曹汝鼎CAO Ru-ding；倪振強(qiáng)NI Zhen-qiang

（①山東三山公路工程監(jiān)理咨詢有限公司，聊城 252000；②聊城大學(xué)建筑工程學(xué)院，聊城 252000）

0 引言

在山區(qū)公路施工中由于開挖或填筑會(huì)形成各種各樣的邊坡，由于破壞了原始地貌，使土體內(nèi)部的受力平衡打破，因此引發(fā)滑坡?；碌姆诸惙绞接泻芏喾N，比如按滑體物質(zhì)、受力狀態(tài)、發(fā)生時(shí)代、規(guī)模大小等。按受力狀態(tài)分類是工程常用的分類方法，可以將滑坡分為牽引式滑坡和推動(dòng)式滑坡兩大類。牽引式滑坡是指具有滑動(dòng)條件的邊坡，由于各種自然原因或人為因素造成了坡腳破壞，使邊坡底部率先發(fā)生滑動(dòng)，從而牽引邊坡上部也發(fā)生滑動(dòng)；推動(dòng)式滑坡是指具有滑動(dòng)條件的邊坡，由于中上部堆載、填筑或加蓋建筑物等原因引起邊坡向下滑動(dòng)，不再帶動(dòng)上部坡體滑動(dòng)[1]。

宋東日等[2]針對(duì)某高速公路牽引式滑坡，通過受力分析和數(shù)值模擬研究了其破壞機(jī)制。路亞妮等[3]針對(duì)國家高速公路某牽引式滑坡進(jìn)行研究，對(duì)地質(zhì)環(huán)境、滑坡機(jī)制和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)治理措施。嚴(yán)穩(wěn)平[4]對(duì)某牽引式滑坡成因機(jī)制進(jìn)行分析，計(jì)算了不同工況下的穩(wěn)定狀態(tài)，提出了治理方案。吳道勇等[5]以某黃土牽引式滑坡為研究對(duì)象，建立滑坡坡體變形結(jié)構(gòu)，分析了可能產(chǎn)生的破壞模式，確定了最終失穩(wěn)形態(tài)。

以上工作豐富了牽引式滑坡安全評(píng)價(jià)與加固治理的理論與實(shí)踐研究，但仍存在一些問題：早期識(shí)別、演化機(jī)理與合理加固措施的確定等[6]。本文以云南干線某牽引式滑坡為例，從地質(zhì)情況、受力分析、穩(wěn)定性驗(yàn)算等方面對(duì)該滑坡的變形破壞過程進(jìn)行研究，制定出相應(yīng)的防治措施。其研究結(jié)果可以豐富牽引式滑坡的理論研究，為此類工程的施工提供案例參考，對(duì)公路的選址、邊坡的防治以及安全監(jiān)測等方面都有極大的參考價(jià)值。

1 牽引式滑坡區(qū)域地質(zhì)

某牽引式滑坡位于云南二級(jí)公路改建工程原文天公路附近南傾斜坡上，有施工便道與原文天公路相聯(lián)，交通比較方便。該地區(qū)氣候溫和，雨量充沛，為亞熱帶高原季風(fēng)氣候，受高山垂直分帶控制，局部氣候變化較大。月均降雨量220mm，最小降雨量11.9mm，年均降雨量1081mm，雨季為5 月至9 月，枯季為12 月至翌年4 月，地表水豐富。

西部有“V”字形沖溝，呈北西-南東向分布，溝內(nèi)常年有水流淌，流量受季節(jié)性降雨控制，雨季易發(fā)洪水。滑坡區(qū)域位于“文山-麻栗坡斷裂帶”所形成的斷層崖之西南、南溫河左岸斜坡上，屬構(gòu)造剝蝕低山地貌。斜坡傾向南，自然坡度約22~25°，坡面呈波狀起伏狀，其上小沖溝較發(fā)育。因公路開挖，在南側(cè)形成坡高13m，坡比1∶0.75 的人工邊坡，坡向與自然斜坡一致。

場地下伏基巖節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，抗剪強(qiáng)度低。主要發(fā)育的兩組裂隙產(chǎn)狀為251°∠83°，張開度1~4mm，結(jié)構(gòu)面平直，結(jié)合性差，節(jié)理密度3 條/m，延伸長均0.5m；產(chǎn)狀140°∠71°，呈閉合狀，結(jié)合性好，節(jié)理密度5 條/m，延伸長均0.2m。

坡體地層結(jié)構(gòu)上覆土層從上到下為第四系坡積含塊石黏土，厚1~7m；崩積塊石，厚2.5~16m，基巖為二迭系上統(tǒng)吳家坪組片巖。其物理力學(xué)指標(biāo)見表1。

表1 坡體土的物理力學(xué)指標(biāo)

由于在建公路的挖方和填方，形成了上、下臺(tái)線路基，中臺(tái)線樁基礎(chǔ)部份已經(jīng)完工。人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈，對(duì)坡體原貌破壞嚴(yán)重。

2 牽引式滑坡形態(tài)

滑坡周界比較清晰，前緣位于下臺(tái)線上邊坡坡腳處，后緣截止到拉張裂縫，兩側(cè)邊界根據(jù)前緣剪出口和后裂縫展布情況及地形特征綜合確定，滑坡全貌見圖1~圖2。

圖1 牽引式滑坡全貌

圖2 牽引式滑坡斷面

滑坡的平面形態(tài)呈“躺椅狀”，縱向上為斜坡地形，總體北高南低。滑坡后緣位于后中臺(tái)線右5m，張拉裂縫發(fā)育強(qiáng)烈，高程為454~461m；前緣剪出口位于下臺(tái)線坡腳處，高程為394~396m。滑坡后緣與前緣剪出口相對(duì)高差約60~65m。滑坡縱長約110m，橫長約40m，面積約4400m2，厚度約9~9.7m，屬中型碎石土滑坡。

滑動(dòng)面在上覆第四系堆積層與下伏基巖的接觸處，在前緣附近為塊石土內(nèi)軟弱面。

滑坡體厚度在6.20～14.00m 之間，滑體主要成份為第四系崩坡積含塊石黏土、崩積塊石和上部的人工填土組成。滑體的結(jié)構(gòu)具有后緣薄前緣厚的特點(diǎn)。上部褐黃色含塊石黏土呈堅(jiān)硬、可塑狀態(tài)，厚達(dá)1.00～7.00m，其下為中密狀塊石土，巖石成份以中風(fēng)化灰?guī)r為主，直徑在0.30～0.50m 大小不一的棱角狀組成，最大直徑可達(dá)1.00m 以上，粒徑級(jí)配差，膠結(jié)能力弱。在上臺(tái)線與中臺(tái)線之間及中臺(tái)線下邊坡靠近中臺(tái)線斜坡上有近期修路堆積的松散狀人工填土，厚約2.00～7.50m。

滑帶土主要為塊石土與強(qiáng)風(fēng)化片巖的過渡面，根據(jù)勘察報(bào)告可知，其過渡面形態(tài)不甚清晰，接觸厚度在0.05~0.1m 以內(nèi)。根據(jù)鉆芯分析，接觸部位成份相對(duì)雜亂?；婵傮w傾向188°，平均傾角約23°。

滑床主要為二迭系上統(tǒng)吳家坪組強(qiáng)風(fēng)化片巖，節(jié)理比較發(fā)育?；矁A向與滑面相同約188°，縱向上后緣較緩而前緣教陡，中部稍突起的特點(diǎn)。因此如若發(fā)生滑坡，坡體極有可能發(fā)生解體、碎裂，若遇強(qiáng)降水甚至可形成小型泥石流。

3 牽引式滑坡成因及危害

3.1 滑坡成因

該滑坡成因是下臺(tái)線路基開挖形成臨空面，下部牽引使斜坡上覆第四系堆積層的穩(wěn)定性變差；其次下臺(tái)線人工邊坡成形后正逢當(dāng)?shù)赜昙?，在暴雨作用下，加速了人工邊坡上覆第四系堆積層滑動(dòng)，最終導(dǎo)致了滑坡災(zāi)害的發(fā)生。

滑坡體主要由崩解的坡積含塊石黏土、塊石和修路堆積的人工填土組成，力學(xué)性能差，抗剪強(qiáng)度低。尤其是黏土層及充填于塊石間的黏土遇水易泥化，抗剪強(qiáng)度急劇降低，為滑坡發(fā)生創(chuàng)造了內(nèi)因。

斜坡坡度22~25°，自然地形橫坡較陡。加之本次修路時(shí)下臺(tái)線為挖方路段，以1∶0.75 坡比進(jìn)行路基開挖，形成了高約13m 的人工邊坡，為滑坡發(fā)生提供了空間。

不利的氣象水文是滑坡產(chǎn)生主要外部因素。該區(qū)氣候濕潤，降水豐富且多為暴雨。降水入滲使滑坡體的土重度大大升高，也降低了滑帶土的抗剪強(qiáng)度。

土體性質(zhì)差、坡度陡、降水多三個(gè)方面因素共同作用下，在外部開挖產(chǎn)生臨空滑動(dòng)面后，下部牽引上部滑動(dòng)，最終造成坡體的滑動(dòng)。

3.2 滑坡危害

根據(jù)穩(wěn)定性分析，該滑坡體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，如不進(jìn)行抗滑處理，在持續(xù)降雨、地震作用或交通振動(dòng)作用下，有可能再次滑動(dòng)。若該滑坡再次啟動(dòng)，勢必對(duì)公路營運(yùn)安全構(gòu)成極大的威脅，同時(shí)恢復(fù)正常營運(yùn)難度較大，故應(yīng)提前對(duì)該滑坡體進(jìn)行治理。

該滑坡分別在6 月初和7 月底先后發(fā)生兩次滑動(dòng)。第一次滑動(dòng)分二級(jí)，第一級(jí)滑體后緣位于下臺(tái)線邊坡坡口北約32m，滑壁高約0.5m；第二級(jí)后緣位于中臺(tái)線右5m，拉張裂縫較發(fā)育，寬約1~3cm，延伸長度約2~4m?；瑒?dòng)使下臺(tái)線邊坡坡面鼓出，尚未滑動(dòng)破壞，中臺(tái)線4~12#樁孔位移，最大位移量約0.3m。第二次滑動(dòng)使第一次滑動(dòng)變形進(jìn)一步加劇，最終導(dǎo)致下臺(tái)線邊坡滑動(dòng)至路基右肩處，路基被掩埋。

4 牽引式滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及治理

4.1 穩(wěn)定性分析

不平衡推力傳遞系數(shù)法是計(jì)算折線型滑動(dòng)面或組合型滑動(dòng)面滑坡的剩余滑動(dòng)力和穩(wěn)定性的常用計(jì)算方法，已在公路、鐵路、水利等部門進(jìn)行了廣泛推廣。由于本次滑坡的斷面較均勻，因此選定圖2 的斷面進(jìn)行計(jì)算。

工況分三種情況進(jìn)行計(jì)算：自然狀態(tài)、暴雨?duì)顟B(tài)和地震狀態(tài)。

計(jì)算時(shí)，滑坡體崩解坡積含塊石黏土、崩解積塊石及近期修路堆積的人工填土的重度和抗剪強(qiáng)度分布根據(jù)現(xiàn)場大容重測試和現(xiàn)場水平剪切試驗(yàn)輔以室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果綜合確定。最終計(jì)算所采用的抗剪強(qiáng)度參數(shù)見表1，計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算

滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表明：滑坡體在天然、暴雨和地震狀態(tài)下，均處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，建成后存在安全隱患，需要進(jìn)行防治處理。

4.2 治理措施

通過以上分析可知，此滑坡體屬中型碎石土牽引式滑坡，主滑方向?yàn)?88°，按不平衡推力傳遞系數(shù)法計(jì)算此邊坡現(xiàn)處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，在突發(fā)暴雨、地震作用或交通振動(dòng)作用下，都可能引起滑坡的再次滑動(dòng)。

根據(jù)《公路工程抗震規(guī)范》可知，此場地抗震設(shè)防烈度大于6 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值取0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。擬建的抗滑樁設(shè)計(jì)應(yīng)按此設(shè)防烈度進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，防止地震放大作用的破壞。

地下水比較豐富，降雨時(shí)容易形成溝谷匯水，地下水主要賦存于上覆第四系崩積塊石層和下伏基巖節(jié)理裂隙中，地下水位埋深4.80～12.30m。

結(jié)合滑坡現(xiàn)狀及工程重要性，保留原先的施工填土，采取支護(hù)+排水的治理方法。

①采用抗滑樁支護(hù)：在擬建公路下臺(tái)線左邊坡坡腳處設(shè)置抗滑樁，在中臺(tái)線填方段設(shè)置錨拉抗滑樁。

②采用地表+地下排水：在滑坡后緣兩側(cè)設(shè)置橫向截水溝和豎向排水溝，完善斜坡表面排水系統(tǒng)；在下臺(tái)線左邊坡近坡腳處設(shè)置仰斜式泄水孔。

抗滑樁施工時(shí)應(yīng)做到及時(shí)支護(hù)，避免開挖時(shí)間暴露過長。嚴(yán)格控制爆破、機(jī)械振動(dòng)和交通振動(dòng)等擾動(dòng)，加強(qiáng)監(jiān)測。

5 結(jié)語

本文通過研究某典型牽引式滑坡，從所處環(huán)境、人為擾動(dòng)兩個(gè)方面，對(duì)其失穩(wěn)機(jī)理進(jìn)行了研究，對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，提出了相應(yīng)的治理措施，得到以下結(jié)論：

①人為破壞即坡腳開挖是造成邊坡滑動(dòng)的主導(dǎo)因素，因此在工程建設(shè)中必須減少對(duì)原有工程的破壞。另外，在本工程中填筑土也起到了加劇破壞的作用。

②土體性質(zhì)差、坡度陡、降水多三個(gè)方面因素共同作用下，有可能觸發(fā)滑坡的再次滑動(dòng)。

③治理措施采用支護(hù)+排水，支護(hù)為主要措施，排水為次要措施。