玉磨铁路秀柏双线大桥滑坡工程特性及稳定性分析

邓 睿 王 朋 张 莹 于振涛

(中铁二院工程集团有限责任公司， 成都 610031)

玉磨铁路秀柏双线大桥滑坡工程特性及稳定性分析

邓 睿 王 朋 张 莹 于振涛

(中铁二院工程集团有限责任公司， 成都 610031)

玉磨铁路秀柏双线大桥桥址附近滑坡密集发育，本文通过对滑坡进行地质调绘并结合勘探成果，在掌握地层岩性、地质构造和水文地质特征的基础上，重点分析了秀柏1号滑坡的地质特征、成因机理，并对其稳定性进行计算分析。研究表明：(1)1号滑坡为牵引式厚层大型土质滑坡，滑体物质以粉质黏土为主。(2)滑坡密集发育主要受到土体具有弱膨胀性、测区发育断层以及雨季强降雨的影响。(3)1号滑坡目前处于基本稳定状态，在降雨、地震或施工扰动的情况下可能会复活，对秀柏双线大桥造成危害，2号～5号滑坡稳定性情况类似。(4)密集发育的滑坡影响了线路的走向，大桥选择从1号滑坡左部通过，其余工程应尽量避绕滑坡，并对滑坡进行必要的整治加固。

玉磨铁路； 滑坡； 工程特性； 稳定性

新建玉磨铁路北起昆玉铁路玉溪西站，途经玉溪、普洱、西双版纳等市州，南至中(国)老(挝)边境口岸磨憨，全长约509 km。区内地形错综复杂，地震烈度高，新构造运动强烈，地质灾害发育，工程地质条件极为复杂。

滑坡是斜坡岩土体在重力作用下失去原有稳定状态，沿着斜坡内某些滑动面(或滑动带)作整体向下滑动的现象，常常对工程建设带来巨大危害[1]。玉磨铁路沿线滑坡十分发育，本文以秀柏双线大桥滑坡为例，对其工程地质特征及稳定性进行分析。

1 滑坡区域地质概况

秀柏双线大桥位于宁洱县把边江水库附近秀柏村，全长395.4 m，最大桥高约45 m，大桥两端均与隧道相接。桥址区发育有5处滑坡，区域地质概况如下所述。

1.1 地貌特征

测区属构造剥蚀低中山地貌，地形起伏较大，地面高程750～1 200 m，相对高差450 m，自然横坡30°～50°，局部较陡。地表植被较发育，附近仅有乡村便道通往，交通条件差。测区滑坡地貌及分布情况如图1所示。

图1 秀柏双线大桥滑坡地貌及分布示意图

1.2 地层岩性

1.3 地质构造及地震动参数

测区地处普洱(思茅)构造带，受区域构造影响，岩体较破碎，局部地段产状较紊乱。大桥跨越把边煤矿断层，断层走向N37°W，倾向NE，倾角80°，为逆断层，破碎带宽约10～15 m。断层附近岩层产状紊乱，牵引褶曲发育，上盘产状为N23°W/52°NE，下盘主要产状为N21°E/47°NW。区内地震动峰值加速度为0.10 g，地震动反应谱特征周期为0.45 s，地震烈度为Ⅶ度。

1.4 水文地质条件及气象特征

测区地表水主要为把边江水及其支流水，主要接受大气降雨补给。地下水主要有第四系松散孔隙潜水和基岩裂隙水，钻探揭示地下水位起伏较大，埋深1～18 m。仅小里程坡面DK 202+488.3右29 m处因泥岩隔水作用或局部裂隙不贯通出露一泉点，流量约0.001 L/s。

测区年平均气温18.3°，每年5～10月为雨季，年平均降雨量为1 449 mm，年最大降雨量为2 057 mm，月最大降雨量为620 mm。

2 滑坡特征分析

区内发育秀柏1号～5号滑坡，分布较为密集，滑坡特征亦较为相似，其中对工程影响最大的为秀柏1号滑坡，故本文重点对该滑坡进行分析。

2.1 滑坡平面特征

秀柏1号滑坡界线清晰，平面地貌近似簸箕形，中前部滑坡平台较明显，左右两侧分别为秀柏2号和3号滑坡。线路DK 201+420～DK 201+690段于滑坡左部通过，滑坡主轴方向约279°，轴向与线路走向近平行，主轴长约340 m，宽约130 m，厚2～28 m，属深层大型滑坡[2]。滑体表面较顺直，植被较发育，后缘较陡，前缘较平缓及开阔，坡体上未见裂隙。

2.2 滑坡物质成分及滑面、滑床

滑体物质以硬塑状粉质黏土为主，夹20%～30%强风化砂泥岩质粗角砾及碎石，粒径多为2～8 cm，局部为稍湿、稍密状角砾土及碎石土。根据滑坡钻探揭示，碎石类土主要分布于滑坡中后部，滑带土层不明显，分析滑坡中后部滑动面为岩土分界面，滑坡中下部滑面为岩土界面及粉质黏土中的软弱面。滑床为白垩系下统景星组下段(K1j1)泥岩、砂岩全～强风化层，岩层倾向坡内，视倾角48°。钻探揭示滑动带坡度为10～25°，滑坡结构如图2所示。

图2 秀柏1号滑坡D-D′主轴剖面示意图

2.3 滑坡成因分析

滑坡的形成常常受到较多因素的影响，成因较为复杂[3-6]。根据现场地质调绘及结合勘探成果，秀柏双线大桥滑坡成因分析如下：

(1)弱膨胀性

根据测区土工试验成果，上覆粉质黏土及泥岩全风化层局部具有弱膨胀性。膨胀土体具有胀缩特性、裂隙性、超固结等特点。膨胀土中常常存在利于滑动的缓倾角裂隙密集带、长大裂隙、沉积界面和岩性界面[7]，降水沿地表裂隙面下渗后软化结构面，土体易沿缓倾角结构面发生蠕变，从而使土体失稳形成滑坡。秀柏双线大桥桥址附近滑坡密集发育，很大程度上是受土体膨胀性的影响。

(2)构造

测区发育把边煤矿断层(逆断层)，受构造影响断层附近岩土体破碎，完整性较差，有利于地表水的渗入，加速了滑坡的形成。

(3)降雨影响

降雨是滑坡诱发的关键因素。降雨后土体容重增大，加大下滑力，降雨渗入坡体，改变坡体地下水分布形态，形成静水压力和动水压力，可急剧改变岩土体的受力情况；雨水入渗后弱化岩土体，降低抗剪强度，形成软弱面(带)，促进滑坡发生。测区雨季降雨量大，为滑坡发生提供了必要的条件，通往测区的道路在每年雨季都会新发生多处滑坡也证明了这一点。

因此，在以上主要因素的综合作用下斜坡体发生滑动，结合上述滑坡特征分析，该滑坡为牵引式滑坡[2]。

3 滑坡稳定性分析

根据滑坡体形态特征和物质组成，同时考虑其结构和边界特征，按不利条件选择滑体厚度相对较大的C-C′轴剖面进行稳定性分析。

3.1 参数选取

滑坡土体物理力学参数的选取主要根据现场试验成果，并结合附近相关工程试验资料进行综合取值，暴雨工况对参数进行适当折减，如表1所示。

表1 秀柏1号滑坡土体参数表

3.2 计算结果及分析

由于滑坡土体具有膨胀性，使其形态有别于均质黏性土中的圆弧滑动，通常为折线型[8]，故秀柏1号滑坡稳定性计算滑动面按折线考虑。滑坡计算模型如图3所示。

图3 秀柏1号滑坡C-C′轴剖面计算模型

图4 秀柏双线大桥1号滑坡防治工程设计平面示意图

由计算结果可知，天然情况下斜坡处于基本稳定状态；暴雨工况下，坡体容重增大，抗滑能力下降，稳定性降低，斜坡处于欠稳定状态；在地震工况下边坡的应力应变受地震影响较大，斜坡处于欠稳定状态；在暴雨加地震的极端条件下，坡体处于不稳定状态，稳定性计算成果如表2所示。

表2 秀柏1号滑坡稳定性计算成果表

3.3 滑坡对工程影响分析

秀柏双线大桥1号～5号滑坡在天然条件下均处于基本稳定～稳定状态，其对工程的影响主要为以下两方面：

(1)测区密集发育的滑坡影响了线路方案。大桥小里程端选择从1号滑坡左部处通过，大里程端及隧道进口选择从4号、5号滑坡中间通过，以尽量减小滑坡对工程的影响。

(2)滑坡目前虽然处于基本稳定状态，但是在降雨或地震等自然条件的影响下，以及在施工开挖扰动后，滑坡可能再次失稳复活。1号滑坡将会影响秀柏双线大桥工程安全，2号～5号滑坡则可能会影响大临工程和辅助工程的安全，相关工程应尽量避绕，滑坡应进行相应加固处理。

3.4 滑坡防治措施建议

通过上述对秀柏1号滑坡的地质分析，结合工程特征，建议采取以下工程措施：

(1)加强坡面截排水措施

在桥墩两侧坡面设置截水沟，于秀柏双线大桥4号桥墩后汇合并向左侧把边江支沟1进行排泄，避免雨水下渗。

(2)加强抗滑桩设计

施工前应采用抗滑桩对滑坡体进行防护，桩间可采用喷锚网防护。由于秀柏双线大桥走向与滑坡主轴方向近似平行，大桥0～4号墩台位于1号滑坡体内(靠近左侧边缘)，抗滑桩可考虑设计于墩台边，如图4所示。

(3)秀柏2号～5号滑坡需根据附属工程实际情况进行抗滑加固设计。

4 结论

秀柏双线大桥附近发育秀柏1号～5号滑坡，大桥从1号滑坡左部通过，滑坡目前处于稳定状态，但对工程影响明显。本文在地质调绘和勘探的基础上，结合滑坡区域工程地质条件，重点对1号滑坡的类型、成因、稳定性及工程影响进行分析评价，为线路方案选择及滑坡防治提供重要的参考依据。

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Characteristics and Stability Analysis of Landslides near Xiubo double-line bridge on Yuxi-Mohan Railway

DENG Rui WANG Peng ZHANG Ying YU Zhentao

(China Railway Eryuan Engineering Group Co., Ltd., Chengdu 610031， China)

Landslides nearby Xiubo double-line bridge of Yuxi-Mohan railway are developed and intensive. Through the geological investigation and exploration result, the geologic feature and formation mechanism of 1# landslide is analyzed based on the formation lithology, geological structure and hydrogeological characteristics and then the stability of the landslide is calculated and analyzed. The result of the analysis shows that: (1) 1# landslide is a large-scale traction-type thick soil landslide. Most of the sliding body materials are silty clay.. (2) The intensive development of landslides is mainly caused by the weak expansion of soil, developed fault in the measurement area and heavy rainfall in the rainy season. (3) 1# landslide is in a stable state now, and may be revived to cause damage to the bridge in the case of rainfall, earthquake or construction disturbance. And the stability conditions of 2#～5# landslides are similar to that of 1# landslide . (4) The intensive development of Landslides affects the choice of route scheme, and the bridge passes through the left part of 1# landslide. The rest works should avoid the landslides as far as possible, and the necessary treatment and reinforcement measures shall be taken for the landslide.

Yuxi-Mohan railway; landslide; engineering characteristics; stability

2016-06-07

邓睿(1983-)，男，工程师。

1674—8247(2016)05—0066—05

P642.22

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