楊旭 王倩

山西中南部鐵路瓦塘—臨縣段位于呂梁山西坡,黃河中游東岸。區(qū)內(nèi)東高西低,受長(zhǎng)期流水侵蝕切割,地形復(fù)雜,溝谷縱橫,多形成梁峁?fàn)铧S土丘陵地貌,靠近218省道方案CK48+750～CK50+100范圍內(nèi),連續(xù)分布3個(gè)性質(zhì)相近的不良地質(zhì)體——鹿家岔滑坡群。查明其性質(zhì)、規(guī)模和穩(wěn)定性,對(duì)于選線或制定工程處理措施具有重要的意義。

1 地質(zhì)概況

1)地形地貌。鹿家岔滑坡群組位于山西興縣康寧鎮(zhèn)梁家溝村與鹿家岔村之間,地勢(shì)東高西低,坡腳為218省道,緊鄰南川河,高程在1 100 m～1 250 m之間,相對(duì)高差約150 m,山坡自然坡度為10°～20°,局部超過(guò) 30°。2)地層巖性。本區(qū)主要地層從老到新簡(jiǎn)要分述如下:①中生界三疊系銅川組(T2t):為灰黃、灰紅色厚層、中厚層中粗、中細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖與灰綠、灰?guī)ё仙由百|(zhì)泥巖、頁(yè)巖。②新生界第三系上新統(tǒng)(N2):為紫紅色、鮮紅色、褐紅色黏土夾數(shù)層鈣質(zhì)結(jié)核層,并含有褐黃色鈣質(zhì)膠結(jié)的砂礫層,與下伏三疊系銅川組(T2t)為平行不整合接觸關(guān)系。③新生界第四系下中更新統(tǒng)(Q1-2):為棕黃、桔紅色粉質(zhì)黏土、粉土。厚度變化較大,從幾米到數(shù)十米分布不均。④新生界第四系上更新統(tǒng)(Q3):廣泛分布于黃土塬、梁、峁頂面及河溝兩側(cè)。一般為黃色、灰黃色、棕黃色新黃土,厚幾米至數(shù)十米不等。3)地質(zhì)構(gòu)造。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,表現(xiàn)為由東向西漸傾的單斜構(gòu)造。地層以幾度至十幾度的傾角緩緩插入于西邊黃河底下,其間伴以平緩、走向南北或近南北、規(guī)模較小、平緩開(kāi)闊的小褶曲。

2 勘察過(guò)程

本段鐵路勘察充分利用了遙感技術(shù)。從1/10 000比例航片上,可以明顯的看到鹿家岔滑坡坡面凹進(jìn),呈圈椅狀洼地,地面起伏不平,縱坡較緩,滑坡體側(cè)緣形成對(duì)接形沖溝。由遙感判釋,按滑坡進(jìn)行工程地質(zhì)勘察?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪是不良地質(zhì)勘察過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)1/10 000地質(zhì)調(diào)繪以及加寬范圍的1/2 000測(cè)繪,查明了鹿家岔滑坡群的地形地貌特征、邊界形態(tài)、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)條件。線路通過(guò)滑體斜坡地區(qū)。斜坡屬于順向斜坡結(jié)構(gòu)類(lèi)型,山坡呈明顯的圈椅狀地貌,坡面呈臺(tái)階狀,紫紅色黏土層以及砂巖有裂縫,上部土層充填下部裂縫,膠結(jié)層有斷裂,產(chǎn)狀也有變化,坡腳砂巖與紅色黏土層接觸處有少量水滲出;裂隙發(fā)育,坡腳巖層破碎,巖層傾角變化明顯(見(jiàn)圖 1)。調(diào)繪工作為確定滑坡的性質(zhì)和穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)打下了基礎(chǔ)。

3 滑坡體成因及穩(wěn)定性分析

1)地層巖性及構(gòu)造控制滑坡的分布格局。上部新黃土垂直裂隙發(fā)育,并具有大孔隙結(jié)構(gòu),能維持較陡的穩(wěn)定邊坡;下部第三系紅黏土不具大孔隙結(jié)構(gòu),而具斜向裂隙、光滑裂面、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)以及超壓密特性,具膨脹性,且這一層在此處沉積厚度較薄,對(duì)邊坡穩(wěn)定不利;下伏三疊系砂泥巖,層理傾向南川河和218省道,構(gòu)成傾向臨空面的順向坡,具典型的順層滑坡特征。地下水不斷滲透,軟化泥巖層,與紅黏土一起構(gòu)成順層的軟弱夾層,為滑坡的產(chǎn)生創(chuàng)造了必要條件(見(jiàn)圖2)。

2)地表水和地下水的作用。南川河河水在山坡底部沖刷坡腳,滑坡前方失去支擋,不產(chǎn)生抗滑力;地表水沿滑坡側(cè)緣沖刷,形成沖溝,使滑坡兩側(cè)的摩擦力減小,增加了滑坡體滑動(dòng)的可能性。地表水沿孔隙的滲入,由于不同地層滲透系數(shù)的差異,水量在紅土層底和泥巖層中不斷匯集,使紅土層裂隙面軟化、潛蝕,促使土體結(jié)構(gòu)松散,水也使泥巖軟化,強(qiáng)度降低,同時(shí),地下水沿順層面形成地下徑流,產(chǎn)生動(dòng)水壓力,會(huì)加速山坡變形的發(fā)展。

滑坡穩(wěn)定性分析及工程影響。根據(jù)調(diào)查資料,鹿家岔滑坡體后緣基本穩(wěn)定,山體新黃土直立,坍塌現(xiàn)象不明顯,坡面緩坡臺(tái)地廣泛修建梯田,坡面植被發(fā)育。218省道2005年開(kāi)通以來(lái),坡體未發(fā)生滑動(dòng)侵占道路現(xiàn)象,因此,滑坡目前處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài),但由于地下水下滲以及前緣沖蝕減載作用,其長(zhǎng)期穩(wěn)定程度尚需要做進(jìn)一步的穩(wěn)定性研究。當(dāng)鐵路從坡上通過(guò),在工程外加荷載作用下,包括工程附加荷載、列車(chē)運(yùn)營(yíng)振動(dòng)荷載等,以及對(duì)水文環(huán)境條件的改變,有可能破壞目前滑坡體的應(yīng)力狀態(tài),導(dǎo)致其失穩(wěn)。

4 地質(zhì)選線

可研階段前期確定的線路方案基本沿滑坡體中上部新黃土中以半挖半填的形式通過(guò)。該方案從地質(zhì)角度對(duì)滑坡的穩(wěn)定性和線路運(yùn)營(yíng)安全方面考慮基本不可行。隨著工作的深入,線路繞行三個(gè)連續(xù)滑坡,向東偏移300 m,在山體穩(wěn)定區(qū)域以沖溝架橋、山脊挖方的形式通過(guò)。最終確定方案路基巖土體工程性質(zhì)穩(wěn)定,施工條件較好,橋臺(tái)可建造在穩(wěn)定的基巖上,開(kāi)挖邊坡左側(cè)有輕微順層現(xiàn)象,需放緩路塹邊坡并加強(qiáng)支護(hù)。

5 結(jié)語(yǔ)

1)通過(guò)調(diào)查測(cè)繪資料,鹿家岔不良地質(zhì)體是一個(gè)具有相同性質(zhì)和構(gòu)造特征的三個(gè)連續(xù)滑坡組成的順層滑坡群。2)由于其規(guī)模浩大,又是三個(gè)連續(xù)滑坡,鐵路選線時(shí)采取繞避方案。3)第三系黏土層較薄且下伏三疊系砂泥巖互層的巖層,易在接觸面處積水,發(fā)生巖層軟化的現(xiàn)象,導(dǎo)致地層強(qiáng)度降低,順層的地方如失去支擋更加容易產(chǎn)生滑動(dòng),應(yīng)在今后的工程中引起重視。

綜合地質(zhì)勘探是復(fù)雜不良地質(zhì)工點(diǎn)勘察的主要方法,地質(zhì)調(diào)繪是綜合勘探的基礎(chǔ),資料綜合分析及正確的判斷結(jié)論是整個(gè)工作的核心。在工程勘測(cè)的初期,充分利用既有資料,運(yùn)用多手段、多途徑的方法對(duì)復(fù)雜不良地質(zhì)工點(diǎn)做出準(zhǔn)確判斷,在選線時(shí)進(jìn)行必要的考慮,對(duì)節(jié)省勘察時(shí)間,后續(xù)工作的順利開(kāi)展以及工程造價(jià)等問(wèn)題都具有重大意義。從工程地質(zhì)角度提出的繞避鹿家岔滑坡群的建議已被采納,該段線路往東移,在滑坡群以外通過(guò)。

[1] 鐵道第一勘測(cè)設(shè)計(jì)院.鐵路工程地質(zhì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,1999.

[2] 王松齡,豐明海.滑坡區(qū)巖土工程勘察與整治[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2001.

[3] 梁龍標(biāo).武夷山鐵路獎(jiǎng)口滑坡的形成與工程整治[J].山西建筑,2008,34(22):263-264.