗剪強(qiáng)度的急劇下降。

3.2.2 發(fā)展變化過(guò)程

對(duì)邊坡進(jìn)行受力分析，擋土墻墻趾下部為應(yīng)力集中處，隨著土體抗剪強(qiáng)度的降低，墻趾下部首先發(fā)生塑性變形進(jìn)入極限平衡狀態(tài)，內(nèi)側(cè)邊溝側(cè)壁受到水平向擋墻方向的合力影響發(fā)生側(cè)向位移。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查K1887+450～K1887+500 段內(nèi)側(cè)邊溝鼓脹變形嚴(yán)重，護(hù)欄外側(cè)最大開裂寬度約10cm，如圖2所示。根據(jù)破裂處土體的新鮮程度判斷，裂縫的形成已持續(xù)一段時(shí)間，邊溝破損、側(cè)壁裂縫加劇了地表水的下滲。墻趾下部土體塑性破壞，應(yīng)力調(diào)整、土體松弛，地表水滲入軟化，該區(qū)域首先失穩(wěn)產(chǎn)生蠕動(dòng)，擋墻一側(cè)土體發(fā)生主動(dòng)土壓破裂、中央分隔帶一側(cè)發(fā)生被動(dòng)土壓力破裂，滑面逐步貫通?；驴够挝挥谧蠓坊反矃^(qū)域，受路面結(jié)構(gòu)層豎向荷載的作用反翹剪出口表現(xiàn)不明顯，反翹推力和豎向荷載的共同作用形成中央分隔帶一側(cè)的水平推力，造成左幅中央分隔帶左側(cè)波形梁護(hù)欄被推移，如見圖3所示。如未采取有效的加固處理，滑坡將進(jìn)一步發(fā)展，路面結(jié)構(gòu)層受力擠壓瓦解，產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫，抗滑段滑動(dòng)面逐步前移全部形成和貫通后，滑坡即進(jìn)入整體滑動(dòng)階段。

圖2 邊溝側(cè)壁鼓脹開裂

圖3 左側(cè)波形梁護(hù)欄推移

3.2.3 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算

滑面確定：實(shí)測(cè)后緣裂縫發(fā)育范圍設(shè)為滑坡剪入口；中央分隔帶處目前已參與受力，該處設(shè)定為剪出口，采用簡(jiǎn)化畢紹普法，搜索最危險(xiǎn)滑面。最危險(xiǎn)滑面，從粉質(zhì)黏土與粉質(zhì)砂土接觸面附近滑動(dòng)，滑面深度與深部位移監(jiān)測(cè)突變位置基本一致。

根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)成果取滑體土層飽和狀態(tài)容重20.5kN/m3。按搜索滑面，采用傳遞系數(shù)法，按暴雨工況穩(wěn)定系數(shù)0.99 反算滑面力學(xué)參數(shù)，取值C=5kPa、φ=19.104°，與土工試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)值接近。

采用暴雨工況安全系數(shù)1.15 進(jìn)行控制設(shè)計(jì)，對(duì)主滑剖面進(jìn)行下滑力計(jì)算，最后一塊滑體剩余下滑力為661.30kN/m，水平向分力為648.17kN/m。

3.3 搶險(xiǎn)應(yīng)急設(shè)計(jì)

3.4 永久加固處治設(shè)計(jì)

第一，修復(fù)、完善截排水設(shè)施，減小地表水、地下水的影響。在滑坡上部機(jī)耕道設(shè)置排水溝，匯集、疏導(dǎo)地下水；坡面上設(shè)置兩排仰斜式排水口，如圖4所示。第二，采用天然工況安全系數(shù)1.20、地震工況安全系數(shù)1.10 和暴雨工況安全系數(shù)1.15 對(duì)各剖面進(jìn)行剩余下滑力計(jì)算分析。經(jīng)綜合分析比選，采用暴雨工況安全系數(shù)1.15 進(jìn)行控制設(shè)計(jì)，于臨時(shí)加固鋼管樁內(nèi)側(cè)（靠山側(cè)）采用圓形抗滑樁支擋加固，直徑2.5m。擬設(shè)支擋位置水平向剩余下滑力較大，為節(jié)約工程投資，考慮樁前土體及施工完成鋼管樁提供的水平向樁前抗力，根據(jù)多剖面下滑力計(jì)算情況調(diào)整樁間距分別為4m、5m、6m。

圖4 仰斜式排水口

4 結(jié)論

目前，公路建設(shè)已成為推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施之一，隨著我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)體制改革的深入，公路勘察工作必須完善，以保證工程建設(shè)的質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展。從公路滑坡工程地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)知識(shí)出發(fā)，結(jié)合具體事例進(jìn)行分析，得出了以下幾點(diǎn)結(jié)論：第一，冰水冰磧沉積層細(xì)粒土粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)砂，具有較大的自由膨脹率，受地下水的影響較大，需特別加強(qiáng)路基、邊坡的排水設(shè)計(jì)。第二，道路養(yǎng)護(hù)過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)邊溝、中央分隔帶的巡查。路塹內(nèi)側(cè)邊溝、中央分隔帶附近分別是路基應(yīng)急集中、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度最弱的區(qū)域，往往最容易產(chǎn)生破壞。加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)巡查及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、有效分析、及時(shí)處理可減小地質(zhì)災(zāi)害的影響。第三，應(yīng)急搶險(xiǎn)工程措施應(yīng)保證降雨工況滑坡的穩(wěn)定系數(shù)不小于1.05，方能有效控制滑坡變形發(fā)展，保證臨時(shí)工程的安全。