临江道路滑坡成因探究及对地铁线路影响分析——福州上下店路

程 庭

(福州市勘测院 福建福州 350001)

0 引言

福州上下店路，位于南台岛东北侧，起于洪山大桥，终于淮安大桥，全长约3.0km，道路沿闽江北港(乌龙江)的南岸展布，该市政路的走向正好与拟建的福州地铁5号线荆溪新城～洪塘区间重合。该临江道路在历史上曾发生过多次滑坡崩塌地质灾害，仅在近十几年经过专门治理的临江滑坡就有3次，分别为淮安新村滑坡，农林大学门口滑坡和淮安半岛别墅区外滑坡，属于滑坡易发区域，因此研究清楚其滑坡的成因机理，对于拟建地铁5号线的选线和采用何种防治滑坡措施有着十分重要的意义。

1 地质概况

2 已有滑坡案例

图1是上下店路段滑坡分布示意图。本文就近十几年经过专门治理的3次滑坡案例进行分析。

2.1 淮安新村滑坡

该滑坡位于淮安新村外侧的临江侧，滑坡发生于2008年6月，滑坡后缘位于上下店路的左侧，两侧为垂直上下店路向闽江北港展布，前缘的剪出口为河岸最低水位线处；滑坡宽度约80m，滑坡主轴长约10m，滑坡厚度约6m，滑坡的方量约4800m3。滑坡区场地岩土体自上而下为杂填土粉质粘土淤泥残积粘性土等。滑动面位于淤泥及其与粉质粘土地层结合面处，剪出口高程与江底标高接近，属浅层牵引式土质滑坡。滑坡治理时，采用抗滑桩+微型桩+挡土板+锚索+锚杆的治理方案[4]；治理后，滑坡基本稳定。

2.2 农林大学门口滑坡

该滑坡位于农林大学门口，滑坡形成于2007年3月10日，滑坡后缘位于上下店路的临江侧，两侧为垂直上下店路向闽江北港展布，前缘为河岸最低水位线处，可见鼓起凸出现象，剪出口高程与江底标高接近[5]。滑坡的坡体变形特征为：滑坡体后缘产生一条拉张裂缝，裂缝平面上已贯通呈“圈椅状”，裂缝宽度多为5cm～10cm，大者达15cm～20cm，滑体下35cm～85cm，如图2所示。滑坡主轴长约35m，横向最宽处约60m，主滑近东向，滑坡体积约15 000m3，该滑坡区场地岩土体与淮安新村滑坡一致，属浅层牵引式土质滑坡，如图3所示。该滑坡治理时，采用了抗滑桩+挡土墙+锚索的治理方案；治理后，滑坡基本稳定。

图1 上下店路段滑坡分布示意图

图2 农林大学门口滑坡现场图图3 农林大学门口滑坡典型横剖面

2.3 淮安半岛别墅区外滑坡

该滑坡位于淮安半岛别墅区外侧，2010年7月5日临江侧路基产生滑坡垮塌，滑坡后缘位于上下店路的左侧，两侧为垂直上下店路向闽江北港展布，前缘的剪出口为河岸最低水位线处。滑坡主轴长约30m，横向宽约100m，厚约10m，滑坡体积近30 000m3。滑坡区场地岩土体与前述滑坡基本一致[6]，也属浅层牵引式土质滑坡。该滑坡发展速度较为迅速，滑坡体启动滑移后，淮安别墅内道路开裂下错现象明显，严重威胁到2-3号别墅的安全，随后开展了应急抢险，运用货船向江底抛填毛石进行反压，同时，对坡顶土方进行卸载，用以减缓坡体的滑动。滑坡治理时，采取双排抗滑桩+锚索+挡墙的治理方案；治理后，该滑坡基本稳定。

3 滑坡成因分析

上下店滑坡均是牵引式型土质滑坡，其变形破坏受坡体内应力分布变化及土体强度的控制[7]，滑出侧为闽江北港，属于临江滑坡，滑出面在闽江北港的江底，分析滑坡形成的影响因素有：

(1)地形地貌因素：上下店路段地形特点均为靠山临江，地形陡峭，坡度达40°～50°，边坡的前缘为闽江岸坡，临江滑坡的坡脚常年受闽江水流的冲刷，属于河流侵蚀型地貌特征。

(2)岩土特征：坡体地层为杂填土粉质粘土淤泥淤泥质土，坡底存在软土地层分布，且根据地质断面表明，岩土界面均向江底缓斜，不利于临江边坡的稳定。

(3)地表水和地下水：发生滑动的边坡中前部均为平地，不利于地表水向外排泄；坡体的顶部因为人为开挖修路填筑杂填土建筑垃圾等，几乎无植被或很少植被遮挡，利于大气降水和地表水的渗入，导致了地下水在滑坡体内聚集。其次，无法及时排出的地下水使土体含水量增大，大大增加了土体的容重，削弱了土体的抗剪强度。再次，当地下水遇到隔水的粉质黏土淤泥质土层后，沿层面形成一个饱水带，而降雨后形成地下渗流，产生向坡外的渗透压力，加大了下滑力。

(4)人类工程活动影响：根据学者黄润秋王恭先等的统计[7-8]，人类活动的力量逐渐取代自然营力，成为导致地球环境变化和日益恶化的主要因素，50%以上的大型滑坡发生，与人类活动有直接或间接的关系。上下店路段边坡发生滑动的时间节点，集中发生在2007～2010年之间，之后几乎没有发生过，分析发生滑坡的时间节点，正好与上下店路段开发建设时间相吻合。在此期间，上下店路段进行拓宽改造淮安半岛别墅区修建和普觉寺寺庙拓宽改造工程均在进行中，边坡范围内及周边的地貌均受人类破坏严重，由于边坡周边房屋拆迁修路筑墙侵挖坡脚等活动，对坡体产生扰动，破坏了坡体原有平衡条件。另外，边坡的后缘坡顶均存在人工加载现象，如农林大学门口新砌路肩重力式挡土墙，淮安半岛别墅区外加高路面别墅区内的场地平整等活动。

此外，滑坡的发生，也与整个闽江河床演变岸坡冲刷无序采砂等因素造成河床深切紧密相关。根据学者潘东曦赵群等[9-10]研究表明，因为闽江无序采砂，上游水口电站的节流效应，2003～2015年期间，闽江北港的深泓纵剖面整体呈下切趋势，其中位于洪山大桥附近测试断面的主槽及右侧河岸(即靠近滑坡一侧河岸)，均发生了严重的下切现象，自2001 年以后最大下切深度达3.05m。

4 临江边坡稳定性计算

上下店已经发生滑动的临江边坡，均具有类似的地层结构和滑动模式，为了确认其它路段临江边坡的稳定性，有必要对其它路段边坡进行稳定性验算。据前期勘察成果表明，临江边坡均为土质边坡，土体可能沿潜在滑动面产生滑动破坏，故采用瑞典圆弧法对边坡进行稳定性计算。本研究选用了Geoslope软件的Bishop法进行边坡稳定性分析。由于地表雨水下渗对边坡稳定性影响较大，因此，在计算边坡的稳定性时，分别考虑了在天然条件下与降雨地表水下渗时边坡的稳定性情况，参数如表1所示。模拟前选定可能发生圆弧滑动的坡体剪出口和轴心分布范围，利用软件自动寻找最危险的潜在滑动面 (或具最小安全系数的滑坡体)。研究过程，挑选了4个剖面进行稳定性验算，如图4所示；其中，剖面A-A’岸坡最小稳定性系数为1.474，处于稳定状态；剖面B-B’岸坡最小稳定性系数为1.024，处于欠稳定状态；剖面C-C’岸坡最小稳定性系数为1.625，处于稳定状态；剖面D-D’岸坡最小稳定性系数为1.041，处于欠稳定状态。

表1 上下店路段岸坡岩土体物理力学参数

根据以上计算结果表明，上下店临江边坡仍可能产生局部失稳塌滑，塌滑区块主要集中于上下店路外侧斜坡，滑体主要组成为杂填土粉质粘土和淤泥质土，主体滑面以淤泥质土为主，滑坡危及上下店路高校集中区大流量人员车辆安全，对地铁施工运营影响较大。

(a)A-A’剖面

(b)B-B’剖面

(c)C-C’剖面

(d)D-D’剖面

5 临江滑坡对地铁线路影响分析

福州地铁5 号线是福州市轨道交通线网中心环的组成线路之一，在工程可行性阶段5号的上下店路段线位几乎与该道路完全重合,如图5所示，线路正穿或斜穿已经完成支护的3个临江滑坡，根据设计纵断面表明，在盾构穿越段范围内存在多根抗滑桩和锚索，因此，施工前要对抗滑桩和锚索进行拔除作业，打破已趋于稳定的滑坡体系。并且，重新对滑坡体进行支护设计施工，该过程的风险较大且费用高。此外，根据沿江地层的发育特点，在地铁施工过程中及竣工后，仍不排除在其它路段发生临江滑坡的可能性。

因此，从工程的安全性可实施性综合造价等因素考虑，须对该路段线路进行调整，尽量避开临江滑坡的发育区域，将线路往山里移动约50m～200m。但是受农林大学车站站位的限制，地铁线路靠近车站附近时，必须回到上下店线路；设计时，应避开浅部(<10m)易于发生滑动的淤泥质土地层，采取增大车站埋深深度的处理措施，尽可能增大地铁隧道的埋置深度，以低于闽江的江底面标高为宜，如图5所示。

图5 地铁5号线线位变化示意图

6 结论

福州上下店路段，在历史上曾经发生过多次滑坡崩塌地质灾害，属于滑坡易发区域。滑坡发生的原因，是多个因素共同作用的结果，主要有现状地形较陡地层岩土界面向江底缓斜底部发育有软土地层人工开挖坡脚等。经验表明，上下店临江边坡仍可能产生局部失稳的可能性。因此，该路段的地铁5号线不能沿现状道路展布，须尽可能向山体内改道；而且，为了避开浅部易于发生滑动的淤泥质土地层，设计时，应尽可能增大隧道的埋置深度。