張宏偉

(鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司，天津 300251)

1 工程概況

山西某地方鐵路為新建時速120 km煤運重載鐵路，運行萬噸列車，正線長度70 km，鐵路等級為國鐵Ⅰ級。主要承擔(dān)沿線地區(qū)煤炭外運任務(wù)，并兼顧集運周邊煤炭，是山西省煤炭外運通道的主要組成部分。

2 地質(zhì)概況

該鐵路所經(jīng)地段地形地貌屬于黃土高原丘陵及低山區(qū)，由于長期水流侵蝕和切割作用，以黃土梁峁和深切沖溝為主。沿線主要巖性為第四系更新統(tǒng)馬蘭階風(fēng)積新黃土，新近系上新統(tǒng)粉質(zhì)粘土;下伏二疊系、三疊系砂、泥巖。地方重載鐵路由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、地貌、煤礦、文物等因素對線路的限制，線位的選擇空間相對較小，而滑坡這一不良地質(zhì)現(xiàn)象對鐵路工程影響又極大，只有查明境內(nèi)黃土滑坡分布，才能保證線路走向穩(wěn)定、工程造價合理，進而保證工程安全以及規(guī)避工程運營階段的風(fēng)險隱患。

3 綜合地質(zhì)選線

遙感判釋能在短時間內(nèi)初步圈定大型不良地質(zhì)體如滑坡等范圍[1]。將在室內(nèi)進行的解釋工作與現(xiàn)場有目的的野外驗證有機結(jié)合，能盡早確定線位走向，繞避大型、不易處理的滑坡。本次在可行性研究階段利用1∶10 000遙感解譯成果圖對線位進行了詳細研究，繞避了部分巨型滑坡。

在遙感判釋成果的基礎(chǔ)上對可疑的不良地質(zhì)體進行較為詳細的調(diào)繪工作，判定滑坡范圍及規(guī)模，并對線位附近的滑坡進行有針對性的測繪工作。

本線黃土滑坡通常在地形上的反映為:前緣呈舌形，后緣陡壁呈圓弧形、圈椅狀，發(fā)育有單級或多級錯落平臺及拉裂縫。滑坡前緣多呈舌狀并侵占沖溝?；w兩側(cè)多發(fā)育對頭沖溝(即雙溝同源)等[2]。

對于規(guī)模巨大、整治困難的滑坡線路宜采用繞避原則。如本線CK2+460～CK2+830段穿越一滑坡(見圖1)。原線位以隧道淺埋通過。調(diào)繪后發(fā)現(xiàn)，該滑坡體最大高差約60 m?；虑熬壋噬酄?，并侵占沖溝?；麦w已辟為農(nóng)田，上有3個平臺，并橫向發(fā)育兩條沖溝?；潞蟊诔嗜σ螤睿妇?，高約20 m～30 m?；w主要成分為第四系更新統(tǒng)馬蘭階風(fēng)積新黃土及新近系上新統(tǒng)粉質(zhì)粘土夾卵礫石土，土體松散，坡面及坡角可見多處砂泥巖塊、礫巖大孤石，直徑約3 m～5 m。在滑坡后緣，可見明顯的滑坡裂縫。

綜合分析，該滑坡為新黃土粉質(zhì)粘土沿泥巖面的黃土—泥巖順層滑坡。初步估算滑坡體厚約30 m，屬厚層巨型滑坡，且新近有過滑動。線位調(diào)整后，線路向右側(cè)改線繞避，目前線路于該滑坡體后緣右側(cè)約80 m處有隧道通過，該滑坡對工程已無影響。

如圖2所示CK26+240～CK26+530段原線位以特大橋與路基通過一滑坡。該處滑坡具明顯的圈椅狀構(gòu)造，滑坡體上發(fā)育2級平臺，主要成分為新黃土及塊石土，巖土體松散，塊石成分主要為砂巖。后壁高約20 m，滑坡頂部局部見少量滑坡洼地，無水。前緣平緩，自然坡度10°～15°，前緣坡角發(fā)育少量孤石，徑約5 m～8 m，成分為砂巖。初步推測該滑坡為一黃土—泥巖切層古滑坡，滑體后約35 m，屬厚層巨型滑坡。

由于鐵路從滑坡中上部橫穿，在施工及運營過程中可能進一步誘發(fā)該滑坡。經(jīng)過調(diào)整后，目前線位于該滑坡右側(cè)約310 m處通過，該滑坡對工程已無影響。

圖1 H-118號滑坡

圖2 H-142號滑坡

上述這類巨型滑坡，有黃土—泥巖順層滑坡和黃土—泥巖切層滑坡?？紤]到這類滑坡規(guī)模大，整治困難，在工程地質(zhì)選線中進行了繞避。

CK28+330～CK28+820段線路沿軸向穿越滑坡體(見圖3)，線路以橋梁和路塹通過。滑坡在平面上呈一圓弧狀，軸向長約480 m，橫向?qū)捈s980 m。該滑坡后緣高約20 m較陡，呈圈椅狀。滑坡前緣較平緩，基巖出露。坡面辟為耕地，有少量鼓丘，沒有明顯的滑坡臺坎，局部基巖出露。初步判斷該滑坡為黃土—泥巖順層古滑坡，活動面為土石界面，受長期水流沖蝕等影響滑坡體上土體較少，局部出露基巖滑床，初步判斷滑體土層較薄。該段關(guān)系著大里程向車站的設(shè)置問題，究竟能否通過需做進一步勘探查明。

根據(jù)勘探資料滑坡體一般厚度10 m～23 m，最大37 m。結(jié)合大里程向車站站位調(diào)整，降低了線路高程，設(shè)計以路基通過，前緣為填方，后部為挖方。軌面處于滑動面以下的穩(wěn)定基巖中，挖方工程把滑坡體上的土體全部挖除掉，滑坡對工程影響較小。

圖3 H-103號滑坡

4 滑坡的機理分析

4.1 影響岸坡穩(wěn)定的主要因素

4.1.1 巖性差異

該區(qū)域主要巖性為Q3p新黃土，N2粉質(zhì)粘土及二疊系、三疊系砂巖、泥巖。Q3p新黃土粉粒含量高，大空隙及垂直節(jié)理發(fā)育，具濕陷性，易滲水，且浸水后土體強度明顯降低;而N2粉質(zhì)粘土粘土含量高，具膨脹性，半膠結(jié)，較致密，可起到隔水作用。砂、泥巖，軟硬不均，存在差異風(fēng)化，全風(fēng)化帶巖體破碎，力學(xué)性質(zhì)差，抗剪強度低，遇水易軟化，且泥巖具膨脹性。而下部基巖性質(zhì)好，透水性差，形成一個相對的隔水層。常在新黃土及粉質(zhì)粘土地層接觸面及新黃土與下部泥巖接觸面上形成飽水帶，使新黃土底部受水浸泡而形成軟弱滑動帶。

4.1.2 巖層結(jié)構(gòu)與地質(zhì)構(gòu)造

該區(qū)域構(gòu)造形跡微弱，構(gòu)造簡單，地層總體為單斜構(gòu)造，向西及南西緩傾。沖溝均為東西向分布，巖層的傾向與斜坡的傾向基本一致。而土石界面為主要的滑坡軟弱面，即軟弱面與斜坡傾向基本一致。當(dāng)軟弱面的傾角小于坡角而大于自身摩擦角時，斜坡穩(wěn)定性最差，極易發(fā)生順層滑坡。

4.1.3 水文地質(zhì)因素

該區(qū)域由于河流下切侵蝕，形成“V”形沖溝，斜坡變形破壞模式以崩塌、崩滑為主，使坡體前緣產(chǎn)生臨空面，從而誘發(fā)滑坡的產(chǎn)生。

4.2 黃土滑坡成因

根據(jù)對該區(qū)域滑坡的調(diào)查及分析研究:本區(qū)黃土滑坡主要是在河流侵蝕下切的作用下，岸坡坡度變陡，坡角土體在重力及河水沖刷作用下產(chǎn)生強度破壞，從而開始變形破壞，坡體上產(chǎn)生自地表向深部的拉裂，進一步明顯變形產(chǎn)生貫通良好的拉裂縫。隨著地表水的下滲，在土—土界面或土—石界面形成軟弱結(jié)構(gòu)面。最終沿滑動面形成滑坡。

本區(qū)滑體前緣滑動面多為新黃土與粉質(zhì)粘土或新黃土與砂、泥巖的巖性差異面;后緣拉裂面則多發(fā)育串珠狀黃土陷穴。前緣滑動面和后緣滑動面共同控制了滑面形態(tài)。

5 滑坡的穩(wěn)定性評價

通過對該區(qū)域的黃土滑坡的分析，發(fā)現(xiàn)多數(shù)滑坡發(fā)生在岸坡的順層側(cè)，均為黃土、粉質(zhì)粘土沿砂、泥巖侵蝕面發(fā)生的順層滑坡;多為老滑坡、古滑坡。滑坡體前緣平緩，滑體上多被開墾成農(nóng)田，受人為活動及侵蝕作用，滑體土層較薄。目前基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。但是，開挖邊坡，改變坡體形態(tài)，進而改變坡體內(nèi)巖土的初始應(yīng)力狀態(tài)，使坡腳附近出現(xiàn)剪應(yīng)力集中帶，坡頂和坡面的一些部位，可能出現(xiàn)張應(yīng)力區(qū)，使邊坡穩(wěn)定性惡化，導(dǎo)致處于臨界狀態(tài)的邊坡滑動。如鐵路施工過程中爆破開挖失控、用藥量過大，施工不規(guī)范，塹頂堆載或大量施工用水滲入等均可誘發(fā)這些滑坡復(fù)活。另外，勘察設(shè)計不清晰或采取措施不當(dāng)，往往造成邊坡坡形及坡度不適宜，而出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)等問題。

6 結(jié)語

在滑坡發(fā)育的復(fù)雜山區(qū)鐵路工程選線時應(yīng)采取遙感判釋結(jié)合踏勘及測繪、勘探等綜合勘察方法。對于規(guī)模大、后期維護成本大的滑坡應(yīng)堅決予以繞避，但對于能處理或處理成本低、風(fēng)險低的滑坡則宜選擇適當(dāng)部位，采取合適的工程通過。但必須做進一步的綜合勘探，查清范圍和性質(zhì)，為工程設(shè)計提供相關(guān)的參數(shù)及依據(jù)。

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