多期次山区公路古滑坡的稳定性研究

厉成武

(四川省交通运输厅交通勘察设计研究院)

1 引 言

某滑坡为一多期次古滑坡，地貌上属高山峡谷区。滑坡地表呈圈椅状，后缘见负地形，呈凹槽状;中前部较陡峻，后部较平缓，后缘和上游侧基岩裸露。地表上部植被稀疏。

该滑坡在“5.12”汶川大地震后，浅表层尤其坡体中下部崩滑严重，时有飞石滚落，严重影响公路行车安全。川汶公路从滑坡前缘通过，公路路面未见明显变形迹象。岷江从滑坡坡脚流过，滑坡相对高差约258 m。滑体平均厚度约40 m，面积约12 ×105 m2，滑坡体积约460 ×105m3，见图1。

图1 某滑坡工程地质平面图

2 滑坡物质组成及变形特征

2.1 滑坡的物质组成

根据地表工程地质测绘及钻探成果表明:滑坡地表为第四系滑坡堆积层Q4del、Qpdel的角砾土、碎石土;冲洪积层(Q4al+pl)砾石土，下伏基岩为古生界志留系茂县群第三组(Smx3)的千枚岩。现将各岩土层工程地质基本特征由上至下(从新到老)分述如下。

(1)滑坡堆积层

角砾土、碎石土:灰黑色，灰黄色，稍湿，稍密为主，块碎石成分以炭质千枚岩为主，块石粒径20 ～40 cm，含量约25% ～30%，碎石粒径6 ～20 cm，含量20% ～25%，角砾粒径2 ～6 cm，含量15% ～20%，呈次棱角状～棱角状。岩屑及粉土充填，依其结构特征可以分为两层。

①(Qpdel):该层在K157 +820 ～K157 +960 段裸露于地表，胶结较密实，自稳能力较好。在K157 +960 ～K158 +025段隐伏于Q4del下部。

②(Q4del):该层主要分布在K157 +960 ～K158 +025段，结构松散，主要为碎石土，自稳能力较差。

(2)冲洪积层(Q4al+pl)

砾石土:灰白色，稍湿～湿，稍密～中密，石质成分为变质砂岩，卵石直径6 ～20 cm，含量30% ～35%;砾石直径2 ～6 cm，含量30% ～35%，呈次圆状～扁圆状，充填中粗砂及粉土等。该层仅见于K158 棚洞SK04 下部，钻孔未揭穿该层。

(3)志留系茂县群第三组(Smx3)

千枚岩、碳质千枚岩:灰黄色、灰黑色，泥质结构，千枚状中薄层构造，矿物成分以粘土矿物为主，岩质较软。层面裂隙倾角40° ～45°，裂面光滑。强风化岩体较破碎，岩芯多呈碎块状，遇水易软化，手捏易碎。中风化岩体完整性较好，岩芯多呈柱状，长度一般10 ～20 cm，最长可达60 cm。裂缝较发育，局部切割岩体呈碎块状。

2.2 滑坡的变形特征

(1)整体变形特征

桩号K157 +820 ～K158 +160 段为一古滑坡体，“5.12”汶川大地震前该坡体较稳定。“5.12”汶川大地震后，滑坡后缘未见明显开裂及变形，但中前部塌滑严重。坡体组成物质为角砾土和碎石土。在公路内侧及公路外侧至河床均未发现明显的剪出口，滑坡体整体稳定性较好。

(2)浅层变形特征

根据前期研究成果结合滑坡现状，对滑坡体分段进行分析研究。

①桩号K157 +820 ～K157 +955 段受“5.12”汶川大地震影响，坡体中前部浅表层岩土体大部分已经崩滑，现裸露的岩土体胶结较密实，自稳能力较好;中后部浅表层残留大量松散堆积体，现已出现多条弧形拉张裂缝，在暴雨及余震影响下，浅表层的松散堆积体易失稳塌滑滚落，危害公路行车安全。

②桩号K157 +955 ～K158 +025 段坡体浅表层松散堆积土较厚。坡体前缘(公路内侧)原有一浆砌挡墙，“5.12”汶川大地震发生后，挡墙未见明显变形破坏，墙体保存较完整。

为保障公路的行车安全，原先对该路段设计了抗滑棚洞。施工单位施工棚洞时，在对内侧坡体进行开挖后，内侧坡体浅层的松散堆积体出现蠕滑变形，坡体后缘剪切滑移，后缘及下游侧滑面清晰可见，下挫明显，新修棚洞的Z8、Z7挡墙墙体连接处出现开裂，墙体顶部错开宽度约9 cm，观测数据表明，变形正继续发展。

③桩号K158 +025 ～K158 +110 段坡体受地震影响较小，坡体基本保持原貌。现坡体上集中发育6 条横张拉裂缝，一般张开5 ～15 cm，最大约25 cm;延伸3 ～15 m，最长约26 m;下挫10 ～20 cm，最大约35 cm。拉裂缝主要为“5.12”汶川大地震造成，现在其继续变形迹象不明显。坡体前缘较陡峻，原老路内侧修筑有挡墙，保存较好，未见变形迹象。

3 滑坡的稳定性评价

3.1 定性分析

该滑坡整体未见明显变形迹象，整体稳定性较好。目前变形迹象主要集中在桩号K157 +955 ～K158 +025 段。

该段原设计方案为抗滑棚洞，施工单位在坡体前缘挖除老挡墙后，原坡体前缘的抗滑段被削弱，且导致坡体前缘临空，临空面为后部坡体表层的松散坡体(Q4del)牵引式滑动提供了有利条件。加之施工期为雨季，雨水较多，降水量较大，雨水渗入坡体，导致坡体的物理力学性质降低，对坡体的稳定性形成不利影响，最终浅层的松散坡体(Q4del)沿胶结较密实的坡体(Qpdel)向临空方向滑移、剪出，导致浅表层的松散滑体滑动变形，挤压已经施工的棚洞内侧挡墙。

3.2 定量计算

(1)整体稳定性计算

该古滑坡体经历“5.12”汶川大地震，未见整体变形，目前主要为浅表层的松散堆积层的崩滑。计算剖面选取Ⅰ－Ⅰ'剖面。见图2 所示。

图2 滑坡Ⅰ－Ⅰ'计算剖面

结合工程类比附近相同地质条件滑坡计算参数指标。碎石土:天然粘聚力C=55 kPa，饱和粘聚力C=50 kPa;天然内摩擦角φ =34°，饱和内摩擦角φ =32°;天然容重γ =21 kN/m3，饱和容重γ=23 kN/m3，计算结果见表1。

表1 滑坡整体稳定性计算成果表

(2)浅层稳定性计算

桩号K157 +955 ～K158 +025 段的浅表层目前稳定性较差。计算剖面选取Ⅳ－Ⅳ'剖面。见图3。

图3 滑坡Ⅳ－Ⅳ'计算剖面

浅层滑坡坡体处于初滑状态，即稳定系数K =1，反算出综合C=8 kPa ，综合φ=30.2°。结合工程类比附近相同地质条件滑坡计算参数指标，综合C=8 kPa 、综合φ =31°，计算结果见表2。

表2 浅层滑坡稳定性计算成果表.

3.3 综合评价

滑坡定性分析和定量计算表明:经历“5.12”汶川大地震，该古滑坡未见整体变形，现其整体稳定性较好，在天然、天然+暴雨、暴雨、暴雨+地震四种工况下，稳定系数较高，均高于其相应安全系数。浅表层坡体受阿坝州余震频发影响，土质边坡趋于松散，降雨易于渗入坡体，使滑坡土体处于饱水状态，降低了土体的物理力学性质，对浅层坡体的稳定性形成不利影响，浅表层的土体存在失稳、崩解塌滑的可能。

4 防护措施研究

(1)建议在滑坡区范围设置监测系统，对其稳定性进行监测。

(2)建议对滑坡采取适当的措施进行整治，保证川汶公路的行车安全。

(3)该古滑坡整体稳定性较好，但浅表层的飞石和崩落较严重，目前变形迹象主要集中在桩号K157 +955 ～K158 +025 段浅层。

因此建议:

①防止飞石和崩落危害行车安全，针对该滑坡采用抗滑棚洞整体方案;

②对桩号K157 +955 ～K158 +025 段浅层的松散坡体(Q4del)削方减载或在该段坡体内侧设置抗滑桩等挡防措施，避免其沿(Qpdel)层在临空部位产生坍塌，导致新的牵引式塌滑发生;

③对坡体上的拉裂缝进行封闭处置并设置监测系统，对其进行监测;

④坡体上设置截排水沟等措施，防止地表水渗入坡体;

⑤外侧临河段进行抗冲刷处理，防止岷江江水淘蚀坡体前缘和路基。

5 结 论

(1)某滑坡一古滑坡体，“5.12”汶川大地震前该坡体较稳定，地震后，滑坡后缘未见明显开裂及变形，中前部塌滑严重，目前的变形主要为桩号K157 +955 ～K158 +025 段。

(2)通过对其整体和浅层的滑坡体分别进行定性分析和定量计算，目前滑坡整体稳定性较好，潜在的危险因素主要为浅表层的松散土体的溜滑、崩塌、掉块等。

(3)建议对滑坡体采取设置监测系统，坡体上采取截排水措施，保留针对古滑坡体的抗滑棚洞方案，并对桩号K157+955 ～K158 +025 段浅层坡体采取清方或者抗滑桩等支挡措施。

［1］中交第二公路勘察设计研究院等.公路路基设计规范(JTGD30－2004)［S］.北京:人民交通出版社，2004.

［2］中国建设部委员会等.岩土工程勘察规范(GB50021－2001)［S］.北京:中国建筑工业出版社，2001.

［3］中华人民共和国建设部等.建筑边坡工程技术规范(GB50660－2002)［S］.北京:中国建筑工业出版社，2002.

［4］中华人民共和国国土资源部.中华人民共和国地质矿产行业标准.滑坡防治工程勘查规范(DZ T0218－2006)［S］.北京:中国建筑工业出版社，2006.

［5］张倬元，王士天，王兰生.工程地质分析原理［M］.北京:地质出版社，1994:327－331.

［6］工程地质手册编委会.工程地质手册(第四版)［M］.北京:中国建筑工业出版社，2006.