蒲自俊

（中國鐵路成都局集團(tuán)有限公司，四川 成都 610081）

鄭萬高鐵是西南地區(qū)通往華北、東北、華中地區(qū)的快速客運(yùn)干線。線路位于豫、鄂、渝三省市境內(nèi)，其中巴東至萬州段受長江及支流的強(qiáng)烈侵蝕切割，段內(nèi)山高谷深、奇峰異嶺、峽谷眾多，巴東縣境內(nèi)分布大量巴東組紫紅色泥巖，其工程地質(zhì)力學(xué)性質(zhì)差，出現(xiàn)了很多工程地質(zhì)問題，特別是在該地層中發(fā)生的滑坡較多，自然狀態(tài)下巖體強(qiáng)度較高，但在地下水軟化或者邊坡開挖后的自然風(fēng)化作用，邊坡穩(wěn)定性將出現(xiàn)顯著的惡化，并易沿坡面發(fā)生滑塌，屬該地區(qū)典型的“易滑地層”。定測期間在巴東縣境內(nèi)遇到洛坪滑坡，其穩(wěn)定性直接決定了鄭萬高鐵在該段的走向。

1 滑坡基本特征

1.1 地形地貌

洛坪滑坡區(qū)域?qū)僦械蜕綔瞎鹊孛?，地形受溝谷切割?qiáng)烈，前沿甕橋溝兩側(cè)岸坡沖溝發(fā)育，整體坡度20°～30°，溝谷底較狹窄，寬20～30 m，溝內(nèi)常年有流水，水量較小，受降雨影響較大，雨季洪水漲落較快，見圖1。

圖1 洛坪滑坡地貌全景圖

1.2 地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造

滑坡區(qū)內(nèi)覆蓋層主要分布有第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）中粗砂、卵石土，滑坡堆積層（Q4del）粉質(zhì)黏土、細(xì)角礫土、碎塊石土和坡殘積層（Q4dl+el）角礫土；下伏基巖為三疊系中統(tǒng)巴東組二段（T2b2）泥巖夾砂巖、巴東組一段（T2b1）泥質(zhì)灰?guī)r夾鹽溶角礫巖。

滑坡區(qū)內(nèi)疑似基巖的塊石較多，初期調(diào)查時多被視為連續(xù)的基巖分布，但其產(chǎn)狀變化較大，區(qū)域產(chǎn)狀為走向與線路近平行（滑動方向與線路小角度相交），巖層產(chǎn)狀：N30°E/45～60°N，沖溝兩側(cè)小型褶曲現(xiàn)象，揭示巖芯大多較破碎，局部出現(xiàn)鏡面，地表均被滑坡體土層覆蓋，坡面塊石的疑似層面產(chǎn)狀：N80°W/90°、N25°E/90°、E-W/48°N、N30°E/50°S等。因此該斜坡的穩(wěn)定性需進(jìn)一步研究分析。

1.3 滑坡形態(tài)及特征

滑坡平面形態(tài)呈舌形，前沿較平緩，中間凸起區(qū)域較窄，后緣呈圈椅狀，主軸剖面呈兩級臺階狀，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)繪和鉆探揭示，按其滑動的時間先后劃分為Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)，其中Ⅰ區(qū)為較早一級滑動區(qū)，滑動后侵占早期的甕橋溝，使前沿沖溝改道，地形上可見該段溝床明顯蛇曲化，且滑坡前沿鉆孔揭示在滑坡堆積層碎塊石土層之下分布有較厚的卵石土層和砂層透鏡體，砂層砂質(zhì)較純，以中粗砂為主；因Ⅰ區(qū)滑動后在后沿形成較陡的臨空面，從而為Ⅱ區(qū)整體滑動提供了空間，Ⅱ區(qū)滑坡規(guī)模更大，且部分滑體覆蓋在Ⅰ區(qū)范圍內(nèi)，形成現(xiàn)有的地形地貌，兩級緩坡和兩級陡坎較明顯，地表以旱地和水田為主。Ⅰ區(qū)坡面呈舌形，整體坡度20°～25°，中部區(qū)域明顯凸出；Ⅱ區(qū)坡面圈椅狀地貌，整體坡度8°～15°，前沿與Ⅰ區(qū)相鄰區(qū)域地形相對較陡，整體坡度約30°，Ⅱ區(qū)后壁整體坡度約35°，坡面可見局部拉張裂縫。

1.4 洛坪滑坡滑動過程分析

依靠恢復(fù)原地貌的方式恢復(fù)滑坡區(qū)域的原地貌形態(tài)，該區(qū)域原地貌前沿為甕橋溝，整體坡度50°～70°，地層以巴東組二段泥巖夾砂巖的易滑地層為主，在前沿河溝的長期沖蝕及地下水的軟化作用下，原坡面受主控節(jié)理裂隙制約，在持續(xù)降雨、動水壓力變化和泥巖的膨脹性等不利條件組合下，較陡的臨空坡面在重力作用下沿軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)生滑動，形成了深層、巖質(zhì)，以自然誘因和牽引式為主的大型中厚層滑坡將原甕橋溝覆蓋。隨后在長期水流沖刷作用下，原甕橋溝溝改道，沿滑體前沿形成沖溝。因Ⅰ區(qū)滑動在Ⅱ區(qū)前沿形成新的臨空面，在長期地下水的軟化及重力作用下，在Ⅰ區(qū)高位及周圍發(fā)生第二級滑坡，部分滑體覆蓋于Ⅰ區(qū)之上，使其滑體物質(zhì)增加較多。

2 滑坡穩(wěn)定性分析及評價

2.1 滑坡穩(wěn)定性分析

2.1.1 計算模型及計算方法

滑坡穩(wěn)定性計算方法中，通常采用整體的極限平衡方法來進(jìn)行分析。根據(jù)邊坡不同的破裂面形狀而有不同的分析模式?；碌幕瑒用鏋椴灰?guī)則的折線或圓弧狀，其計算方法通常有傳遞系數(shù)法、瑞典圓弧法和畢肖普法等。對本滑坡而言，滑坡中上部滑帶位于上覆第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）與下伏三疊系中統(tǒng)巴東組二段（T2b2）泥巖夾砂巖、巴東組一段（T2b1）泥質(zhì)灰?guī)r夾鹽溶角礫巖的交界面上，砂巖傾向與滑坡主滑方向呈反向大角度相交，滑帶呈折線形；故對于整體而言，相應(yīng)的計算方法選取傳遞系數(shù)法，計算公式如下《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）5.2.8。

極限平衡分析法常用于滑坡分析，其中傳遞系數(shù)法是鐵路工程穩(wěn)定分析常用方法，它把滑體劃分為若干條塊，假定每側(cè)條間力的合理與上一條塊的底面相平行，然后根據(jù)力的平衡條件，逐條向下推求，直至計算至最后一條塊。

本次以滑坡主軸縱剖面進(jìn)行穩(wěn)定性計算。根據(jù)剖面地形和滑帶的變化特點(diǎn)進(jìn)行剖分，剖面條分圖詳見圖2。

圖2 滑坡主軸縱剖面計算條分圖

滑坡推力按下式計算（《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002）13.1.12）

式中：

Pi、Pi-1ψ—分別為i第計算條塊、第i-1計算條塊的剩余下滑力（KN/m），如果Pi-1ψ＜0，則計算Pi時式中Pi-1ψ取0；

FstT—滑塊剩余下滑力計算安全系數(shù)；

式中其余符號意義同前。

2.1.2 計算工況

經(jīng)綜合分析滑坡滑體、滑床巖土體特征及其各種荷載情況，本次選定以下兩種工況來對滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行評價見表1。

表1 穩(wěn)定性計算工況、荷載組合

2.1.3 計算參數(shù)

穩(wěn)定性計算參數(shù)見表2。

表2 各巖土層的物理力學(xué)指標(biāo)及穩(wěn)定性計算參數(shù)

2.1.4 穩(wěn)定性計算結(jié)果

采用傳遞系數(shù)法對滑坡進(jìn)行穩(wěn)定計算分析，考慮一般工況和暴雨工況兩種情形，分析計算結(jié)果見表3。

表3 穩(wěn)定分析計算結(jié)果表

2.2 穩(wěn)定性綜合評價

從本次對滑坡進(jìn)行了整體穩(wěn)定性計算，可得以下結(jié)論：

（1）在天然工況下，第二級滑坡的穩(wěn)定系數(shù)K＝1.22，處于穩(wěn)定狀態(tài)，第一級滑坡的穩(wěn)定系數(shù)K＝1.07，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡安全儲備不足均。

（2）在暴雨工況下，第二級滑坡的穩(wěn)定系數(shù)K＝1.06，處于穩(wěn)定狀態(tài)；第一級滑坡的穩(wěn)定系數(shù)K＝1.01，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡安全儲備不足均。

由此可見，滑坡以暴雨工況為最不利工況。

3 防治方案

3.1 方案一

結(jié)合地表截排水工程，在隧道洞口段采用抗滑樁+樁間擋板+樁兩端護(hù)坡?lián)鯄?樁后填土+截排水溝的工程治理措施。

3.2 方案二

調(diào)整線路縱坡，讓鄭萬鐵路從穩(wěn)定性相對較好的第二級滑坡體穿過，并在洞口段采用抗滑樁+樁間擋板+樁后填土+截排水溝。

3.3 方案三

調(diào)整線路平面曲線要素繞避本滑坡體。

三個方案從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行比較，則都比較成熟，但方案一分項工程較多，且本滑坡為中厚層滑坡（從地質(zhì)剖面圖上可看得），治理費(fèi)用較高且可能存在后期隱患。方案二因擬定線路隧道口位于第一級滑坡中下部，距離第二級滑坡高差較大，如果調(diào)整線路縱坡讓線路從穩(wěn)定性相對較好的第二級滑坡中通過，線路方案改動較大，事必牽一發(fā)而動全身，此外還得對相對的穩(wěn)定的滑坡設(shè)置安全措施建立安全儲備，故方案二是最不經(jīng)濟(jì)方案。方案三調(diào)整線路平面曲線要素相對簡單，且可以遠(yuǎn)離本滑坡，無需在滑坡治理方面花費(fèi)較大費(fèi)用，故方案三更簡單可行且經(jīng)濟(jì)合理，建議選擇方案三。

4 結(jié)論及建議

通過對巴東縣洛坪滑坡的工程地質(zhì)特征及穩(wěn)定性分析，可以得出以下結(jié)論。

（1）鄂西地區(qū)巴東組二段地層巖性主要為泥巖夾砂巖，巖體遇水易軟化，具有一定膨脹性，自然穩(wěn)定性較差，在該區(qū)域易發(fā)生大規(guī)模切層滑坡，且在長期外營力作用下，容易再次滑動。

（2）滑坡在暴雨工況下處于不穩(wěn)定狀態(tài)，需采取措施進(jìn)行處治。

（3）在處治方案中共提出了三個處治方案，方案一為抗滑樁+樁間擋板+樁兩端護(hù)坡?lián)鯄?樁后填土+截排水溝工程；方案二為調(diào)整線路縱坡+抗滑樁+樁間擋板+樁后填土+截排水溝工程；方案三為調(diào)整線路平面繞避本滑坡。建議推薦方案三對滑坡的處治措施。

（4）高鐵線路經(jīng)過巴東組“易滑地層”時，需加強(qiáng)自然邊坡的穩(wěn)定性評估工作。

（5）雖然鄭萬高鐵線路選擇繞避本滑坡體，但考慮到本地居民居住出行安全，建議當(dāng)?shù)卣畱?yīng)采取措施對本滑坡進(jìn)行治理。