張爾品

(中國(guó)鐵道科學(xué)研究院，北京　100088)

近年來，西部山區(qū)滑坡災(zāi)害日趨嚴(yán)重，已成為嚴(yán)重影響公路交通安全運(yùn)輸最主要的災(zāi)害之一。因此對(duì)公路邊坡穩(wěn)定性分析及其相應(yīng)防護(hù)措施的研究顯得尤為重要。本文以四川省涼山州某國(guó)道滑坡為例，該滑坡屬于本地區(qū)較為典型的由降雨及重載汽車碾壓等因素形成的公路滑坡。對(duì)該滑坡成因機(jī)制、穩(wěn)定性分析及相應(yīng)治理措施的探討，不僅可為同類滑坡治理提供科學(xué)的理論依據(jù)，而且對(duì)邊坡加固和滑坡的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)也具有一定的借鑒作用[1-2]。

1　工程背景

1.1　滑坡概況

四川省涼山州某國(guó)道滑坡是較典型的由于高強(qiáng)度降雨及超載、重載車輛反復(fù)碾壓而形成的滑坡。滑坡位于海拔1 265 m至1 277 m范圍內(nèi)，滑坡前緣高程1 265 m，后緣高程1 277 m，相對(duì)高差約12 m；滑坡縱向長(zhǎng)約50 m，橫向?qū)捈s40 m，滑體平均厚約7.0 m，整體滑方量約為1.4×104m3，屬小型滑坡，主滑方向20(°)，滑體為粉質(zhì)粘土，滑面為基覆界面，滑床為粘土巖，產(chǎn)狀約為328(°)∠2(°)?；卢F(xiàn)場(chǎng)照片見圖1，滑坡體平面圖見圖2。

1.2　地形地貌和氣象、水文

滑坡點(diǎn)屬山地，地形起伏較大。地面高程約1 258～1 280 m，相對(duì)高差約22 m。滑坡所在地區(qū)氣候?qū)僦衼啛釒鞑堪霛駶?rùn)氣候，晝夜溫差大，氣候垂直差異變化突出，干濕季分明，夏季暴雨和大暴雨出現(xiàn)頻繁。

圖1　滑坡現(xiàn)場(chǎng)照片

圖2　滑坡體平面圖

1.3　地層巖性

經(jīng)鉆探揭露出該邊坡的典型橫斷面地質(zhì)剖面(圖3)。經(jīng)分析得到此處滑坡的滑動(dòng)面為基覆交界面。

圖3　滑坡地質(zhì)剖面

滑坡路段地層主要為第四系全新統(tǒng)殘破積層含碎石粉質(zhì)黏土(Q4el+dl),下伏新生界新近系昔格達(dá)組黏土巖夾砂巖(N2x)。第四系全新統(tǒng)殘坡積層含碎石粉質(zhì)黏土(Q4el+dl)碎石含量約5%，粒徑2～20 cm，磨圓度較高，母巖為花崗巖；黏土巖夾砂巖為墨綠色—灰色，部分為半成巖狀。

2　滑坡體成因機(jī)制分析及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

2.1　滑坡成因機(jī)制分析

該滑坡位于公路外側(cè)，其地形原本就有一定坡度，在公路滑坡一側(cè)填方所形成的臨空面也為土體滑動(dòng)創(chuàng)造了條件；滑坡體表層為粉質(zhì)粘土，結(jié)構(gòu)松散，孔隙度大，利于地表水下滲，下部巖層相對(duì)隔水，地表水易沿巖層排泄，易軟化基覆界面土層，形成潛在滑動(dòng)面；在持續(xù)強(qiáng)降雨作用下，地表水下滲增加了滑體重度，地下水浸泡軟化了基覆界面位置土體，在持續(xù)降雨作用下地下水排泄不及時(shí)，后部裂隙形成了較大靜水壓力，因此，在靜水壓力及動(dòng)水壓力的共同作用下，誘發(fā)了滑坡體沿基覆界面發(fā)生滑動(dòng)。同時(shí)由于滑坡位于國(guó)道外側(cè)，長(zhǎng)期有貨車滿載、甚至超載通過，對(duì)滑坡的加載作用明顯，進(jìn)一步加劇了滑坡的滑移。

2.2　滑坡體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

2.2.1計(jì)算模型及工況

對(duì)穩(wěn)定性系數(shù)的計(jì)算可作為評(píng)價(jià)滑坡穩(wěn)定性和后續(xù)治理措施制定的依據(jù)。綜合考慮當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件及氣象、水文影響因素，本文按照：自重、自重+暴雨、自重+地震，3種工況對(duì)滑坡穩(wěn)定性系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

通過查閱以往資料、鉆孔、探槽揭露潛在滑帶，綜合分析坡體可能剪出口，得出坡體可能發(fā)生折線型滑動(dòng)。現(xiàn)選擇圖2中1-1’、 2-2’兩個(gè)剖面進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性計(jì)算。

2.2.2計(jì)算參數(shù)的選取

穩(wěn)定性分析計(jì)算的主要參數(shù)為巖土體的容重、粘聚力、內(nèi)摩擦角等。根據(jù)參數(shù)反演與經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)和室內(nèi)試驗(yàn)，確定按表1的參數(shù)進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。

表1　滑坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)

2.2.3滑坡穩(wěn)定計(jì)算與評(píng)價(jià)

按照傳遞系數(shù)法并結(jié)合理正巖土軟件計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù)。根據(jù)表1參數(shù)及滑坡穩(wěn)定狀態(tài)分級(jí)(表2)，將3種工況下的計(jì)算結(jié)果歸納于表3。

表2　滑坡穩(wěn)定狀態(tài)分級(jí)

表3　滑坡穩(wěn)定性計(jì)算成果

由表3可知，在僅有自重作用下，滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨?duì)顟B(tài)下，在滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)；在地震狀態(tài)下，滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。其穩(wěn)定性狀態(tài)與野外宏觀判斷基本吻合。

2.3　滑坡因素敏感性分析

粘聚力和內(nèi)摩擦角是影響滑坡穩(wěn)定性的兩項(xiàng)重要指標(biāo)。利用EXCEL軟件及上一節(jié)計(jì)算結(jié)果對(duì)該滑坡已選擇的兩個(gè)剖面的粘聚力和內(nèi)摩擦角指標(biāo)進(jìn)行敏感性分析計(jì)算。由計(jì)算結(jié)果可知，該滑坡在3種工況條件下穩(wěn)定系數(shù)均對(duì)內(nèi)摩擦角敏感，降雨較地震對(duì)滑坡影響更大。

3　防治措施

該滑坡的發(fā)展演變經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，地層巖性為滑坡提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，滑坡區(qū)覆蓋層中粉砂質(zhì)淤泥巖土物理力學(xué)性質(zhì)較低，為滑坡形成易滑地層[3]；滑坡區(qū)位于構(gòu)造侵蝕中山區(qū)，上緩下陡，形成臨空面，因此為滑坡的啟動(dòng)創(chuàng)造了條件。因此，在多種不利因素，尤其是降雨作用下，導(dǎo)致了該處滑坡滑移失穩(wěn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)滑坡穩(wěn)定性宏觀判斷，滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，再次發(fā)生滑動(dòng)變形的可能性較大。

3.1　抗滑樁設(shè)計(jì)

由滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察分析，在暴雨工況(工況二)條件下該滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，將威脅到場(chǎng)地安全，可能造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。綜合考慮穩(wěn)定性要求及成本因素，決定采用抗滑樁對(duì)滑坡進(jìn)行治理。

可考慮的治理措施為在公路外側(cè)設(shè)置一道樁板墻(圖4)?？够瑯斗譃锳、B兩型。其中A型抗滑樁樁長(zhǎng)15 m，樁徑1.5 m×2.0 m，中對(duì)中間距5 m，共設(shè)樁5根；B型抗滑樁樁長(zhǎng)17 m，樁徑1.5 m×2.0 m，中對(duì)中間距5 m，共設(shè)樁5根。擋土板厚35 cm，高2 m。

圖4　沿公路外側(cè)抗滑樁設(shè)置

3.2　滑坡治理中的注意事項(xiàng)

1)應(yīng)做好前期勘察工作。準(zhǔn)確、全面的地勘資料不僅可為工程設(shè)計(jì)、施工提供科學(xué)的理論依據(jù)，且可對(duì)邊坡加固和滑坡的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)具有重要的指導(dǎo)作用。

2)抗滑工程必須穿過滑動(dòng)面一定深度?；瑒?dòng)面以下的抗滑樁長(zhǎng)應(yīng)占總樁長(zhǎng)的1/3以上，以免造成抗滑工程的失效[4]。

3)由于重載車輛反復(fù)碾壓也是此滑坡形成的主要原因之一，故還應(yīng)考慮動(dòng)荷載因素的影響，適當(dāng)增加抗滑工程的安全冗余度。

4　結(jié)　語

1)本文利用傳遞系數(shù)法對(duì)滑坡在自重、自重+暴雨、自重+地震3種工況條件下的穩(wěn)定性分別進(jìn)行了計(jì)算。對(duì)滑坡影響因素敏感性進(jìn)行了分析。最后根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果提出了相應(yīng)防治措施及防治建議。

2)抗滑樁通過滑動(dòng)面以下的穩(wěn)定層錨固作用來達(dá)到抗滑目的。其抗滑能力較大，污工數(shù)量較小。故，在本工程實(shí)例中優(yōu)先考慮使用抗滑樁。

3)利用勘查測(cè)繪資料、現(xiàn)場(chǎng)巖土樣品試驗(yàn)數(shù)據(jù)等對(duì)滑坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析所得結(jié)果可較好地反映該滑坡穩(wěn)定性現(xiàn)狀，為滑坡徹底治理提供了可靠的依據(jù)，也可為同類型山區(qū)公路滑坡治理提供一定的參考。