对某铁路工程滑坡治理措施的探讨

田学伟 乔玉荣

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142)

该工程滑坡位于陕西省府谷县哈镇村东北侧，为黄土高原丘陵地貌，地形起伏较大。2009年11月份对铁路路堑边坡进行开挖，开挖过程中右侧路堑黄土边坡不断出现塌落现象，使原自然冲沟形成了一个更深的沟槽，2011年6月，K181+200～+392段距路堑顶30～120 m山坡出现大范围的地面开裂、滑动，进而形成工程滑坡。滑坡全貌见图1。

图1 滑坡全貌

1 工程地质及水文地质条件

滑坡区地处黄土丘陵区，地形起伏较大，高程1 079～1 120 m，相对高差20～40 m。滑坡所在位置为山前黄土缓坡地带，左侧为一河流，地形单倾，东高西低，表覆中厚层黄土，发育3个黄土冲沟汇入西侧河流中，近河岸侧陡坎处下部基岩裸露。勘测期间河内及冲沟内无水。该区地层岩性为:滑坡堆积体(Qsl)，第四系人工堆积，第四系上更坡积层新黄土;下伏三叠系下统(T1l)砂岩、泥岩、煤层。

地震动峰值加速度为0.05g(地震基本烈度为Ⅵ度)，地震动反应谱特征周期分区为三区，土壤最大冻结深度1.50 m。

新黄土具湿陷性，湿陷系数δs=0.015～0.107，黄土场地为Ⅱ级(较严重)自重湿陷性场地。

图2 滑坡体及滑坡周界

滑坡区大气降水多以线流、片流由坡体自高而下排泄，未见地表水体或溪沟水流，仅在滑坡左侧公路下方有一条季节性河流。

勘探深度内未见地下水，但在土石界面、砂岩与泥岩界面附近，新黄土和泥岩中的含水量明显增加。

2 滑坡平面形态特征及形成条件

2.1 滑坡平面形态特征及规模

滑坡纵长约130 m，平均宽度约62 m，滑体面积约8 060 m2，滑体平均厚度约15.0 m，体积约12.1×104m3。该滑坡主滑方向288°，大致沿1－1'、2－2'剖面方向，与线路轴线夹角约42°。依据滑坡体积属中型滑坡，依据滑动面埋藏深度属中深层滑坡，滑动面形态上部陡，中下部趋缓，总体呈圆弧状。滑坡体及滑坡周界见图2。

2.2 滑坡形成条件分析

(1)地形地貌

滑坡所在位置为山前黄土缓坡地带，西侧为一河流，地形单倾，北高南低，表覆中厚层黄土，发育3个黄土冲沟汇入西侧河流中，近河岸侧陡坎下部基岩裸露，受冲沟切割，整个山坡坡体地形破碎，表现为典型的黄土地貌。在2009年11月份的施工过程中已将南侧路堑挖开，形成一道高10～23 m的陡坎，这种地形地貌为滑坡形成提供了地形条件。

(2)地层结构

滑坡区地层结构为上下二元结构，上部为新黄土，最大厚度11.5 m，下部为三叠系下统(T1)砂泥岩、煤层。通过前面分析可知滑带所处位置上部地层以全风化泥岩为主，整体节理裂隙非常发育，岩体非常破碎，地层结构具备滑坡形成条件。

(3)降雨因素

滑坡发生于2011年6月，正值雨季，气象统计显示该年相比往年同期本区降水明显偏多，经历了长时间降水的地表下渗，使岩土体容重增加，岩体强度降低，土体凝聚力减小，抗滑力减弱;降雨入渗是促使滑坡形成的主要诱因。

(4)人为因素

在滑坡的前缘区域，于2009年11月份对路堑进行开挖，开挖过程中K181+363～K181+392段路堑右侧原自然冲沟处黄土边坡不断出现塌落现象。为了处理这些塌落，沿自然冲沟清方约2万m3土，形成一道约10 m高的陡坎，未采取防护措施。另一方面K181+200～400段路堑边坡在2009年11月份开挖形成后，未及时进行防护，造成边坡直接裸露并反复经受雨水冲刷，雨水渗入边坡土体中。

终上所述，这是一处十分典型的由于降雨诱发、堑坡开挖引起的黄土区工程滑坡。根据勘探结果并结合现场调查情况，判定工程滑坡的主要因素有:(1)滑坡所处山坡冲沟发育，有较大面积的地表水通过冲沟汇聚于滑坡区域;(2)滑坡体所处区域内土体结构松散破碎，其本身工程性质较差，且有利于地表水的下渗;底部泥岩、煤层地层有隔水效果，造成地下水汇聚在此，水在滑坡产生的过程中起到“润滑剂”的功效;(3)集中且持续的降雨是该滑坡变形的重要影响因素之一;(4)施工过程中的清方措施，造成前缘区域的卸载，坡体前缘没有任何支档;路堑边坡在开挖后没有及时进行防护，造成雨水直接冲刷边坡，且地表水易渗入土体中，以上人为因素也是该滑坡变形的重要影响因素之一。

3 滑坡稳定性分析

根据滑坡体发生、发展的过程进行抗剪强度的反算，并参考室内土工试验成果，综合确定滑带土泥岩的指标:c=2 kPa;φ=9°。其他参数取值依据土工试验并结合当地经验取得。

根据文献［1-3］的计算公式进行滑坡推力的计算和边坡稳定性验算。

滑坡稳定性评价计算参数选取见表1，采用剩余下滑力法对该滑坡各断面进行稳定性计算(不考虑地震)及滑坡推力计算，稳定性系数及剩余下滑推力计算结果见表2、表3。

表1 岩土物理力学参数统计

表2 滑坡稳定性系数统计_______________

表3 滑坡剩余下滑推力统计

(1)通过稳定性系数和剩余下滑力的计算结果可以看出，1－1'剖面的安全系数最小，剩余滑坡推力最大，属于最不利滑动面。

(2)现场变形迹象和稳定性计算结果均表明，该滑坡处于欠稳定或暂时稳定阶段。在暴雨、长时间降雨，或切坡、加载等不利天气或人类活动诱发条件下，可能继续引起滑动变形，进而直接威胁工程安全，应及时对滑坡采取有效措施进行治理。

4 滑坡治理方案的选择

随着大规模基础设施建设和西部大开发战略的实施，防治滑坡的实践越来越多，成功治理的滑坡案例也非常普遍，其中采用的主要滑坡治理防治措施见表4［4-5］。

表4 我国滑坡治理的主要工程措施

根据本工程滑坡的特点及地层情况，确定采用挖孔抗滑桩支挡措施为主，并结合减载清方、加强排水的综合治理措施。滑坡治理方案见图4。

图4 滑坡治理平面

4.1 减载措施

由滑坡断面图并结合工程实际情况分析判断，应将滑坡体上部新黄土清方减载，并对坡面进行不同程度的平整防护加固处理。

设计方案:线路右侧路堑边坡坡率1∶1.5，第一级边坡高8 m，第二级边坡高4 m，级间设6 m宽平台;二级边坡以上以10%～25%坡度进行清方，清方范围至滑坡边界，然后进行刷坡，刷坡坡率1∶1.0。

4.2 支挡措施

滑体厚度较大，在清方减载的基础上，结合稳定性计算和剩余下滑推力情况，在滑坡前缘采用抗滑桩等工程支挡措施，根据文献［6－8］的计算方法对代表性断面进行设计计算，并考虑桩间土拱效应［9－10］，合理确定桩间距。

设计方案:抗滑桩主要设置在右侧路堑边坡上，K181+279～+316段抗滑桩设置在二级边坡顶，K181+316～+387段设置在一级边坡平台中部，抗滑桩采用C35钢筋混凝土现浇，其中1号～8号抗滑桩桩截面2.5 m×3.0 m，桩间距5.0 m，长22 m;9号～15号抗滑桩桩截面2.0×3.0 m，桩间距5.0 m，长20 m;16号～22号抗滑桩桩截面2.0 m×2.5 m，桩间距6.0 m，长16 m。抗滑桩布置见图4。

4.3 截排水措施

降雨入渗是加剧该滑坡活动的诱发因素。因此，应重视滑坡坡面上的排水，具体可根据地形和已有自然冲沟设置截排水系统，搞好坡体绿化，减少地表水对坡体冲刷破坏，减少冲沟溯源侵蚀。

设计方案:边坡级间平台采用M7.5浆砌片石加固，边坡坡面采用M7.5水泥砂浆砌片石拱型骨架护坡防护;右侧二级边坡堑顶外5 m设置一道梯形截水沟，边坡坡度1∶1，沟底宽0.4 m，深0.8 m。于路堑清方刷坡坡脚设一道梯形截水沟，边坡坡度1∶1，沟底宽0.4 m，深0.6 m;截水沟及堑顶至第一道截水沟平台采用M7.5浆砌片石进行加固，厚0.3 m，沟底采用三七灰土封闭，厚0.3 m。清方边坡外侧5 m处设置一道天沟，并于边坡土石界面处设φ50 mm塑料渗水盲管，长度6 m，每5 m一道。

此综合整治方案已经于2012年初实施，经过了两个雨季，目前该边坡平稳，未发现有继续滑动迹象，滑坡治理效果明显，证明综合治理方案是合理的。

5 结束语

(1)主体治理工程采用抗滑桩支挡措施，辅以滑坡体清方减载、坡面防护及疏排水等措施的综合整治方案，对黄土地区工程滑坡是一种有效的治理方案。

(2)铁路以路堑形式通过地质条件较差的湿陷性黄土地段时，应在开挖前做好坡面防排水，保障地下水及地表水的畅通，并采取必要的防滑塌措施，避免形成工程滑坡。

［1］中华人民共和国建设部．GB50021—2001 岩土工程勘察规范(2009年版)［S］．北京:中国建筑工业出版社，2009

［2］中华人民共和国铁道部．TB10001—2005 铁路路基设计规范［S］．北京:中国铁道出版社，2009

［3］中华人民共和国铁道部．TB10035—2006 铁路特殊路基设计规范［S］．北京:中国铁道出版社，2008

［4］王恭先，等．滑坡防治100例［M］．北京:人民交通出版社，2008:25-26

［5］郑颖人，等．边坡与滑坡工程治理［M］．北京:人民交通出版社，2007

［6］中华人民共和国铁道部．TB10025—2006 铁路路基支挡结构设计规范［S］．北京:中国铁道出版社，2009

［7］铁道第一勘测设计院．铁路工程设计技术手册(路基)［M］．北京:中国铁道出版社，1995

［8］徐邦栋．滑坡分析与防治［M］．北京:中国铁道出版社，2001

［9］周德培，等．边坡工程中抗滑桩合理桩间距的探讨［J］．岩土工程学报，2004(1)

［10］赵明华，等．基于拱效应的边坡抗滑桩桩间距计算［J］．岩石力学，2010，31(4)