王洪兵 張立宏 楊情兵 林 源 杜飛翔
(云南省交通規(guī)劃設計研究院有限公司,云南 昆明 650093)
我國是多山國家隨著高速公路快速發(fā)展,將面臨大量滑坡問題。由于滑坡涉及的地形地貌、地層巖性、地質結構總是多種多樣,非常復雜,處治方法也多種多樣且組合各異,因此通過積累大量的滑坡成因分析及工程處治案列,可有效促進工程界對滑坡的進一步認知。
華坪至麗江高速公路大理連接線工程K13+900~K14+364段擬以“挖方形式”從斜坡坡體中下部通過,中線最大挖方深度為23.77 m,高速公路右邊坡高度達32 m。邊坡開挖后,在K14+037~K14+140段內邊出現(xiàn)了一滑坡,坡體后緣有多條傾向北東的裂縫,寬2 cm~15 cm不等。測區(qū)西側有一條至南向北的水溝,流量約1 L/s~3 L/s。測區(qū)地表水一般發(fā)育。測區(qū)屬構造剝蝕低中山地貌。
根據(jù)工程地質測繪及鉆探成果表明:本場地上部土層主要為第四系殘坡積(Qel+di)黏土、碎石,下伏基巖為二疊系玄武巖系(Pβ)玄武巖,各巖、土層工程地質基本特征按由新至老順序分述為:①黏土:褐色、褐灰色,稍濕,硬塑狀。含約5%~15%的強~全風化玄武巖碎石、角礫,夾少量中風化巖塊,局部達30%,粒徑2 cm~10 cm。干強度中等,韌性中等,厚度約為4.30 m~13.30 m。②碎石:灰色、灰綠色,稍~中密,主要由強~全風化玄武巖組成,夾少量中風化巖塊。棱角狀,粒徑2 cm~15 cm,局部達20 cm,孔隙間由15%~25%的粉質粘土充填,級配差,無膠結,厚度約為6.60 m。③全風化玄武巖:褐黃色,巖芯呈土狀夾少量強風化角礫、碎石狀,遇水易軟化。此層為滑坡中的軟弱地層,是滑坡形成的重要因素,主要分布于中下部,據(jù)鉆孔揭露厚度約為2.00 m~8.50 m。④強風化玄武巖:褐黃~暗綠色,隱晶結構,塊狀構造,節(jié)理裂隙很發(fā)育,巖芯呈角礫、碎石狀。廣泛分布于深挖段下部,厚度大于25.94 m。
滑坡邊界相對清晰,前、后緣地形明顯變化點為界(見圖1)。平面形態(tài)呈“三角形”??v向上為斜坡地形,總體南西高、北東低?;潞缶壟c擬建高速公路左幅中線相距約為98.00 m;前緣與擬建高速公路左幅中線相近于相切;滑坡后緣與前緣相對高差約為37.00 m。滑坡縱向平均長約為73.00 m,橫向平均寬度約為90.00 m,平面面積約為6 570.00 m2,平均厚度約為15.00 m,體積約為9.855×104m3,屬中型滑坡。按力學性質劃分屬牽引式滑坡,滑動方向約32°。擬建線路延伸方向與滑坡主滑方向近于垂直。
滑體:鉆探資料表明,滑體厚度為10.00 m~21.90 m,平均厚度約為15.00 m。主要由第四系殘坡積黏土、碎石和二疊系玄武巖系(Pβ)全風化玄武巖組成。具有中部厚,周圍薄的特點。滑體的結構和分布特征為:上覆以硬塑狀黏土和稍~中密狀碎石為主,褐色、褐灰色,稍濕,黏土含較多全~強風化玄武巖碎石、角礫,手掰易碎,厚約4.30 m~13.30 m。下伏為全~強風化玄武巖組成,石質較硬,屬硬質巖,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體破碎。
滑帶:該滑坡為基巖滑坡,滑體后緣拉裂上覆土層,中下部切穿巖體,順巖體內結構面結合較弱部位伸延。在鉆進過程中因受鉆具回轉擾動,導致鉆探過程中未揭露明顯滑帶土?;瑤У拇_定是根據(jù)工程測繪及鉆探巖芯中物質成分相對雜亂位置綜合確定為滑帶。
滑床:滑床后緣及中段大部分為黏土、碎石,前緣及邊坡角為全~強風化玄武巖。
滑坡位于一傾北東的斜坡上,人工坡度約40°,為滑坡滑動提供了動力勢能和變形空間。地層巖性主要由第四系殘坡積層及二疊系玄武巖系(Pβ)玄武巖組成。上覆第四系殘坡積層結構松散力學強度低,下伏基巖石質較硬,屬硬質巖,巖石風化強烈,節(jié)理裂隙極發(fā)育,巖體破碎,呈碎裂狀結構,碎塊間結合很差,巖體力學強度較低。巖體中的結構面同時為地下水賦存和徑流提供了空間,也為地表水的滲透提供了有利的條件,現(xiàn)坡體中上部有部分滑體已滑落,滑坡后緣有較多裂縫,滑坡整體處于蠕動變形階段,說明滑坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。人工邊坡開挖過陡是誘發(fā)該滑坡產(chǎn)生的主要原因之一。此外測區(qū)西側的水溝水流下滲也給該滑坡的產(chǎn)生提供了有利的誘發(fā)條件。綜上所述,組成邊坡的地層巖性力學強度低,人工邊坡開挖過陡,再加之地表水的滲入,終導致滑坡發(fā)生。
目前該滑坡體總體處于蠕動變形不穩(wěn)定狀態(tài),若不進行抗滑處治,在持續(xù)暴雨或地震作用下,擬建公路上邊坡將會發(fā)生滑動破壞,從而對公路的修筑和營運構成極大的威脅,同時恢復正常運營難度較大,故應提前對該滑坡體進行治理。
為了防止滑坡體和擬建公路開挖后形成的人工邊坡在不利工況下發(fā)生滑移,為了保證擬建公路正常運行,結合滑坡現(xiàn)狀以及工程重要性,建議采用削坡+支擋+錨索框格梁+排水的方案進行綜合治理。
1)削坡:由于現(xiàn)狀邊坡過陡,宜按1∶1.25進行削坡減載;
2)支擋:在原邊坡二級平臺坡腳處及擬建公路右坡腳處設置抗滑樁;
3)錨索框格梁:坡面采用錨索框格梁進行加固;
4)排水:為防止雨季大氣降水直接進入滑坡體,加劇滑坡的變形,建議在滑坡后緣兩側修截水溝,完善斜坡表面排水系統(tǒng),將大氣降水集中排放。另外滑坡西側水溝里的水現(xiàn)已滲入滑坡體,對滑坡穩(wěn)定性十分不利,在施工期間應修筑防滲水渠將水排放到滑坡體外或在適當?shù)奈恢脤⒌乇硭M行截流,以防止滑坡體的進一步加劇。施工時在邊坡腳設置泄水孔,以便坡體內的積水及時排除;
5)設計參數(shù)建議值:滑坡體天然容重19.60 kN/m3,飽和容重20.10 kN/m3;天然抗剪強度C=8.00 kPa,φ=19.0°;飽和狀態(tài)C=5.00 kPa,φ=14.0°?;啄Σ料禂?shù)μ=0.40;巖石與錨固體黏結強度特征值為130 kPa。
1)滑坡位于一傾北東的斜坡上。
地層巖性主要由第四系殘坡積層及二疊系玄武巖系(Pβ)玄武巖組成。上覆第四系殘坡積層力學強度低,下伏基巖石質較硬,屬硬質巖,巖石風化強烈,節(jié)理裂隙極發(fā)育,巖體破碎,呈碎裂狀結構,碎塊間結合很差,巖體力學強度較低。巖體中的結構面同時為地下水賦存和徑流提供了空間,也為地表水的滲透提供了有利的條件。人工邊坡開挖過陡是誘發(fā)該滑坡產(chǎn)生的主要原因。該滑坡為工程滑坡,滑坡縱向平均長約為73.00 m,橫向平均寬度約90.00 m,平面面積約為6 570.00 m2,平均厚度約為15.00 m,體積約為9.855×104m3,屬中型滑坡。按力學性質劃分屬牽引式滑坡,滑動方向約32°。
2)治理方案。
對滑坡采用削坡+支擋+錨索框格梁+排水的方案進行綜合治理。在進行抗滑樁樁孔施工時,宜隔樁開挖,開挖過程中應即時支護,避免大開挖或樁孔壁長時間暴露。嚴格控制爆破,以免誘發(fā)上部土層變形滑移、坍塌等地質災害。完善排水系統(tǒng),以免地下水給施工帶來不利影響。治理施工過程中,必須對滑體加強監(jiān)測、施工驗槽等工作。