乐西高速张油坊滑坡地质选线研究

李 博，何 韬，廖文林

（1.四川省公路规划勘察设计研究院有限公司,四川 成都 610041；2.绵阳市安州区自然资源局地质环境监测站，四川 绵阳 621000）

1 工程概况

乐山至西昌高速公路位于四川省以南的乐山市、凉山州境内，是《四川省高速公路网规划》的重要组成部分，是成都平原与攀西高原的重要战略通道，全线贯穿大小凉山大量彝族聚居区，也是重要扶贫通道[1]。

张油坊滑坡位于乐山市马边县城以北约1.2 km处的马边河右岸的张油坊村境内，场地内有简易公路可以到达场地。该滑坡横向起于路线K0+200～K1+690，平均宽度约1.2 km，长约1.6 km，平均厚度约70 m，滑坡体约1.4 亿m3，该滑坡为牵引式巨型深层岩质顺层古滑坡,路线拟从滑坡体中部以隧道的形式通过[2]。

2 场地地质环境

2.1 地形地貌

测区处于大凉山北段西侧，马边河由南向北沿路线右侧约1 km 处通过。测区分水岭山脊海拔多在1900～2000 m，马边河谷底海拔约520 m，相对高差大于1000 m，属深切割构造侵蚀中山地貌，受马边河及其支流的切割，在平面上多形成的单面山边缘具阶梯状的陡峻谷坡的地貌景观。地形地貌受马边河及其支流切割的影响，溪沟发育，沟谷纵横。

2.2 地层岩性

场地内经地调及钻探揭露地层为新生界第四系全新统滑坡堆积层（Q4del）及中生界侏罗系上统沙溪庙组（J2s），地层岩性分述如下。

2.2.1 第四系全新统滑坡堆积层（Q4del）

粉质黏土：灰棕色，以粉黏粒为主，硬塑状。全层结构不均，含少量粉砂岩、粉砂质泥岩质角砾及块石，局部因块石含量增多而呈含块石低液限粉质黏土。

块石：灰棕-棕红色，局部夹绿灰色，石质以粉砂质泥岩为主，细砂岩、粉砂岩次之，棱角状，部分块石强风化。结构不均，局部块石含量增多而呈块石，含量减少而呈块石质土，局部段粉质黏土富集，有架空现象，地表可见块石直径5～8 m。全层松散，潮湿，透水性较好。

钻探揭露最大厚度147.1 m，路线在滑体下方通过，分布于K0+800～K2+530。

2.2.2 中生界侏罗系上统沙溪庙组（J2s）

粉砂质泥岩，棕红色，矿物成分以粉质黏土矿物为主，钙泥质胶结，粉泥质结构，薄层-中厚层状构造。裂隙不发育，层间结合一般，岩石具饱脱风化开裂特征。

细砂岩，紫灰色，矿物成分以石英为主，长石、岩屑次之，泥钙质胶结，细粒结构，中-厚层状构造，结构不均，沿层理云母富集，夹泥质团块或泥质条带。

该层厚度>500 m，分布于整个场地，卧于松散层下，出露于斜坡陡坎、峭壁。

2.3 地质构造及地震基本烈度

场地位于轴向南北的砂腔背斜东翼，轴向近南北的马边向斜东翼南段翘起端，五指山背斜西段倾末端[3]。层由中生界侏罗系下统沙溪庙组（J2s）地层组成，岩层产状单斜，岩层产状主要受马边向斜控制。

场地内岩层产状268°～282°∠25°～32°，主要发育两组近正交的构造节理。L1：20°～35°∠60°～90°，L2：275°～300°∠65°～90°，两组裂隙垂向止于粉砂质泥岩层面上，岩石在节理、层面的切割下岩体呈碎块状结构。

区内新构造运动的特点上升运动为主，根据GB 18306—2015《中国地震动参数区划图》，区内地震动峰值加速度为0.15 g，地震动反应谱特征周期为0.40 s，场地对应地震基本烈度为Ⅶ度。

3 张油坊滑坡成因机制分析

3.1 滑坡的形态规模

该滑坡为牵引式巨型深层岩质顺层滑坡，滑坡后壁及后缘拉裂槽清晰可见，上中部可见滑动的基岩产状紊乱；下部则为块石。目前方案路线于滑面下部以隧道的形式通过。滑坡主轴在K2+000 附近，轴向280°，主轴长1 700 m。滑坡后缘在K1+600～K2+300 左侧300～360 m，前缘在隧道右侧马边河边，距隧道最远处1 350 m。平均宽约1.2 km，隧道地表通过滑坡路段长1 550 m，厚度17.3～147.1 m。

该滑坡形成系由马边河的冲刷、切割，岩体产生沿层面的顺层滑动，将马边河挤压。滑体受马边河的冲刷、淘蚀再次形成的多级次生滑动，滑体上见有多级不连续的、高低不一的平台，地形向坡下凸起，压迫河道向W 凸起，滑动的块石层覆盖河床的卵石层约3～10 m。

古滑坡的右前部有较多的次生滑体，较大的体积大于10 万m3。从上到下均有解体严重呈块碎石状的滑体，也有基本没有解体的像大片出露的基岩（假基岩）。

滑坡后缘有3 处槽地地形，K0+700 左侧约300 m处槽地长150 m，宽60 m，深约5～10 m，槽内为荒地。槽两侧基岩有错位现象。陡坎上有危岩分布，地表可见块石散落，粒径＞2 m。槽地以下，为一坡脊状地形；K0+900 m 左侧约350 m 处槽地长160 m，宽70 m，深约7 m，槽内为荒地，台缘向坡下明显凸起。槽地上部斜坡覆盖层较薄，偶见基岩出露。槽地下方为一陡坎，坎边处基岩松动体出露，产状异常；K1+300 m 左侧约350 m 处槽地长250 m，宽80 m，深约3～5 m，槽内农舍分布，见多级平台，平台上农田分布，台缘向坡下明显凸起，槽地左侧约130 m处可见滑坡后壁，后壁处滑床基岩产状由北向南从275°∠25°到280°∠29°到282°∠32°。

滑坡下部，地形凹凸不均，总体向马边河凸起并挤压马边河道，地表块石散布，地形陡缓不均，台阶不连续，农田、荒地混杂，地形较零乱，据当地老乡介绍，每年雨季时坡表均有小规模的滑塌，根据《四川省乐山市马边县地质灾害隐患排查报告》（2017年），马边县国土资源局对张油坊古滑坡的前缘地段实施了地质灾害防治治理工程。主要治理工程措施为：抗滑桩板墙+格构锚索，治理工程于2016 年1月竣工，经过1 个水文年的试运行，复核其工程治理有效性较好，目前安全性较好，公路挡墙基本完好，进一步说明该古滑坡目前整体稳定。

3.2 滑面的确定及滑面的形态

勘察期间，部分钻孔在揭露滑体下部土体至岩面时，钻探揭露的多为块石、粉质粘土质角砾，并且大量钻孔采取的岩样产状不一，采芯率及块石的质量指标较高，虽表明该岩样系曾发生滑动的基岩，部分钻孔未见有明显的滑动面，钻孔于106.2 m 处见10 cm 厚软弱夹层、钻孔于51.75 m 处见倾角约65°光滑镜面及擦痕，56.7 m 处见10 cm 厚软弱夹层、钻孔于110 m 处见倾角约32°光滑镜面及擦痕、钻孔于68.7 m 处见倾角约12°光滑镜面及擦痕，68.9 m处见5 cm 厚软弱夹层、钻孔揭露上部为砂泥岩块石，下部为卵石，表征上覆土体曾快速的覆盖（滑动）其上，该河道发生过变迁，向南凸起。

根据现场地质调查分析并结合钻探岩芯的情况，可推断块石与基岩、卵石的界面为主滑面。次级滑面则受块石中的低液限粉质黏土控制，具多条、多级而互不连续性。

3.3 滑坡的成因分析

（1）环境地质条件差。场地地层为侏罗系沙溪庙组粉砂质泥岩与细砂岩不等厚互层。根据区域地质环境来看，场地位于近东西向的马边—沐川弧形构造带于川滇南北向构造带的北段交切复合地带，地形、岩层走向都受构造控制，构造应力集中，岩层中节理裂隙发育，岩层破碎。涉及主要构造为马边向斜，其轴向呈近南北方向展布。场地位于向斜东翼上，地层产状表现出整体倾向西（略偏北）。这样，马边河左岸为逆向坡，右岸为顺向坡，坡度缓，一般在20°～35°，场地晚近时期构造活动仍很活跃，为川西南主要的地震带。历史记载发生过地震烈度为六级以上地震30 次，1936 年场地东南19 km 曾发生6.75 级强震，更早、更强的地震没有详细记录。1975年以来发生三级以上的有感地震26 次。强烈的地震活动触发了滑坡的发生。

（2）马边河水常年对凹岸、坡脚冲蚀，降低了斜坡的稳定性。据马边水文站多年的观测:马边河流域多年平均降雨量为1 074.3 mm，最大年降雨量为1 688 mm。并且雨水集中，降雨强度大。5—10 月降雨量占全年的88%。马边河多年平均流量为79.5 m3/s，汛期集中在雨季。因而在雨季河流强烈侵蚀坡脚，破坏了其原有的平衡状态，加之岩体风化剥蚀强烈，坡积层较厚。在汛期大量雨水渗入坡体后，增大了岩体中的孔隙水压力，进一步降低了稳定性。前缘稍加破坏或受其他因素诱发就能引起滑坡。2019年马边河遭遇50 年一遇特大洪水，马边城水位高于桥面2 m，最大洪峰流量达1000 m3/s 以上。马边河的侵蚀冲刷是古滑坡发生的重要因素，强烈地震可能是诱发的原因。顺向坡的不利产状是滑坡产生的内因。

4 滑坡的稳定性评价

4.1 定性评价

古滑坡总体处于基本稳定状态，在今后强降雨或地震及人为因素情况下，仍有局部复活的可能。

该古滑坡形成年代久远，后经过多次局部滑动，现整体处于稳定状态，如果按目前的设计方案，隧道洞顶距滑面底部最小厚度为46 m（K1+200 附近洞身），最大厚度270 m（K2+450 洞身），隧道施工对整个坡体扰动较小，对该古滑坡的整体稳定性影响不大。

4.2 定量评价

滑坡物质组成主要为块石，滑面物质主要为粉砂质泥岩软弱夹层。滑面主要为直线形，采用基于极限平衡理论的折线型滑动面的传递系数法对滑体进行稳定性分析及计算。

目前滑坡处于基本稳定状态，结合已有工程经验及现场调查等，取其天然工况下综合重度为22.5 g/cm3，暴雨工况下综合重度为23.0 g/cm3。

计算出主滑断面在各工况下的稳定系数见表1。根据计算结果，滑坡在暴雨、地震、天然工况下均处于基本稳定状态。

表1 滑坡综合抗剪强度反算参数取值与稳定性计算结果

5 地质选线原则

（1）应选择地质稳定、地形条件较好的地区通过，尽量避免穿过不良地段[4]。张油坊滑坡为巨型深层岩质顺层古滑坡，具有分布范围广，滑面埋深大等特点。滑坡治理难度极大，治理工程风险高[5]，高速公路路线应当绕避张油坊古滑坡。

（2）地质选线应充分利用有利地形、地势优化平纵线型，路线选择需达到平面顺适、纵面均衡、横面合理的效果，并满足相关技术标准和规范的要求[6]。

（3）乐西高速公路是联系成都平原经济区与攀西高原的重要战略通道，工程建设耗资巨大，工程技术难度高。在选线工作中应综合考虑工程经济因素，合理优化路线方案，以达到缩减工程规模降低工程造价的效果[7]。

6 线路方案比选

从初步设计到施工图设计阶段，路线设计共草拟出多个不同方案。主要包括以下3 种路线方案：（1）初设方案以挖方形式通过古滑坡中前部，路线两侧挡土墙基础施工将开挖形成临空面，如不加以防护将导致坑壁土体不断的滑塌，并逐渐向坡上发展，从而破坏古滑坡的现有平衡状态，形成大面积的岩土体失稳下滑，导致古滑坡局部复活。（2）最初的施工图设计方案以隧道形式通过，局部段隧道洞身将从滑体内通过，还有部分段洞顶上方靠近滑面底部，隧道开挖过程中极易造成隧道冒顶等事故，以至于扰动滑体诱发整个古滑坡左侧复活。（3）施工图设计最终采用的方案以隧道形式从滑面下方通过，隧道洞顶距滑面底部最小厚度为46 m（K1+200 附近洞身），最大厚度270 m（K2+450 洞身）。经过验算滑面底部距隧道顶板距离达到安全厚度，隧道施工对整个坡体扰动较小，对该古滑坡的整体稳定性影响不大。

最终路线方案从滑面底部一定距离通过，成功绕避了张油坊巨型古滑坡，不仅确保了高速公路施工及运营安全，同时也降低了滑坡治理费用，路线线型也满足相关要求，保证行车安全与舒适，设计方案达到最优。

7 结论

通过工程地质调查、现场钻探等综合手段，查明了乐西高速张油坊古滑坡的滑坡规模、滑面特征、滑坡成因，并在此基础上进行了稳定性分析，为优化路线方案提供了地质依据。通过地质选线成功绕避了张油坊巨型古滑坡，确保路线方案使用安全、线型舒适、造价合理[8]。实践证明，乐西高速张油坊古滑坡地质选线理念、思路和工作是合理可行的，对顺层古滑坡段地质选线具有一定的借鉴意义。