重庆奉云高速公路挖断村滑坡的成因分析与治理措施

王 宏，钟 宁，王志超

（1.重庆交通大学 土木建筑学院，重庆 400074;2.重庆高速公路发展有限公司，重庆 400042;3.武警交通第一工程处，重庆 400016）

重庆奉云高速公路挖断村滑坡的成因分析与治理措施

王 宏1，钟 宁2，王志超3

（1.重庆交通大学 土木建筑学院，重庆 400074;2.重庆高速公路发展有限公司，重庆 400042;3.武警交通第一工程处，重庆 400016）

近年来西部公路建设突飞猛进，而公路沿线滑坡灾害也频繁发生，因此有必要对其深入研究并进行相应的方案实施和工程治理。通过对重庆奉节—云阳高速公路挖断村滑坡的工程地质水文条件、地质构造及滑坡特征总结了该滑坡的形成机制，对该滑坡进行成因分析，最后提出了防治方案及治理措施，对今后高速公路大滑坡的整治提供了参考。

滑坡;形成机制;成因分析;治理措施

挖断村滑坡位于奉节县朱衣镇挖断村西、奉节中学东北向，国家重点公路杭州—兰州线重庆奉节—云阳高速公路B9合同段内。高速公路在该段以NW43°的走向由挖断村与奉节中学之间穿过，为深挖方路段，中线位置挖方最大高度32 m。

挖断村后部初次出现裂缝时，边坡高程已挖至一级边坡平台处。随后在坡体左右侧也出现了开裂现象，且裂缝长度和宽度均在不断扩展中。根据测量最远裂缝距离开挖坡口线水平距离达250 m，形成了规模较大的挖断村新生滑坡［1］。

滑坡的变形严重影响了高速公路的正常施工和将来的运营安全。坡体产生变形后，需对挖断村新生滑坡采取应急抢险方案工程［2］。

1 滑坡段工程地质条件

1.1 地形地貌

该区为剥蚀低山丘陵地貌，属中～浅切割区。场地地势总体呈东北高、西南低之势，地形较为平顺，坡面稍有起伏，平均坡度11°～15°，坡体被开发成阶梯状。场地地貌类别主要以构造剥蚀为主，坡体两侧均发育有冲沟，其中右侧冲沟下切强烈，沟谷呈“V”型，深30～40 m。

1.2 气象水文

挖断村滑坡区域属亚热带湿润季风气候，多年平均气温16.5℃，湿度大、云雾多，日照少，水热组合差异大且不协调，常出现灾害性暑雨天气。多年平均降雨量1 261.9 mm，且主要集中在夏、秋两季，多暴雨和霪雨。雨水呈酸性，pH值为6.17，气候条件有利于溶蚀作用。

1.3 人文环境

滑坡区域为农业区，坡面植被主要以蔬菜为主。坡面分布有7个大小不等灌溉用水塘，水塘面积约170 m2。农户的生活用水取用和排放，基本无正规引排设施，向地下渗漏严重。上述地表水的不当利用和排放，连同降雨入渗，均对滑坡的变形和发展产生了不利影响。

1.4 地层岩性

该滑坡区地层主要为老滑坡堆积物、古滑坡堆积物及三迭系中统巴东组泥灰岩和互层状泥、砂岩，对该滑体各地层分述如下:

老滑坡堆积物主要成分为强风化泥灰岩，亚黏土充填，滑体厚度一般15～25 m。

古滑坡堆积物主要由上部的泥灰岩和下伏的泥岩地层组成。上部的泥灰岩层受古滑坡滑动的影响而在较大范围内发生了强烈的松动变形，岩体松动变形后加剧了岩体与外界的水份和空气的交换，风化呈“渗入性”特征，工程性质较差;滑体下部的泥岩层在古滑体中所占厚度不大，根据调查和钻探分析厚度应在15～30 m之间。由于古滑坡滑动过程为缓慢的重力式滑移，因此滑体物质还保留有原岩层理。泥岩在该区域内广泛分布，该套地层厚度较大，泥灰岩受节理切割严重;岩质较脆，容易破碎，工程性质较好。

1.5 地质构造与地震

该区域所处的一级构造单元为新华夏系第三隆起带和第三沉降带之结合部位，属四川沉降褶皱带之川东褶皱带的一部分，该区域的主要构造为朱衣河背斜。

该区域地震活动不频繁，根据GB18306—2001《中国地震动参数区划图》，本区地震动峰值加速度为0.05 g，地震动反应谱特征周期为0.35 s，相当于地震基本烈度Ⅵ度。

1.6 水文地质条件

该滑坡区地形平坦，后部山体具有较大的汇水面积，大气降雨少量以地表径流的形式从坡面排入左、右两侧自然冲沟内，大部分降雨渗入坡体内形成了地下水。

该区域主要为古滑坡以及老滑坡堆积物，滑坡后部山体汇水面积巨大，为地下水的补给区，坡体内地下水沿滑坡体内裂隙向低洼处径流，并向坡体两侧冲沟内排泄。施工开挖对地下水有较大的影响。滑坡的发育与地下水的分布关系密切。古滑坡体中泥岩泥质含量较高，为相对隔水层，因此地下水一般在滑体中泥岩上部聚集。

工程地质纵断面见图1。

图1 挖断村滑坡工程地质横截面分布图（单位:m）Fig.1 Cross section map of Waduan village landslide engineering geologic

2 滑坡的特征及产生原因分析

2.1 滑坡的特征

挖断村滑坡区域内共发育有4个滑坡:挖断村古滑坡、乡村公路上部的老滑坡，发育在低洼地形上的浅表层滑坡，以及公路开挖形成的挖断村新生滑坡。

2.1.1 挖断村古滑坡

挖断村古滑坡体范围较大，为特大型超深层基岩古滑坡，从地形上分析挖断村所在的坡体及其前部的奉节中学部分区域均在古滑坡范围内，分布区域以两侧的冲沟为界。新建奉云高速公路从古滑坡体中后部通过。

古滑坡体物质由上部的泥灰岩和下伏的泥岩两部分组成。由于该滑坡的滑移过程并非快速滑动，属于缓慢的重力式滑移，滑体在滑动过程中受外力作用岩体均在不同程度上发生了弯曲变形，因此滑体内泥灰岩岩层产状变化较大，局部地段甚至不连续。

2.1.2 乡村公路上部的老滑坡

老滑坡位于两山梁之间的圈椅状洼地内，斜坡坡度较周围正常山坡缓，为典型的老滑坡地貌形态，整体形态呈簸箕状，与高速公路斜交。坡体物质主要由碎、块石组成，成分为强风化泥灰岩和泥岩。由于该滑坡滑动距离较远，滑带特征明显。滑带可见明显挤压揉搓迹象，局部碎块石含量较高处可见滑坡滑动形成的擦痕。

由于老滑坡前部高速公路的开挖卸荷出现变形迹象，但后缘及两侧界无明显变形迹象，整体处于稳定状态，且老滑坡剪出口距离高速公路较远，对公路应无直接威胁。

2.1.3 浅表层滑坡

挖断村浅表层滑坡平面形态呈长舌形，与公路大角度斜交。因连续降雨，在滑坡后形成了很大的裂缝。滑坡左右侧界为坡体上凹形地的两侧界，前缘剪出口位于高程360 m附近，高速公路从滑坡前缘通过。该滑坡滑体主要由4～9 m厚的残坡积亚黏土组成，碎石含量较高，约30% ～40%，属中型碎石土滑坡。滑带土含水量较高，工程地质条件较差。

2.1.4 挖断村新生滑坡

1）滑坡的形态特征

挖断村新生滑坡对应奉云高速公路里程为RK85+930～RK86+170，发育在一小山脊上，地形较为平缓，滑坡平面形态呈舌形，沿路线方向宽240 m，垂直路线长280 m，高程介于326～426 m之间，前后缘垂直高差100 m，与高速公路垂直。滑坡右侧以及滑坡体内各发育有一冲沟，右侧冲沟较大，切割较深，伴有季节性流水。滑坡前方高速公路外侧为奉节中学。高速公路在该段以NW43°的走向由挖断村与奉节中学之间穿过，为深挖方路段，挖方最大高度37m。

由于挖断村新生滑坡发育在古滑坡上，滑动面下部岩体仍较为破碎，如若不加以治理继续开挖滑坡的剪出口也将进一步向深部发展沿开挖最低处发生滑动。

2）滑坡的结构特征

挖断村坡体结构比较复杂，滑体为特大型滑坡。滑坡体物质主要为古滑坡堆积物，成分为强风化泥岩、泥灰岩。该滑坡主要由工程开挖引起，为工程诱发滑坡。

挖断村滑坡以坡体内冲沟为界可在横向上将滑坡划分为东西两部分。东部滑块为被动滑块，滑体成分主要为古滑坡堆积物，高速公路从此处通过仅对前缘进行了少量的开挖。在边坡开挖前该段坡体完全处于稳定状态，开挖后受西部滑块的牵引出现变形。该滑块滑床为强～弱风化泥岩，岩体较完整;西部滑块虽然为主动滑块，但各断面变形速度也有较大的差异。该滑块中上部滑床主要由强～弱风化泥岩组成，前缘滑床物质为古滑坡堆积物岩性为强风化的泥灰岩，岩质较为破碎。

2.2 滑坡的形成原因分析

2.2.1 地层岩性是滑坡形成的根本条件

挖断村所在坡体为古滑坡堆积体，古滑体厚度极大，虽古滑坡的滑动过程为缓慢的重力式滑移，但由于岩体受古滑坡滑动的影响，一方面因在较大范围内发生了强烈的松动变形，另一方面岩体松动变形后加剧了岩体与外界的水份和空气的交换，风化呈“渗入性”特征，即岩体在较大范围内以相互接近的程度同时受到风化，表层风化壳对下部的屏蔽能力非常差，因此形成了巨大的“酥”“松”带，进而使岩石强度和结构强度均显著的降低，故在工程开挖作用下极易发生整体的滑动［3］。

2.2.2 工程活动是滑坡形成的主要原因

工程活动对边坡稳定性的影响主要表现为两个方面:一方面路堑施工开挖边坡，形成长200 m，高几十米的高陡边坡，使坡体失去支撑，同时坡体向临空面卸荷进行应力调整，促使坡体向临空面变形松弛，使坡体稳定性降低;另一方面，施工过程中使用炸药进行爆破，爆破引起的震动作用使坡体变得更加松散，从而有利于地表水的下渗和第四系孔隙水对滑体的补给，增大坡体的下滑力［4］。

2.2.3 地下水的影响

滑坡后部山体汇水面积巨大，坡体内地下水沿坡体内地下水通道向边坡两侧冲沟内径流，由于高速公路施工开挖改变了原有的地下水径流通道，使地下水向开挖边坡径流，使之在隔水层处聚集、蔓延并软化浸润，降低其抗剪强度，形成了滑动面。

2.2.4 连续降雨的影响

该滑坡区域常遭遇连续降雨，降雨入渗致使滑体重度增加，并软化了滑带，加剧了该滑坡的变形;

再有前部挖断村新生滑坡发生滑动，将诱发老滑坡复活。

3 方案考虑

由于该滑坡性质复杂，外扰因素多，对滑坡的认识尽依据钻孔及调查资料是很难准确把握的，所以只有随工程实施过程所揭露的地质情况及深孔位移、地表位移检测情况做进一步的分析和认识，因此对于大型滑坡的治理工程进行分期实施是必要的。

根据上述该滑坡的结构特征和形成原因分析，该滑坡为一大型老滑坡，它的变形主要是由于滑坡前部路基挖方部分挖除滑坡抗滑段，引起滑坡局部复活变形。该滑坡体积大，推力较大，滑体破碎。抗滑段不宜刷方，而后部坡体为另一级老滑坡体，刷方易引起后部老滑坡体复活变形，即该滑坡不具备刷方减载条件，因此考虑强支挡方案，治理措施以抗滑桩为主，即为第一期工程。在一期工程实施完成后，如果滑坡变形在前部开挖后趋于稳定，则可不实施二期工程，假如变形未趋于稳定，或在暴雨等不利情况下变形仍在发展，一排抗滑桩难以抵挡巨大的滑坡推力时，可考虑采用两排抗滑桩进行支挡，即为第二期工程。

由于该滑坡滑体大，治理费用高，考虑将工程措施分期实施也是合理的。

4 治理工程措施［5］

4.1 边坡坡率调整

共设置4级边坡，其中，一二级边坡坡率均为1∶1，三级边坡坡率为 1∶1.25，四级边坡坡率 1∶1.5，一级坡高为8 m，二三四级坡高为10 m，一二三级平台宽均为2 m。

4.2 抗滑桩［6－7］

为抵挡滑坡推力，在滑体上部及下部各设置一排抗滑桩，其中下排桩布置于二级平台，后排桩布置于距右线中线约166 m处的坡面上，桩间距垂直于滑动方向中～中均为6 m，抗滑桩均采用钢筋混凝土现场浇筑。

4.3 锚杆框架［6］

为防止坡面风化剥落，在一级边坡设置三排锚杆，沿坡面走向间距3.0 m，垂直距离3.0 m，框架内植草绿化。在二三级边坡设置4排锚杆，沿坡面走向间距3.0 m，垂直距离3.0 m;锚杆端部设置Ⅱ型锚杆框架，框架内植草绿化。

4.4 仰斜排水孔

为排出滑坡体中的水，在一级边坡坡脚位置设置一排仰斜排水孔，仰斜排水孔的位置应根据施工时边坡出水情况现场确定。

4.5 截排水沟

为防止上部山坡表水进入滑坡体，于滑坡周界外侧各设置一道截排水沟，将水排入路基侧沟。由于滑坡周界外侧水沟穿越滑坡后部乡间公路，因此在水沟穿越公路的位置埋设混凝土涵管。

4.6 附属工程

在坡体各级坡面及锚杆框架内均进行植草绿化;追踪坡面所有裂缝，待裂缝开挖后用黏土夯填密实;为防止地表水下渗至坡体，一三级平台采用厚30 cm的M10浆砌片石进行铺砌等。

治理施工完后的情况见图2。

图2 挖断村滑坡治理施工完后的效果布置图（单位:m）Fig.2 The effect layout map of Waduan village landslide after constructing management

5 结论与建议

高等级公路的发展在国民经济中占有重要地位，而边坡的稳定是保证其正常使用的前提。针对挖断村滑坡，从滑坡工程地质、水文条件入手，总结和分析出滑坡形成的滑坡特征和成因机理，综合考虑施工安全、环保要求因素的特点，以及滑坡治理的安全性、经济性、合理性，对类似滑坡的勘察和施工治理工作起到借鉴作用［8］。

通过以上几个方面的分析，对该滑坡的治理有以下结论和建议:

1）挖断村滑坡的形成主要是由于施工开挖引起的诱发滑坡，滑坡变形速度会随暴雨的冲刷和渗透而加快，稳定性将进一步的降低，所以对其滑坡实施紧急处治是必要和必需的。

2）采用抗滑桩进行分期防护，不至过大面积的影响原古滑坡体，对治理后该滑坡的长期稳定提供基础和保证。

3）采用“分期实施”的治理措施理念，即进行一期工程的同时对滑坡进行变形观测，视检测结果决定二期的治理工作，这样可提高施工效率和降低工程造价。

4）开挖面积大，运输和挖除土方量大，对环境影响较大，在施工过程中应加强对环境的恢复和保护［9］。

5）对地下水相对丰富的滑坡地段布设仰斜排水孔，合理设置排、截水设施，完善排水系统;为村民生活污水设置排水沟;将大气降水引流至坡体两侧沟谷内。

6）一期治理工程结束后，为验证其滑坡稳定性及实施效果，并为二期治理工程的实施与否提供检测成果依据，应继续对深部位移测斜孔及地表位移观测点进行检测。

［1］ 中铁西北科学研究院有限公司.奉节—云阳高速公路挖断村滑坡治理工程设计说明［R］.兰州:中铁西北科学研究院有限公司，2008.

［2］ 徐邦栋.滑坡分析与防治［M］.北京:中国铁道出版社，2001.

［3］ 钟宁.以退为进治理武合路白鹿山隧道洞口滑坡病害［J］.重庆交通大学学报:自然科学版，2007，26（1）:44-47.

［4］ 胡鑫.兰渝铁路渭源车站滑坡稳定性分析及治理［J］.甘肃科技纵横，2009，38（1）:164-165.

［5］ 朱超.淮南市新谢隔堤滑坡成因分析及治理措施［J］.江淮水利科技，2009（1）:22-24.

［6］ 郭春阳.抗滑桩与锚索在滑坡治理中的应用及比较［J］.北方交通，2009（1）:128-131.

［7］ 李海光.新型支挡结构设计与工程实例［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［8］ 张鸿，方华，尚爱国.北晨亭隧道洞口山体滑坡综合治理及效果评价［J］.华东公路，2008（6）:67-71.

［9］ 郭伟.对高速公路滑坡治理的思考［J］.产业与科技论坛，2008，12（7）:132-133.

Causes Analysis and Control Measures of Waduan Village Landslide on Feng-Yun Expressway in Chongqing

WANG Hong1，ZHONG Ning2，WANG Zhi-chao3
（1.School of Civil Engineering ＆ Architecture，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China;
2.Chongqing Expressway Development Co.Ltd，Chongqing 400042，China;
3.First Engineering Department of People’s Armed Police Traffic Agency，Chongqing 400016，China）

With the rapid development of western highway construction in recent years，the disasters frequently occur along the roads.It is necessary to study the disasters and implement corresponding control measures.According to the analysis on engineering geological and hydrological conditions，geological structures and landslide characteristics of Waduan village landslide on the expressway from Yunyang to Fengjie in Chongqing，the formation mechanism of the landslide is summarized.Finally，the cause analysis of the landslide is carried out，and the prevention plan and treatment measures are proposed to provide reference for the renovation of expressway landslide in the future.

landslide;formation mechanism;cause analysis;control measures

U417.1+1

A

1674-0696（2010）01-0085-05

2009-09-21;

2009-10-14

王 宏（1985-），男，甘肃陇西人，硕士研究生，主要研究方向:桥梁结构动力、稳定性及空间非线性分析。E-mail:whxilin@163.com。