■甘林燦
(廣東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司廣東廣州510507)
某高速公路粵境K76+400~K76+540右側(cè)坡滑坡成因分析
■甘林燦
(廣東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司廣東廣州510507)
目的為查明滑坡成因。方法:采用工程地質(zhì)調(diào)繪、鉆探、原位測(cè)試及土工試驗(yàn)等綜合勘察方法。結(jié)果:查明了滑坡規(guī)模、類型及其成因。結(jié)論:典型的牽引式堆積體中型滑坡,具有較大的借鑒意義。
滑坡 變形 成因分析
K76+400~K76+540右側(cè)坡滑坡屬于K76+200~K76+670段邊坡的一部分,最大坡高約45m,路基寬度40m,雙向六車(chē)道,目前已開(kāi)挖至一級(jí)坡平臺(tái)。
2014年5月初,隨著雨季強(qiáng)降雨的來(lái)臨,開(kāi)始形成滑坡,滑坡后壁距離路線中心約165m(距離塹頂截水溝約85m),錯(cuò)臺(tái)高1.9m,縫寬0.6m;滑坡前緣位于二級(jí)坡平臺(tái)附近,土體已受剪切破壞;后緣、前緣見(jiàn)數(shù)條環(huán)向裂縫,中部見(jiàn)縱向延伸的裂縫,圈定的滑坡體面積約9000m2,滑坡體平均厚度約14m,滑坡總方量約13.6 萬(wàn)m3(詳見(jiàn)圖1:滑坡平面圖)。
圖1 滑坡平面圖
2.1地形地貌
滑坡所在山體地貌單元屬構(gòu)造剝蝕低緩丘陵,山脈總體呈北東50°線狀走向,地形起伏較大,標(biāo)高197~379m,山體高差達(dá)182m。總體呈前緣及后緣較陡,中部較緩的特點(diǎn),前緣自然坡度角約30~35°,中部約12~20°,后緣約40~45°。
滑坡處于山體中部,滑體標(biāo)高252~318m,高差約66m。地形較緩,坡度角一般在12°~20°之間,地表植被茂盛,主要生長(zhǎng)各種蕨類植物,偶有小灌木。
2.2地層巖性
根據(jù)鉆探、調(diào)繪資料,該路段地層以泥盤(pán)系中統(tǒng)老虎頭組砂巖為主,局部砂巖中夾條帶狀、薄層狀灰?guī)r。第四系坡積土層及全~強(qiáng)風(fēng)化巖較厚。
2.3地質(zhì)構(gòu)造
坡體東南方向坡腳為線狀溝谷,溝谷對(duì)岸山體較陡峭,基巖出露,局部見(jiàn)斷層三角山。推測(cè)恩平~新豐褶斷構(gòu)造帶主斷裂順該溝谷發(fā)育,控制地貌,走向北東50°~60°。
此外,在該山脈與省道244交匯處橋梁鉆孔不同深度均見(jiàn)構(gòu)造角礫巖、碎裂巖發(fā)育;在滑坡下方開(kāi)挖基槽,見(jiàn)數(shù)組平行發(fā)育的石英脈帶,單條帶寬0.5~1.5m不等,總寬達(dá)20~30m,褶曲極發(fā)育,局部綠泥石化嚴(yán)重,亦側(cè)面證實(shí)了斷裂的存在。
2.4氣象、水文
項(xiàng)目區(qū)屬南亞熱帶季風(fēng)氣候,干濕季節(jié)明顯,春夏溫和多雨水,秋冬涼爽無(wú)嚴(yán)寒,植被四季常青。年平均氣溫19.5~21.4℃,年平均降雨量1779.2mm~2200mm,最大值達(dá)2728.3mm。
滑坡一帶的溝谷無(wú)大的河流,僅存在山間谷地發(fā)育的溪流(魯谷河)及其支溝,勘察期間溪流寬度1.0~2.5m,水深一般為0.5~1.5m,水量及水位季節(jié)性變化較明顯,具暴漲暴落特點(diǎn)。
2.5水文地質(zhì)
滑坡山體范圍內(nèi)地下水類型為第四系松散層潛水及基巖裂隙水,松散層潛水主要分布在第四系坡殘積粉質(zhì)粘土及碎石土中,賦水量一般~較少;基巖裂隙水主要分布在泥盤(pán)系全~中風(fēng)化砂巖裂隙中,賦水量較少,受裂隙控制而分布不均。地下水主要受大氣降雨補(bǔ)給,以側(cè)向徑流由坡頂向坡腳、溝谷排泄。
在滑坡前緣剪出口發(fā)現(xiàn)下降泉,用圍堰法對(duì)滑坡前緣流出的地下水進(jìn)行了測(cè)量,其涌水量較小,約為20m3/d;短時(shí)大雨后滑坡地下水涌水量可達(dá)150m3/d。
3.1滑坡變形發(fā)展過(guò)程
2013年11月份對(duì)該路段坡體進(jìn)行開(kāi)挖刷坡后,發(fā)現(xiàn)斷面K76+420鄰近三、四級(jí)坡面較潮濕,有少量水滲流出來(lái),在近似U型或V型線狀的面上有2~3個(gè)滲水較大的位置;2013年12月份進(jìn)行塹頂截水溝及平臺(tái)截水溝施工,在施工最低點(diǎn)出水平臺(tái)開(kāi)挖土坑對(duì)滲水進(jìn)行收集,水量約15 m3/d,能滿足該路段漿砌片石截水溝的施工需求;2014年元旦后,K76+420附近坡面產(chǎn)生裂縫;2014年2月中旬,坡面裂縫發(fā)生錯(cuò)動(dòng),并在二級(jí)坡頂及三級(jí)坡產(chǎn)生淺部坍塌,后慢慢向四級(jí)坡延伸;2014年4月份雨季,坍塌不斷擴(kuò)大,K76+380~K76+420整個(gè)刷坡面發(fā)生坍塌;2014年5月中旬強(qiáng)降雨,雨后發(fā)現(xiàn)坡面錯(cuò)動(dòng)形成剪出口錯(cuò)動(dòng),挖方后側(cè)山體整體往下沉降,已形成了滑坡,滑坡范圍在K76+400~K76+540(另滑坡左前緣左側(cè)K76+330~K76+400產(chǎn)生崩塌);2014年5月20日,對(duì)滑坡進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)踏勘,滑坡周界高差一般在1.0~1.6m,后壁最高約2m;之后滑坡進(jìn)一步發(fā)展,據(jù)2014年6月13日調(diào)查,滑坡周界高差已在1.5~2.5m,后壁最大坎高達(dá)3.5m。
3.2滑坡影響因素及成因分析
圖2 滑坡剖面圖
3.2.1地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造
構(gòu)成坡體的巖層主要為第四系松散層,如坡積粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土夾碎石、碎石、碎石夾塊石,殘積粉質(zhì)粘土(夾碎石)等,滲透系數(shù)較高;下伏為全~強(qiáng)風(fēng)化砂巖,風(fēng)化強(qiáng)烈呈半巖半土狀,強(qiáng)度極低。
滑坡前緣處于恩平~新豐斷裂帶附近,構(gòu)造作用明顯。構(gòu)造的影響使裂隙發(fā)育,隙面層間結(jié)合力差,部分礦物粘土化、綠泥石化或高嶺土化,會(huì)降低巖層其抗剪強(qiáng)度。
3.2.2地形地貌
滑坡地處山體中部平緩位置,自然坡度角僅12~20°,其上部較陡,自然坡度角達(dá)40~45°,山體下坡坡度角亦達(dá)30~35°。且上部見(jiàn)中風(fēng)化基巖出露,發(fā)育順向或陡傾節(jié)理,利于基巖風(fēng)化剝落,在中部平緩部位形成較厚的坡積碎石堆。
結(jié)合滑坡縱、橫向剖面圖進(jìn)行分析,可以看出,滑坡路段在微地貌上屬于小型凹谷,總體呈馬蹄形的近環(huán)狀地貌。
3.2.3雨水的作用
滑坡所處較緩地形,不利于地表雨水的徑流,雨水透過(guò)較厚的坡積層下滲,且馬蹄形的地貌使得滑坡周邊的雨水均匯進(jìn)滑體下滲,使得滑體具有較高的含水率。
3.2.4人類工程活動(dòng)
坡體未開(kāi)挖之前,處于穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)行高路塹開(kāi)挖后,即破壞了原來(lái)坡體平衡條件,為滑坡滑移提供了剪出空間。
綜上所述,該路段山體滑坡的形成是地層巖性、地形地貌、地下水及路塹開(kāi)挖共同作用的結(jié)果??傮w屬于坡積層的滑體結(jié)構(gòu)松散,馬蹄形的、平緩的地形有利于雨水匯集、滲透,是滑坡形成的內(nèi)在原因;雨季較為豐富的地下水,使得滑帶軟化、抗剪強(qiáng)度降低,是主要誘因;主要外因是路塹邊坡的開(kāi)挖破壞了原來(lái)山體的平衡條件,當(dāng)滑體下滑力大于滑面的粘阻力時(shí),就逐漸形成了滑坡。
3.3滑坡類型
本路段滑坡按滑體物質(zhì)組成成分,屬堆積層土質(zhì)滑坡;按滑體體積分(據(jù)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTG C20~2011)),屬中型滑坡;按引起滑動(dòng)的力學(xué)性質(zhì)分,屬牽引式滑坡;按成因分,屬工程滑坡。
3.4滑坡發(fā)展變化趨勢(shì)
滑坡形成后,對(duì)滑坡進(jìn)行了多次踏勘調(diào)查,發(fā)現(xiàn)滑坡破裂緣的臺(tái)階仍在緩慢下沉、下移,仍處于變形發(fā)展中。對(duì)2014年5月下旬至6月中旬的地表裂隙調(diào)繪資料進(jìn)行分析,目前滑坡平均每天的下沉位移在6cm左右,水平位移在3~4cm左右,處于緩慢變形的不穩(wěn)定狀態(tài)。
應(yīng)對(duì)滑坡進(jìn)行及時(shí)、綜合的工程治理,避免發(fā)生更大的地質(zhì)災(zāi)害(如滑體整體滑落),而造成進(jìn)一步的損失和不良影響。
(1)采用綜合的排水方法進(jìn)行處理。首先,為防止雨水下滲對(duì)滑坡產(chǎn)生進(jìn)一步破壞,建議先對(duì)坡體裂縫進(jìn)行填塞、破裂緣之外采取排水天溝截水;其次,因滑坡路段坡積土及坡積碎石堆較厚,地下水偏多,可采用排水盲溝、盲洞等,或采取集水井的方式降低滑坡體的動(dòng)水壓力。
(2)本滑坡體量較大,建議根據(jù)場(chǎng)地條件,采用路塹埋入式抗滑樁+清方減載的治理方法。此外,對(duì)卸載或放緩邊坡后形成的坡面進(jìn)行加固,坡腳擋墻或坡面錨桿根據(jù)穩(wěn)定性計(jì)算,按需采用。
[1]交通部.(JTG D30~2004)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2004.
[2]工程地質(zhì)手冊(cè)[M].4版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2007.
P642.22[[文獻(xiàn)碼]B
1000~405X(2016)~4~443~2