永蓝高速公路K 18+000～K18+350滑坡成因分析与防治措施研究

李朋丽，林凯明，李家春，马保成，彭 燃

（1.长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室，陕西西安 710064；2.汕头市达濠市政建设有限公司，广东汕头 515041）

0 引言

近年来，交通基础设施建设不断完善，在高等级公路建设中，线形要求较高，在低山丘陵区往往也需要采用开挖方式通过。由于地层岩性、地质构造、水文地质条件以及建设中人为的不合理工程活动等原因，造成新滑坡的产生以及老滑坡的复活可能性大增，滑坡灾害的治理越来越受到重视［1-2］。

永（州）蓝（山）高速公路是国家高速公路网规划中的二连浩特至广州高速在湖南境内最南端的一段。湖南处于云贵高原向江南丘陵和南岭山地向江汉平原的过渡地带，地势变化比较大，地貌类型复杂多样。工程所在地区岩层以石灰岩、泥质灰岩、灰质页岩、砂岩为主，且降水量大（多年平均降雨量达1324～1551mm），降水的时空分布影响着该区多种地质灾害的时空分布，使滑坡、崩塌等边坡灾害多发。因此，地质灾害成为制约永蓝高速公路施工的重要因素，而滑坡是施工和运营期间遇到的主要地质灾害之一。

白泥坳滑坡位于湖南省南部的永州市零陵区桐子坪乡白泥坳村境内，湖南省道S216在其后缘通过，而拟建高速公路在其前缘通过，路线里程K18+000～K18+350（ZK18+020～ZK18+320）。

本文主要研究白泥坳滑坡的成因分析及其防治措施，以期减少因滑坡灾害可能造成的巨大损失。

1 白泥坳滑坡的成因分析

白泥坳滑坡的成因机理可从如下四方面进行分析［3-5］。

1.1 地层岩性

不同时代的地层和各式各样的岩性构成了复杂多变的岩土体，岩层的时代与岩层的性质相比，岩性对形成滑坡的影响非常突出。白泥坳滑坡的地层岩性主要为易于风化、遇水软化的深灰色、黑灰色粉砂质页岩及炭质页岩，产状285°∠40°，下伏深灰-灰黑色薄层状泥灰岩，但后者地表未出露。根据地面调绘及钻探揭露，滑体及其周边出露的地层主要有第四系全新统（Q4）及泥盆系上统锡矿山上段（），中统跳马涧组（D2t）。

钻孔地质资料如表1所示（钻孔2），钻孔位置的剖面图如图1所示。

根据钻探和物探资料，滑面埋深在11.40～13.60m，基本位于泥盆系上统锡矿山上段（）全风化与强风化深灰色、黑灰色粉砂质页岩及炭质页岩接触面，属于中层破碎岩体滑坡。炭质页岩以粘土矿物为主，大部分有明显的薄层理，呈页片状，隔水性好，质地软弱，力学强度相对较低，软化系数为0.26～0.5。在与其它岩层接触面处抗剪强度较低，容易形成软弱面，当坡体受力情况突然变化时，就有可能形成滑动面。边坡坡脚阻滑部分开挖后，易造成开挖坡脚应力集中，沿着相对软弱面发生滑动变形，从坡脚剪出破坏。

表1 钻孔地质资料Table 1 Drilling data

图1 滑坡治理工程示意剖面图Fig.1 Sectional Sketch of the landslide controlling project

1.2 地形地貌与区域构造

该滑坡地表形态很不规则，表现为后缘宽、前缘窄，横向长、纵向短的簸箕状，按测线计，纵向长度为256～283m，横向长度为 260～440m，平面面积约95400m2。该滑坡既涉及隧道工程，又涉及路基工程。对于隧道工程，左线涉及长度约45m，右线涉及长度185m。而路基工程则为3～10m不等的挖方，左线涉及长度约110m，右线涉及长度约150m。路基及隧道的开挖已使滑坡呈现复活迹象。滑坡地表形态特征不明显，既没有前缘的隆起鼓丘，也没有后缘的拉张裂缝，但滑体中部却呈现易于地表水地下水汇聚的低洼坡地。据调查，该滑坡为一老滑坡，上陡下缓，坡脚为两条冲沟交汇的沟谷地形。由于滑坡作用，形成了坡脚沟谷凹岸稍微突出的反常现象。坡体上也见有宽缓梳状的沟谷、垄岗分布，展布方向约45°。

滑坡处地表植被发育，既有树木，也有杂草，还有已开垦但未种植的荒地。测得其地面高程310～390m，相对高差80m，坡度10°左右，并且呈南高北低、东高西低之势（图2）。

图2 白泥坳滑坡及钻孔布置图Fig.2 BAINI’AO Landslide and boreholes’distribution

1.3 气象水文及地下水

水的作用是形成滑坡的重要条件。滑坡区属亚热带季风湿润气候区，4～8月份降雨量占年降雨量的60％以上，多绵绵细雨，可连续30d以上，滑坡区地表水系不发育，除前缘坡脚发育一条流量不大、但常年流水沟谷外，其他周边均为季节性的小冲沟。在滑体中部，发育一宽2～3m、深1～2m的纵向流水小冲沟，用于排泄来自S216涵洞季节性的地表水。

图3 永蓝高速公路滑坡防治工程布置图Fig.3 Layout of the landslide controlling project on Yongzhou－Lanshan Expressway

钻探过程各钻孔中均揭露了地下水，其高程311.80～353.50m，属于赋存于基岩风化层中的风化裂隙水或上层滞水，对滑体物质起浸润、软化作用，软化老滑坡的滑动带、增加滑体重量，促使老滑坡局部复活。路基上边坡开挖时揭露出地下水，并从地下水渗出处发生滑动。

1.4 施工工序

该滑坡后缘位于S216右侧山坡。由于修建S216时采用填方路堤通过，增加了老滑坡后缘带的荷载而导致滑坡复活，但已在S216左侧路基坡脚局部设置了抗滑桩，对滑坡进行了治理，目前已趋稳定。然而，由于在永蓝高速公路右线抗滑桩桩位上侧边坡开挖施工中对该滑坡坡脚产生扰动，诱发了坡体中部裂缝的出现，滑坡体顶部出现3cm的裂缝，同时可见坡脚有泥浆渗出，分析属于坡体浅层滑动。为了确保路基及隧道施工的安全，拟采取滑坡稳定措施。

2 滑坡防治措施及施工方法

针对白泥坳滑坡工程地质特征、稳定性状况，通过分析与计算，对该滑坡采用地表排水结合地下排水，并在右线右侧路堑边坡上设置抗滑桩方案进行治理（图3），并在施工中根据现场的开挖情况对滑坡进行动态设计［6-9］。

2.1 地表、地下排水及施工方法

在滑坡周界共设置了4道截水沟用于拦截流向滑坡的汇水，截水沟尺寸根据汇水大小分别采用了60cm×60cm、150cm×100cm两种尺寸。大尺寸截水沟同时分担排除S216涵洞季节性流水的作用。截水沟设施的设置应衔接顺畅，出现转折时应采用圆弧型转角，保证排水通畅，不出现积水现象。

另外，在挖方第一级边坡上采取平式钻孔排除地下水。平孔钻孔采用水平钻机钻进，钻孔直径采用Ф100mm，当钻孔深度达到要求后，推入外径Ф75mm、壁厚3.0mm的带孔塑料PVC排水管。

2.2 抗滑桩设置与施工方法

右线右侧路堑边坡上或外侧设置抗滑桩工程：钢筋混凝土抗滑桩横截面2m×3m，桩中心距5m，共52根，其中18m ×11根，20m ×10根，22m ×18根，24m×13根，桩身采用C30混凝土现浇，桩顶覆土50cm。

抗滑桩开挖施工严格按施工组织设计进行，必须间隔开挖，严禁连续开挖。开挖季节应避开雨季，并且做好地表防排水措施，桩孔内部应做好支撑防护，包括以下内容：

①对抗滑桩平面位置按图纸进行放样，按桩排方向及桩中心坐标，准确放线定位。开挖过程中，应有地质人员下坑进行地质编录，核对地层岩性及滑面位置，如其实际位置与图纸出入较大时，应通过变更设计处理。滑面位置及设计桩底高程应报监理工程师会同设计单位现场检查确定。

②抗滑桩施工前应先将桩位附近边坡的表层易滑塌部分予以清除，并做好桩位附近地表水的拦截工作。

③抗滑桩应分节开挖，按设计做好锁口盘和每节护壁。每节开挖深度1.0m，开挖一节，做好该节护壁，当护壁砼具有一定强度后方可开挖下一节，护壁各节纵向钢筋必须焊接，禁止简单绑扎。

2.3 滑坡防治工程施工注意事项

（1）施工工序：滑坡周界裂隙回填夯实→地表截、排水系统→抗滑桩工程→路基工程→隧道工程。治理工程施工应严格按照工序进行。

（2）整平孔口地面，对位于挖方平台上的抗滑桩，应先开挖至平台设计标高再施工，开挖出的土方应堆砌在边坡下侧。同时做好桩区地表截、排水及防渗工作，若存在降雨可能时，应在孔口搭设雨棚，对孔口地面下0.5m高度衬砌进行加强处理，孔口地面上加筑适当高度的围埂，以防地表水进入孔内。

（3）边坡开挖应自上而下逐级开挖、土石方应远离坡体，不能堆积在下一级边坡天然坡面上，以免坡体因加载而产生失稳破坏。

（4）边坡开挖及隧道施工中，严禁放大炮，以免震松坡面岩土体，诱发坡面及坡体失稳。

（5）边坡防护工程施工前，应先对坡面及边坡平台上的松散堆积物清理干净，保证坡面凹凸差不超过10cm，对超挖部分用浆砌片石回填。

（6）做好施工中的滑坡工程地质编录工作。

（7）施工中应在滑坡体上设置一定数量的观测设施，对滑坡进行立体的地表和深部位移变形、裂缝系统观测，一旦发现地表裂缝或滑体出现位移，马上停止施工，并立即与设计人员联系，及时采取处置措施。

3 结论

本文分析了白泥坳滑坡的影响因素和成因机理，提出了有针对性的滑坡防治措施。

（1）结合白泥坳工程地质条件从岩性，区域构造，水以及施工工序论述了该滑坡形成的成因机理，砂质页岩及炭质页岩接触处易形成软弱面造成滑动。

（2）该滑坡采用地表及地下排水和在右线右侧路堑边坡上或外侧设置抗滑桩方案进行治理，同时应在施工中根据现场的开挖情况对滑坡进行动态设计。

注：本文相关数据参考了中交第一公路勘察设计研究院有限公司《详细工程地质勘察报告》。

在此表示感谢。

［1］章勇武，马惠民.山区高速公路滑坡与高边坡病害防治技术实践［M］.北京：人民交通出版社，2007.

［2］马惠民，王恭先，周德培.山区高速公路高边坡病害防治实例［M］.北京：人民交通出版社，2006.

［3］王恭先，徐峻龄，刘光代，等.滑坡学与滑坡防治技术［M］.北京：中国铁道出版社，2004.

［4］王恭先.边坡滑坡原因分析及防治办法［J］.重庆建筑，2005，（6）：18-21.

［5］唐春，罗吉祥，汪梅.大关县滑坡灾害发育特征及成因分析［J］.中国水土保持，2009，（7）：35-36.

［6］王恭先.滑坡防治中的关键技术及其处理方法［J］.岩石力学与工程学报，2005，24（21）：3818-3827.

［7］王恭先.滑坡防治方案的选择与优化［J］.岩石力学与工程学报，2006，25（S2）：3867-3873.

［8］潘林，王强.宝鸡市长乐园地区滑坡的形成机理研究［J］.中国地质灾害与防治学报，1996，7（1）：26-27.

［9］李东升，刘东升，揭晶.韦家沟煤矿矸石山滑坡成因分析［J］.中国地质灾害与防治学报，2009，6（2）：24-27.