高速公路滑坡工程地质评价及处理措施

■李桂明

(光泽县杉杭路桥开发有限公司，南平 354100)

0 引言

该滑坡体位于隧道出口附近，整体滑体位于路线红线之外，由于近期阴雨绵绵，滑坡后缘裂缝较大且发展快速，最快时约3cm/d。滑坡区属中山构造剥蚀地貌，滑坡平面上呈舌型，剖面呈折线形，滑坡已形成“圈椅状”地形。滑坡后缘以目前已形成的弧形拉张裂缝 (拉陷槽)为界，其下滑高度约1m～3m，滑坡左、右两侧以已形成的剪切裂缝为界，滑坡前缘以路线右侧开挖边坡为界；该滑坡纵向平均坡度21°，呈上陡下缓形态，上部为陡坡，坡度达25°～35°，滑坡中部较缓，坡度 10°～15°，前缘为已开挖的山丘，滑坡后缘滑坡纵长130m，后缘宽50m，前缘宽度90m，横向平均宽80m，分布面积约1.04万m2，厚度一般10m～15m，平均厚度约12m，滑坡体积约12.48万 m3，主滑方向 114°。

1 工程概况

1.1 地形地貌

滑坡区总体属于中山构造剥蚀地貌。海拔1700m～2200m，高差 500m，山体较为陡峭，坡度 25°～35°，植被较发育，多为树木。斜坡左侧为一冲沟，冲沟常年流水。斜坡坡脚左侧为一小平台，与前方山丘相连，坡脚右侧为一小冲沟，右侧坡脚坡面较陡，约 35°～40°，高差约 15m，为一自然临空面。路线呈南北走向，路线边坡方向约76°，自然斜坡与路线边坡交角约38°，自然斜坡与路线前进方向交角约52°。

滑坡处整体地貌如图1所示。

1.2 地层岩性

(1)第四系全新统残坡积层(Q4el+dl)

图1 滑坡处整体地貌

含碎石粉质粘土：黄褐色，松散，成分为砂岩、玄武岩，粒径0.5cm～3cm，含量10%～15%，呈次棱角-棱角状，其余为粉质粘土充填，该层主要分布斜坡坡面，该层厚度1m～5m。

(2)第四系全新统坡洪积层(Q4dl+pl)

以碎石土为主，碎石粒径1cm～8cm，含量约60%，呈棱角状-次棱角状，其余为粉质粘土及角砾充填。层厚度3m～6m。 参见图 2～图 3。

1.3 地质构造

(1)褶皱

垭密-亦资向斜：走向北东35°，核部为三叠系中、上统地层，翼部为二叠系地层，北东翼岩层倾角8°～20°，南西翼岩层倾角10°～30°。滑坡区垭密-亦资向斜南西侧，该褶皱构造对路基影响小，总体表现为单斜地层。

图2 坡洪积碎石土

图3 煤层出露

(2)断层

路基工程区及附近区域均无断层通过。

(3)岩层产状和裂隙

通过调查，滑坡区地层产状为290°∠25°，主要测得两组裂隙，①60°∠78°，裂面较平整，可见延伸约 0.3m，发育密度 2～3条/m。 ②122°∠60°，裂面较平整，可见延伸0.6m，发育密度2～4条/m，裂隙发育，呈网状，岩体被切割成碎块状。

1.4 水文地质条件

左侧为冲沟，常年有水，流量3L/s～10L/s。风化裂隙水主要接受大气降水补给，但冲沟两岸斜坡较陡，赋水性差，地下水主要沿裂隙运移，从斜坡上向冲沟谷低洼处排泄。按对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价为微腐蚀性。

2 滑坡地质评价

滑坡为一中型牵引式滑坡，滑坡两侧以山脊为界，滑坡后缘张拉裂缝张开约30cm，下错滑移约3m～4m，斜坡两侧剪切裂缝明显，下错约30cm～50cm，滑坡两侧和后缘裂缝已经贯通，滑坡前缘为路基开挖段，滑坡体主要为含碎石粉质粘土、强风化泥质粉砂岩、煤层等，滑移面主要受煤层和前缘开挖临空面控制。因前缘开挖影响，现滑坡处于欠稳定状态，随着边坡继续开挖，滑坡将转变为不稳定，滑坡剖面图如图4所示。

图4 滑坡剖面图

3 滑坡稳定性计算

本次选择1—1′纵断面作为计算剖面，其滑动带(面)呈折线型，由采用规范规定的不平衡推力传递系数法计算该滑坡的稳定性系数，依据勘察中取得的资料，滑体均划分为14个条块(见图5)，目前滑坡处于欠稳定状态，暴雨工况下稳定性系数为0.95，对滑带土抗剪强度进行反演，得到抗剪强度参数综合取值用于分析边坡开挖完后的稳定性系数。

图5 计算模型

3.1 计算工况

勘察区为强震外围区，属地震基本烈度为6度区，按规范无需考虑地震因素对滑坡稳定性的影响。故本次考虑：工况1：天然状态；工况2：暴雨状态。

3.2 荷载组合

①自重：基本荷载主要为滑坡体自重。

②地下水作用力：计算时仅考虑暴雨对滑坡体稳定性的影响。

3.3 计算参数的确定

滑坡稳定性计算参数采用滑坡参数反演和工程地质类比相结合的方式进行综合确定。

根据《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T0218-2006)的规定，处于整体变形-滑动状态，稳定性系数为0.95～1.0。因此，选择本次勘探纵断面分别进行计算，滑坡在暴雨状态时稳定性系数取值0.95，采用不平衡推力法(传递系数法)进行参数反演分析，参数取值见下表1。

表1 滑带土容重、抗剪强度参数取值表

3.4 滑坡稳定性计算方法及公式

该滑坡滑动面由软弱岩层面控制，滑动面呈折线型，故采用传递系数法公式进行稳定性验算[1]。

(1)稳定系数计算公式：

(2)剩余下滑力计算公式：

4 滑坡稳定性计算结果

根据拟定的计算方法及参数，以1—1’纵剖面作为最不利计算剖面，分别计算该条剖面中滑面在天然状态、饱和状态下的稳定性。并分别计算自重、自重+暴雨工况下安全系数Fst=1.10、1.15、1.20、1.25的剩余下滑力。详见图 6～图 7。

图6 饱和工况下下滑力

图7 天然工况下下滑力

取安全系数为1.2时，1-1’剖面处滑坡深度约11m，剩余下滑力为1197kN(饱和状态下)，抗滑桩设计以剩余下滑力1197kN控制，但根据现有出现的滑坡情况，桩前土体已有松动、凸起，如任其继续发展，最终将导致主线挖方边坡土体隆起、滑塌，影响其主线及项目部的安全。建议将1—1’处附近第2级平台以上进行(坡率约1∶1.5)适当清除土方，清方后及时做好防护 (采取拱形骨架植草，设计图见主线防护图)，参见剖面图1—1’。同时2—2’也进行放缓边坡处理。根据现有的钻孔资料，采用抗滑桩处置方案，抗滑桩采用方形截面，截面尺寸2m×3m(沿滑坡推力方向长度为3m)，桩间距6m，共设置10根桩，最长桩长26m，最短桩长21m[2-4]。

5 结论

(1)滑坡后缘以目前已形成的弧形拉张裂缝(拉陷槽)为界，滑坡中部较缓，坡度10°～15°，前缘为已开挖的山丘，相对高差45m；滑坡纵长130m，后缘宽 50m，前缘宽度90m，横向平均宽80m，分布面积约1.04万m2，厚度一般10m～15m，平均厚度约12m，滑坡体积约12.48万m3，主滑方向114°。因此，该滑坡属中型-岩质-牵引式-中层-工程-活动-新滑坡。

(2)滑坡区地震动峰值加速度为0.05g(对应的地震基本烈度为6度)，地震动反应谱特征周期为0.45s，设计地震分为三组，地下水按对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价为微腐蚀性。。

(3)通过计算，滑坡现状条件下自然工况稳定性系数1.126，与现状整体变形下滑后的暂时稳定的状态吻合，按现状如在暴雨工况下稳定性系数为0.948，滑坡将处于不稳定。稳定性计算结果与现场调查的结论基本一致，说明参数取值是基本合理的。

(4)滑坡直接危害在建的盘兴高速和项目经理部近60人的生命财产安全，且滑坡体后还有林地30亩和1个水塘。可能造成的经济损失达2000万元。因此，须及时对该滑坡进行防治。

(5)根据滑坡的形态、规模、变形特征、发展趋势，结合场地内的地形地貌、地形条件、地层岩性及分布规律等情况，滑坡体宜按保护公路一级支挡设计。该滑坡治理工程为滑坡前部保护公路一级抗滑桩支挡，按悬臂梁设计。