鄒俊華，朱自強(qiáng)，魯光銀，周 勇，易治中

(1.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長沙 410083; 2.湖南致力工程科技有限公司，湖南 長沙 410205)

滑坡在山區(qū)高速公路中是一種較常見的地質(zhì)災(zāi)害，其是斜坡巖土體在重力作用下，沿一個或多個破裂滑動面向下做整體滑動的過程與現(xiàn)象?；聦こ淌┕び绊懘?，主要表現(xiàn)在:①給工程建設(shè)帶來直接或間接的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，規(guī)模較大的可能造成重大的人員傷亡及財產(chǎn)損失;②阻礙工程建設(shè)進(jìn)度，延長工程建設(shè)工期。

在我省湘西及湘南地區(qū)，高速公路開挖引起的路塹邊坡滑坡較為常見，為指導(dǎo)滑坡的處治方案設(shè)計，保證工程的施工安全，對滑坡的規(guī)模、范圍及空間分布狀態(tài)的探查不可或缺。傳統(tǒng)的純鉆探工藝在滑坡勘察中一般較難確定滑動面(帶)的準(zhǔn)確位置，高密度電法及深部位移監(jiān)測在滑坡勘察中綜合運(yùn)用有其獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)，在工程滑坡勘察中對滑動面的判定取得了較好的效果。筆者結(jié)合湖南省永順至吉首高速公路K80+190～K80+270 段左路塹邊坡滑坡勘察實(shí)例，探討高密度電法及深部位移監(jiān)測在滑坡勘察中的綜合運(yùn)用。

1 項目概況

湖南省永順至吉首高速公路(簡稱“永吉高速公路”)為湖南省高速公路網(wǎng)規(guī)劃“七縱九橫”中第七縱之重要組成部分，主線全長85.247 km，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)采用雙向四車道高速公路，路基寬度24.5 m、行車速度80 km/h。

項目所在地區(qū)處于湘西武陵山區(qū)，地貌單元主要為構(gòu)造剝蝕低山、丘陵以及構(gòu)造剝蝕－喀斯特溶蝕低山，地形切割強(qiáng)烈，溝壑縱橫，河谷發(fā)育，線路走廊帶原始地面高程大致在200～700 m 之間，地形起伏大，坡度陡，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地層巖性多樣，以崩塌、滑坡為主的不良地質(zhì)發(fā)育，工程地質(zhì)條件復(fù)雜，不良工程地質(zhì)地段占比較大。

本項目在建設(shè)期，產(chǎn)生了多處滑坡，為滑坡治理，滑坡勘察成為先決條件?；驴辈熘?，查明滑坡范圍、周界，尤其是滑動面空間分布是滑坡勘察的重中之重，同時也是難點(diǎn)。

K80+190～K80+270 段左路塹邊坡為全切方路段，最大挖方為2 級坡，坡率1∶0.75，最大坡高27.86 m，原設(shè)計邊坡防護(hù)型式為漿砌片石拱形骨架內(nèi)植草護(hù)坡。邊坡按設(shè)計開挖至設(shè)計標(biāo)高后不久，第二級邊坡中間部位出現(xiàn)滑塌，滑塌后緣壁延至開挖坡口線以上約40 m 位置，滑坡順路基方向?qū)捈s65 m，滑坡周界呈圈椅狀。

2 勘察方法

2.1 物探

本次勘察中主要采用高密度電法進(jìn)行，其原理與常規(guī)電阻率法大體相同，是以巖土體的電性差異為基礎(chǔ)的一種電探方法，根據(jù)在施加電場作用下地中傳導(dǎo)電流的分布規(guī)律，推斷地下具有不同電阻率的地質(zhì)體的賦存情況，對較大的突變界面，一般代表地層界線，地層中不連續(xù)面或異常體，如滑坡體、塌陷松散帶等地質(zhì)異常，利用此特殊性從而探查滑動面位置。本次物探儀器采用重慶市某廠研制的DUK—2A 高密度電法測量系統(tǒng)［1］。

2.2 鉆探

采用北京探礦機(jī)械廠XY —100 型工程地質(zhì)鉆機(jī)，土層與土狀全風(fēng)化巖層，深度15 m 以內(nèi)采用沖筒沖擊，無水干鉆，套管護(hù)壁;滑帶及其上下3 m 一般也采用無水干鉆;含硬塊巖層、中風(fēng)化巖層主要采用雙管單動金剛石鉆頭回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，套管或泥漿護(hù)壁，全取芯，孔徑一般不小于110 mm。

2.3 深部位移監(jiān)測

利用勘探鉆孔，設(shè)置滑坡深部位移測斜裝置，進(jìn)行滑坡深部位移動態(tài)監(jiān)測，以在勘察階段更準(zhǔn)確判斷滑動帶埋深位置，掌握滑坡深部動態(tài)［2］。可繼續(xù)監(jiān)測滑坡在處治施工期、處治完成后期、直至高速公路通車運(yùn)營期滑坡動態(tài)，起到對處治設(shè)計修正指導(dǎo)、處治效果檢驗(yàn)判斷、預(yù)警滑坡災(zāi)害作用。該測斜儀系統(tǒng)具有輕便、測量深度精度高特點(diǎn)。本次監(jiān)測采集儀器采用武漢某廠研制的滑移式基深測斜儀［3］。

3 勘察成果及資料分析

本次以永順至吉首高速公路K80+190～K80+270 段左路塹邊坡滑坡勘察為例，根據(jù)現(xiàn)場踏勘及兩階段勘察資料知，該場地地層主要有表層較薄的粉質(zhì)粘土，其下為厚度較大的碎石土，碎石粒徑4～10 cm 居多，棱角狀，少量次圓狀，稍濕—濕，厚度3～9 m;下伏寒武系下統(tǒng)清虛洞組砂質(zhì)頁巖夾泥質(zhì)頁巖薄層，砂質(zhì)頁巖呈粉粒結(jié)構(gòu)，薄片狀構(gòu)造，成分以石英為主，鈣、泥質(zhì)膠結(jié)，受構(gòu)造擠壓影響，巖體節(jié)理裂隙極發(fā)育，巖體呈碎塊鑲嵌結(jié)構(gòu)，受風(fēng)化作用影響，基巖上層強(qiáng)風(fēng)化層厚度較大。

根據(jù)滑坡規(guī)模、范圍及大小，本次垂直路線方向布設(shè)2 條、順路基方向的一級平臺上布設(shè)1 條共3條物探剖面?zhèn)染€及4 個深部位移監(jiān)測孔［3］(平面圖見圖1)。

圖1 場地物探側(cè)線及鉆孔布置平面圖

物探側(cè)線編號為 A —A'、B —B'、C —C'，側(cè)線的布設(shè)依據(jù)地質(zhì)調(diào)查、綜合現(xiàn)場地形及滑坡規(guī)模所定，鑒于該場區(qū)的工作性質(zhì)，首先采用物探方法，對現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集并經(jīng)室內(nèi)仔細(xì)分析后，圈定滑動面的粗略位置，以此作為依據(jù)，在物探側(cè)線上布設(shè)鉆孔，通過鉆孔深部位移監(jiān)測驗(yàn)證物探所探測滑動面的深度是否正確［4］。

剖面B—B'起點(diǎn)位于K80+213.58 左184.01 m處，終點(diǎn)位于K80+211.49 左4.10 m 處，測線長度180 m，測點(diǎn)間距為1 m。根據(jù)測線B—B'視電阻率等值線擬斷面圖(見圖2)，分析其電性特征可知:在測線末段(大致為120～160 m )頂部出現(xiàn)較明顯的電性畸變異常區(qū)，結(jié)合地表地質(zhì)調(diào)查、推測為滑坡體。

剖面C—C'起點(diǎn)位于K80+254.19 左180.45 m處，終點(diǎn)位于K80+224.98 左3.28 m 處，測線長度180 m，測點(diǎn)間距為1 m。根據(jù)測線C—C'視電阻率等值線擬斷面圖(見圖3)，分析其電性特征可知:在測線末段(大致為115～170 m )頂部出現(xiàn)較明顯的電性畸變異常區(qū)，結(jié)合地表調(diào)查，推測為滑坡體。

圖2 高密度視電阻率圖B－B'

在B—B'側(cè)線剖面上于K80+214.02 左36.21 m 位置布設(shè)ZK1 進(jìn)行深部位移監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測孔數(shù)據(jù)分析，勘察期間該孔在9.1 m 位置有明顯位移突變，據(jù)此推測該孔的滑動面位置為9.1 m(累計位移圖見圖4)。

圖3 高密度視電阻率圖C－C'

在C —C'側(cè)線剖面上于 K80+250.66 左57.98 m 及K80+243.00 左28.88 m 位置分別布設(shè) ZK3、ZK4 鉆孔進(jìn)行深部位移監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測孔數(shù)據(jù)分析，勘察期間ZK3 于該孔11.30 m 有明顯位移突變(累計位移圖見圖5);ZK4 于10.00 m 位置有明顯位移突變(累計位移圖見圖6)，推斷位移突變位置為滑動面位置［5］。根據(jù)物探分析可知，物探所推測滑動面與監(jiān)測數(shù)據(jù)吻合程度非常好，可見，根據(jù)物探推斷滑動面是十分準(zhǔn)確的。

圖4 ZK1 累計位移圖

圖5 ZK3 累計位移圖

圖6 ZK4 累計位移圖

以上深部位移監(jiān)測測得滑動面深度和相應(yīng)物探剖面在對應(yīng)的位置測得滑動面深度極度一致，可見，物探的推斷結(jié)果是十分準(zhǔn)確的。

4 結(jié)語

1)滑坡勘察中，結(jié)合物探探測滑動面可以減少鉆孔工作量，彌補(bǔ)鉆探以點(diǎn)代線(面)推測滑動面的缺陷，同時節(jié)省工程費(fèi)用及給工程工期節(jié)省大量時間。

2)在復(fù)雜的滑坡中，由于滑坡體的下滑導(dǎo)致無法調(diào)查剪出口的準(zhǔn)確位置，而通過物探可以得到較為準(zhǔn)確的位置，從而為滑坡后續(xù)繪制滑動面、分析下滑力等提供地質(zhì)依據(jù)。

3)根據(jù)鉆探取芯在巖石切層滑坡中判斷滑動面是極其困難的，本次滑動面附近所取芯極破碎，質(zhì)軟，鉆進(jìn)過程中漏水，可以判斷監(jiān)測所測的滑動面位置是準(zhǔn)確的。

4)實(shí)踐證明，高密度電法及監(jiān)測的綜合運(yùn)用在降低成本及工期同時在工程滑坡勘察中對滑動面的探測是極為有效的，是值得在工程中廣泛推薦的。

［1］謝永堅，劉志輝，曾田勝.工程物探技術(shù)在高速公路工程勘察中的應(yīng)用［J］.公路，2006(8):292 －294.

［2］熊 壯，王詩東，朱世山，等.高密度電法在滑坡勘察中的應(yīng)用研究［A］.中國地球物理2013——第二十四分會場論文集［C］.2013.

［3］江玉樂，周清強(qiáng)，黃 鑫，等.高密度電阻率法在滑坡探測中的應(yīng)用［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2008，35(5):542 －546.

［4］杜利生.物探勘察在復(fù)雜滑坡滑坡勘察勘察中的應(yīng)用分析［J］.山西建筑，2013(21):82 －83.

［5］白 宇，劉少聰，張 倩.鉆孔傾斜儀在滑坡監(jiān)測中的運(yùn)用［J］.礦山測量，2012(6):45 －47.