楊 斌

(廣東核力工程勘察院，廣州 510800)

影響斜坡穩(wěn)定性的因素有自然的和人為的，在建的遵畢高速公路K16 里程段滑坡即為人類工程活動(dòng)改變了坡體的原始地貌狀態(tài)，破壞坡腳支撐而引發(fā)的滑坡。

該高速公路線路以路塹形式通過該段（圖1），高邊坡位于線路的右側(cè)，原設(shè)計(jì)方案為自路基右側(cè)向上分別按1:0.5、1:0.75、1:0.75、1:0.75、1:0.75進(jìn)行五級放坡，施工開挖將形成長約400m，最大高度約40m 的路塹邊坡，而就在邊坡開挖過程中，由于對斜坡坡腳進(jìn)行深切方，形成高度在15～40m 的人工邊坡，致使滑動(dòng)帶軟弱層出露，為坡體的滑動(dòng)提供了臨空條件，遂導(dǎo)致斜坡失穩(wěn)而發(fā)生滑坡，在雨季和短期大雨期間坡體滑移更顯劇烈，尤其坡體西側(cè)先后發(fā)生多次巖體崩塌，塌落體順坡翻滾，最大直徑可達(dá)10m 余，最遠(yuǎn)落距約200m（滑坡體西側(cè)崩塌圖2）。如果坡體穩(wěn)定性得不到改善，將嚴(yán)重影響施工安全，甚至是建成后的高速公路運(yùn)營安全，因此通過研究滑坡體的特征及形成機(jī)制，選擇有代表性分析斷面，選用合理的計(jì)算模型，為滑坡的治理和預(yù)防提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

圖1 滑坡工程地質(zhì)平面圖

1 滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境

路段區(qū)氣候溫暖濕潤，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，多年平均氣溫15.3℃，年降水量1 116.2mm，多集中在5～7月份，年蒸發(fā)量943mm，相對濕度80%?？睖y區(qū)屬侵蝕低山-峰叢巖溶溝谷過渡地貌，溝谷發(fā)育，多呈“U”字形，絕對高程在1 130～1 300m之間，相對高差約170m?；聟^(qū)位于北東-南西向溝谷北西坡，路線走向與溝谷走向近于平行，山高坡長，自然坡度15°～40°，斜坡西側(cè)溝谷深切，切深達(dá)120m。坡體中上部植被較發(fā)育，以灌木、雜草為主，下部水土保持較差。

滑坡體主要地層上覆為坡殘積層，由含碎石粘土、碎塊石土及粉質(zhì)粘土組成，下伏二疊系下統(tǒng)棲霞組（P1q）含燧石灰?guī)r及奧陶系下統(tǒng)湄潭組（O1m）泥巖，其中含燧石灰?guī)r分布于滑體前部，泥巖則廣泛分布于場區(qū)。

圖2 滑坡體西側(cè)崩塌

區(qū)域內(nèi)構(gòu)造屬華夏構(gòu)造體系，構(gòu)造形跡多呈北東向展布，滑坡區(qū)以褶皺構(gòu)造為主，位于鴨溪向斜北西翼靠近軸部地段，巖層呈單斜狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀165°～185°∠20°～25°，傾向東西向溝谷，對線路右側(cè)邊坡穩(wěn)定影響較大。邊坡巖體節(jié)理裂隙較為發(fā)育，主要產(chǎn)狀：15°∠75°、285°∠80°，寬1～200mm，微張-張開狀，3～5 條/m，裂面溶蝕發(fā)育，多充填泥質(zhì)、方解石；于滑體西側(cè)陡崖地段多形成卸荷裂隙，走向150°、195°，垂直發(fā)育，寬度一般1～100mm，多呈張開狀，最寬可達(dá)1～1.5m。根據(jù)邊坡赤平投影圖分析（圖3），基巖節(jié)理裂隙較發(fā)育，對于線路右側(cè)邊坡，15°∠75°、285°∠80°節(jié)理裂隙走向與邊坡走向呈大角度斜交，產(chǎn)狀陡傾且略為逆坡，對邊坡穩(wěn)定性影響不大；走向150°、195°垂直節(jié)理與邊坡走向大角度相交，對邊坡影響不大，但由于滑坡體西側(cè)邊坡頂部為灰?guī)r形成NE5°的陡崖帶，高度15～30m，走向150°、195°及285°∠80°節(jié)理裂隙走向與陡崖走向近一致或小角度斜交，對邊坡穩(wěn)定不利，易形成危巖體(圖4)，不定期發(fā)生崩塌。

滑坡體范圍內(nèi)地表水體不發(fā)育，地下水類型主要為第四系松散土層孔隙水與基巖裂隙巖溶水。松散土層主要由殘坡積土組成，含碎石粘土、碎塊石土，被地形切割凌亂，整體富水性差，僅有不連續(xù)的上層滯水分布。泥巖為相對隔水的巖層，但頂部由于風(fēng)化裂隙頻率大，張開度及連通情況較好，有裂隙水，在地表淺部構(gòu)成了一定的儲(chǔ)水空間，賦存有少量的地下水。裂隙巖溶水分布于含燧石灰?guī)r構(gòu)造節(jié)理裂隙、巖溶管道中。地下水主要受大氣降水控制，沿內(nèi)部孔隙、基巖面及基巖裂隙向滑坡體前緣剪出口呈散點(diǎn)狀排泄，其排泄方向與坡體坡向、滑體下滑方向一致。地下水活動(dòng)是加劇滑體下滑的重要因素。

圖3 邊坡巖體節(jié)理裂隙面赤平極射投影圖

2 滑坡體基本特征

滑坡體地貌大致呈半徑約180～220m 的圈椅狀，周界明顯。前緣以工程邊坡坡腳或灰?guī)r外側(cè)鼓張裂縫、滑動(dòng)鼓丘等滑坡剪出口為界線；西側(cè)邊界以陡崖下泥巖、灰?guī)r界線為界；東側(cè)以一系列的剪切裂面為界。界內(nèi)滑體巖土錯(cuò)動(dòng)明顯，碎塊石含量較多，界外為穩(wěn)定的殘坡積含碎石粘土及碎石土、巖層；后緣則以滑壁與錯(cuò)落坎之間的連續(xù)弧形拉張裂縫為界，錯(cuò)臺(tái)高約0.10～2.40m?；缕矫娉蕦挾躺刃危麦w前緣標(biāo)高1 152.0～1 198.5m，后緣標(biāo)高為1 256.6～1 281.8m，縱向長度約240m?；w總平面面積約58 200m2，厚度一般14.0～22.5m，平均17.5m，體積約101.85萬m3，屬中層巖土質(zhì)巨型滑坡，依據(jù)滑體的變形特征與形成機(jī)制，該滑坡為推移式滑坡。

圖4 滑坡體西側(cè)卸荷裂隙及危巖體

滑坡體地形變化較大，總體上前部較平緩，中后部較陡。由于滑體中各滑段滑動(dòng)速度呈現(xiàn)出差異性，致使滑體中上部在含燧石灰?guī)r與泥巖接觸地段形成一級平緩臺(tái)階，平臺(tái)標(biāo)高1 228.0～1 231.0m，錯(cuò)落高度3.0～5.0m，臺(tái)地弧狀拉張裂縫發(fā)育，巖土體錯(cuò)動(dòng)明顯，局部形成5～50cm 高的斷階。滑體前緣因受巖層阻力影響向上隆起形成長埂形鼓丘，長約90m，寬5～6m，隆起高度0.5～2.0m，鼓丘內(nèi)巖石為含燧石灰?guī)r、泥巖，呈碎裂狀，擠壓跡象明顯。

滑體物質(zhì)主要由含碎石粘土、碎塊石土及粉質(zhì)粘土組成。含碎石粉質(zhì)粘土呈堅(jiān)硬～硬塑狀，骨粒含量約占20%～30%，粒徑一般2～20cm，鉆探揭露厚度2.5～6.3m；碎塊石土主要由2～20cm 的碎石組成，局部夾塊石，泥質(zhì)充填，揭露厚度3.2～13.7m；粉質(zhì)粘土呈軟塑狀，含少量角礫，為泥巖風(fēng)化殘積產(chǎn)物，僅局部地段揭露到，厚度1.8～2.2m。

滑動(dòng)面位置主要受土巖界面、強(qiáng)中風(fēng)化泥巖界面、含燧石灰?guī)r與下部完整泥巖接觸面的深度綜合控制，根據(jù)目前滑坡滑動(dòng)形跡、邊坡開挖截面出露情況，工程物探解釋及鉆孔揭露結(jié)果，主滑面主要為強(qiáng)風(fēng)化泥巖層或中風(fēng)化泥巖層頂面，滑面總體呈折線狀，傾角一般14°～24°。滑坡體主要沿著強(qiáng)風(fēng)化泥巖層或中風(fēng)化泥巖層頂面滑動(dòng)，局部地段沿強(qiáng)風(fēng)化泥巖中的軟弱夾層滑動(dòng)，滑帶土巖性主要為軟塑狀粉質(zhì)粘土，其次為泥化較強(qiáng)的全～強(qiáng)風(fēng)化泥巖，而相對穩(wěn)定的強(qiáng)～中風(fēng)化泥巖則成作為滑坡體的滑床。滑體主滑線位于滑體順坡向中軸線附近，該方位滑體的厚度最大，下滑時(shí)滑坡推力最大，主滑方向170°。

3 穩(wěn)定性分析計(jì)算

在斜坡坡腳地帶修建公路，不可避免的存在不同規(guī)模的開挖削方，往往破壞了山體的支撐部分，從而誘發(fā)坡體滑移，滑移規(guī)模受開挖區(qū)的巖性、構(gòu)造、地形、風(fēng)化等多方面因素控制，而人類的工程活動(dòng)改變了原本處于自然平衡狀態(tài)的山體，這是發(fā)生滑坡的重要因素之一。

3.1 定性分析

滑體目前的情況是處于緩慢位移活動(dòng)階段即蠕滑階段，而逢雨季滑移現(xiàn)象更為明顯。由于滑體后緣主裂縫呈連續(xù)弧狀，且目前整體滑移了0.5～2m，前緣因路塹深切方15～40m 形成高陡臨空面，滑體上部出現(xiàn)大量橫張裂縫，且滑體前部張裂縫寬度有加大的趨勢，根據(jù)滑體變形破壞機(jī)制與滑坡誘發(fā)因素，滑坡體處于極不穩(wěn)定狀態(tài)。

圖5 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算模型圖

3.2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算

1）計(jì)算公式的選擇；根據(jù)調(diào)查、鉆探及淺層地震勘探成果綜合分析，確定滑動(dòng)面的類型為折線型?；w上沒有建筑構(gòu)物等附加荷載，剩余下滑力計(jì)算采用傳遞系數(shù)法，按國標(biāo)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002）推薦的公式進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。

傳遞系數(shù)法剩余下滑力計(jì)算公式如下：

2）計(jì)算剖面的選擇：勘測過程中選取了3 條滑動(dòng)斷面（圖1：Ⅰ-Ⅰ′、Ⅱ-Ⅱ′、Ⅲ-Ⅲ′）對滑坡體建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行穩(wěn)定性分析。結(jié)合地質(zhì)調(diào)繪、鉆探及物探成果，Ⅱ-Ⅱ′斷面位于滑坡軸附近，且該斷面上的滑體物質(zhì)厚度最大，滑床凹槽最深，下滑力也最大，因此視為滑坡體的主滑斷面，由于滑床所處地層大部分為泥巖（前緣局部為燧石灰?guī)r），鉆探揭露泥巖風(fēng)化層中存在軟弱結(jié)構(gòu)面，因此不僅對現(xiàn)狀滑面，還應(yīng)對潛在滑面進(jìn)行穩(wěn)定性分析。選擇滑坡的主滑線方向剖面（Ⅱ-Ⅱ′）進(jìn)行計(jì)算（圖5）。

3）計(jì)算參數(shù)的選擇：①滑體巖土重度，分三類進(jìn)行重度取值：含碎石粘土、碎塊石土、粉質(zhì)粘土等松散類土；強(qiáng)風(fēng)化泥巖（體）；含燧石灰?guī)r（體）。根據(jù)取樣室內(nèi)試驗(yàn)的天然重度成果及野外鉆探揭露情況，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，各類土重度取值見表1。②滑帶土（滑面）抗剪強(qiáng)度參數(shù)C、φ值由于滑帶土厚度較薄且多夾碎石、角礫，一方面給原狀土樣采取帶來較大困難，另一方面也必然導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度測試成果的離散性較大、準(zhǔn)確性偏低，大部分滑面為強(qiáng)-中風(fēng)化基巖界面或硬軟巖接觸界面(巖質(zhì)滑面)，場地原位剪切試驗(yàn)有一定難度，因此有必要通過對抗剪強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行反算，綜合確定滑帶土（滑面）C、φ值。根據(jù)滑坡現(xiàn)狀，選取Ⅰ-Ⅰ’、Ⅲ-Ⅲ’兩條剖面，設(shè)定安全系數(shù)Ks 取0.95，建立邊坡穩(wěn)定性系數(shù)方程組，聯(lián)立并解方程求得滑面C、φ值。反演法得出的滑面C、φ值與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)直剪試驗(yàn)獲得的C、φ標(biāo)準(zhǔn)值存在約15%的偏差，究其原因，滑動(dòng)帶除滑帶土外，部分為巖質(zhì)滑面，試驗(yàn)本身存在局限性，且滑帶土多含碎石，原狀樣采取困難，導(dǎo)致試驗(yàn)值偏低，而試算求得的C、φ值比較合理，更符合滑坡現(xiàn)場實(shí)際情況，建議以試算指標(biāo)作為設(shè)計(jì)參數(shù)（表1）。

表1 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)取值表

4）計(jì)算結(jié)果及滑坡穩(wěn)定性評價(jià)：現(xiàn)狀及潛在滑坡穩(wěn)定性按天然狀態(tài)及飽和狀態(tài)兩種工況計(jì)算，其成果見表2、表3。參考通用性較強(qiáng)的重慶市地方標(biāo)準(zhǔn)《地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘察規(guī)范》（DB50/143-2003）中規(guī)定，其判別標(biāo)準(zhǔn)見表4?，F(xiàn)狀滑面滑坡穩(wěn)定性系數(shù)Ks＜1.00，潛在滑面滑坡穩(wěn)定性系數(shù)1.00≤Ks＜1.05，說明滑體處于欠穩(wěn)定～不穩(wěn)定狀態(tài)，處在變形、蠕動(dòng)階段，在人為工程活動(dòng)影響及雨天飽水的情況下有失穩(wěn)、加速下滑的可能，這與定性分析結(jié)果相一致。計(jì)算中未考慮地震力加速度的作用，根據(jù)滑坡現(xiàn)狀，在地震作用下滑坡同樣失穩(wěn)加速下滑。

表2 Ⅱ-Ⅱ’剖面現(xiàn)狀滑面滑坡穩(wěn)定性計(jì)算成果表

表3 Ⅱ-Ⅱ’剖面潛在滑面滑坡穩(wěn)定性計(jì)算成果表

4 建議措施

1）隨著路塹深挖切腳，并在其它因素共同影響下，現(xiàn)狀滑坡有向更大規(guī)模、更深層發(fā)展的可能，因此K16 里程段滑坡治理，應(yīng)按路塹邊坡開挖成型后形成的潛在滑坡范圍及深度進(jìn)行滑坡治理，建議采用減載-支擋及排水工程的綜合防治措施。大致以距路線中心線平距約156～160m 的平行線位置一線設(shè)置抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行支擋。布樁線下段可采用放坡卸荷，自路基右側(cè)起向上按七級臺(tái)階放坡，第一級邊坡高度7m，按1∶2.0 放坡，底部設(shè)置重力式擋墻，第二級至第七級邊坡高度約8m，按 1∶2.5 放坡，將滑體絕大部分清除，并進(jìn)行護(hù)坡加固處理，另在各級邊坡的坡腳處均設(shè)置2.0 m 的平臺(tái)，一級邊坡底部應(yīng)設(shè)置重力式擋墻；樁線上段可進(jìn)行削坡減載處理，以減小滑體厚度及樁前滑坡推力。

2）抗滑樁的數(shù)量及錨固深度應(yīng)根據(jù)穩(wěn)定性計(jì)算具體確定?？紤]到滑床為泥巖軟質(zhì)巖地層，建議適當(dāng)加深抗滑樁嵌固深度。

3）斜坡產(chǎn)生滑坡的主因是人類的后期開挖施工影響，而地下水活動(dòng)會(huì)加速滑坡活動(dòng)。因此邊坡的治理設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮地形因素，同時(shí)重視地下水、地表水的影響，做好防滲、排水工作。建議對滑體及其后緣張裂縫進(jìn)行灌水泥砂漿封堵，對截、排水溝應(yīng)做好防滲處理，防止雨季地表水沖刷、滲入坡體。

4）邊坡開挖，應(yīng)遵循從上至下、分級分段；開挖一級（段），防護(hù)一級（段）的原則。開挖之后，應(yīng)及時(shí)防護(hù)，不能使邊坡巖土體長期暴露。

5）防治滑坡治理工程施工必須進(jìn)行監(jiān)測，防治工程應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，在施工階段揭露的地質(zhì)信息，快速分析，及時(shí)觀察、修改設(shè)計(jì)，以指導(dǎo)防治工程施工建設(shè)。

表4 滑坡穩(wěn)定狀態(tài)劃分表

［1］中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范（JTJ064-98）［S］.北京：人民交通出版社，1999.

［2］《工程地質(zhì)手冊》編委會(huì).工程地質(zhì)手冊(第四版)［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

［3］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB50330-2002）［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

［4］李功伯，謝建清.滑坡穩(wěn)定性分析與工程治理［M］.北京：地震出版社，1997.

［5］陳祖煜，汪小剛，楊健等.巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析-原理、方法、程序［M］.北京：中國水利水電出版社，2005.