晋城市沁水中木亭某滑坡工程地质稳定性分析及治理

彭 林 俊

(山西省勘察设计研究院,山西 太原 030013)

沁水中木亭互通连接线起点位于阳翼高速沁水中木亭互通出口处，终点位于原沁东收费站，接于省道坪曲线(S331)上，全长4.575 km，K2+892～K3+115段为填方路段，本项目设计采用一级公路标准，设计速度为60 km/h，设计中填方路基处路基填筑高度8 m以内，边坡坡率采用1∶1.5，填筑高度8 m～20 m，边坡坡率采用1∶1.75，在运行过程中本段出现了路面开裂，路基沉陷及边坡滑动现象，路基沉陷最大深度达到了70 cm左右。

为评价该滑坡的稳定性，受建设单位委托，笔者所在单位对该段滑坡进行了详细阶段(一次性)的勘察工作。

1 工程概况

沁水中木亭互通连接线于2009年3月完成施工图设计，2010年10月竣工通车，本项目起点位于阳翼高速沁水中木亭互通出口处，终点位于原沁东收费站，接于省道坪曲线(S331)上，全长4.575 km，K2+892～K3+115段为填方路段，本项目设计采用一级公路标准，设计速度为60 km/h，设计中填方路基处路基填筑高度8 m以内，边坡坡率采用1∶1.5，填筑高度8 m～20 m，边坡坡率采用1∶1.75，在运行过程中本段出现了路面开裂，路基沉陷及边坡滑动现象，路基沉陷最大深度达到了70 cm左右。

2 路基滑坡基本特征

2.1 路基滑坡地形地貌

滑坡在空间上形成圈椅状地形，滑坡后缘高程介于861.93 m～868.00 m之间，前缘高程介于839.51 m～856.11 m之间。滑坡平面形态簸箕状，滑坡周界明显，左右两侧边界为一小型黄土梁，主滑方向约57°(北偏东57°)左右，滑坡轴线与路基基本垂直，滑坡前缘以老沁陵公路为界，滑坡后缘以中木亭连接线路基填土与原土接触带为界，滑坡轴线长近65 m，滑体宽度约225 m，滑体坡度在路堤段为30°～35°，其余段坡度为10°～20°，滑体总体上为两侧高，中间低洼，滑体东侧发现2个泉眼，滑体北侧发现1个泉眼。路基位于滑坡后缘，地表高程介于861.09 m～869.82 m之间，呈北低南高的趋势，本段路基坡降约为4%。滑坡地形地貌特征见图1。

2.2 路基滑坡要素特征

2.2.1滑坡体

滑坡体勘探厚度为7.0 m～15.6 m，前部和后部薄，中部厚。路基的裂缝及路基东侧小路的裂缝表明滑坡处于不稳定状态。

2.2.2滑坡后缘

2.2.3滑坡周界

滑坡周界几乎为填土与原土界限，左右两侧边界基本顺着路堤排水沟，前缘基本平坦，剪出口不明显。

2.2.4泉水

滑坡前缘分布两个泉眼，1号泉眼水深0.2 m左右，出水量约0.009 m3/s；2号泉眼水深0.2 m左右，出水量约0.004 m3/s。

2.2.5滑坡裂缝

从调查情况来看，目前地表发现的滑坡裂缝主要分布在中木亭互通连接线上。另在老沁陵公路发现裂缝1组，G1组裂缝位于3号附近，主要发育有1条裂缝，宽8 cm～15 cm，裂缝走向319°左右，延伸长度约40 m，明显错落，最大落差为105 cm。在中木亭互通连接线路面共发现3组裂缝，G2组裂缝、G3组裂缝及G4组裂缝呈树枝状分布，部分裂缝贯通形成弓形，裂缝宽3 cm～7 cm，裂缝总体走向350°左右，延伸长度约78 m，错落竖直位移介于5 cm～10 cm，水平位移介于10 cm～20 cm。滑坡裂缝,见图2，图3。

2.2.6滑动面(带)

根据本次勘查结果，滑坡滑动面后缘位于路基填土内部，中前部与原始地面接触，滑带土均已经饱和，滑带土具有明显的挤压或揉皱层理，局部基岩表面可见轻微擦痕，滑带土厚度达到0.5 m～1.5 m。滑动面倾向东，滑面坡度介于5°～65°。对于该滑坡来说，滑动带的鉴别标志主要为含水量的变化、挤压或揉皱层理以及软化等。

2.2.7滑床

2.2.8滑舌

2.3 路基滑坡分类

按滑体组成物质分类，滑坡滑体由人工填土组成，属于人工填土滑坡。按滑体厚度来分类，滑坡滑体厚度3.0 m～13.5 m，属于中浅层滑坡。按运动形式分类，滑坡地貌呈上小下大，力学性质属于牵引式滑坡。按现今稳定程度分类，滑坡属于活动滑坡。按滑坡体积分类，估算滑坡体积约为1.3×104m3，属于小型滑坡。

3 路基病害成因机制分析

3.1 路基滑坡对路堤稳定性的影响

中木亭互通连接线K2+892～K3+115段的路堤填方厚度5 m～20 m，路基位于滑坡的后缘，且公路东侧坡体高陡，具有很大的临空面，为填土带动其下坡积层沿基岩顶面产生变形提供了空间条件。

边坡下伏基岩为砂质泥岩，形成相对隔水层，基岩顶面倾向临空面，上覆碎石土和黄土透水性好，相对富水。使得岩土体在填方区与基岩顶面之间形成了含水层，当降水加剧后，岩土体达到饱和，形成贯通的滑带。

勘查区受大气环流和地形影响，区内降水少而不均，降雨常以连阴雨和暴雨形式出现，大都集中在夏季，冬季有冻胀，干湿交替和冻融循环，周而复始使得区内填方坡体松软。

近年来此区域超常降雨，强降雨导致边坡覆盖层饱水，极大的软化了岩土体的物理力学特征，降低了滑带土的强度，加速了滑坡的蠕动变形。加之过路的大卡车动荷载引起蠕动变形，路面开裂以及滑坡后缘活动形成了下渗排水通道，加大了坡体土的自重，同时降低了滑带土的抗剪强度，因此，滑坡再次发生蠕滑痕迹。

3.2 路堤填土自身对路堤稳定性的影响

由于坡体的蠕动使路基不同程度变形，土体结构破坏，含水量增加，使得该层填土的强度降低，不同程度影响到路基的垂直变形，属于路基的软弱下卧层，对路基的稳定性有很大影响。

4 滑坡稳定性分析评价

根据滑坡稳定性计算结果，现状填土滑坡在不考虑地震力影响时整体处于不稳定～欠稳定状态(稳定性系数Fs=0.97～0.98)；现状填土滑坡在考虑地震力影响时整体处于不稳定状态(稳定性系数Fs=0.87～0.89)；计算结果表明：地震因素对滑坡稳定性影响很大。

5 路基、滑坡防治工程措施建议

通过以上计算分析，沁水中木亭互通连接线K2+892～K3+115段路基病害的主要原因包括路基滑坡因素以及路堤填土(第①层素填土)强度不足因素，同时这两方面因素都是由地下水排水不畅引起的，所以排出地下水是本工程治理的核心问题。路基病害防治工程措施建议如下：

1)在现有路堤左侧排水沟地段，布置截水盲沟截住上游地下水；修复排水涵洞，以利于排出雨水。

2)采用抗滑桩对滑坡进行防护，采用黏土或灰土填塞路堤上的裂缝。

3)对路堤第①层素填土采取注浆加固措施，以提高路堤边坡自身的稳定性。

4)路基病害在治理期间，应埋设固定观测点，定期进行观测，加强变形动态监测。

5)路基病害治理施工时，建议采用信息化施工，及时反馈施工信息，根据实际状况进行设计调整。