高速公路大坪滑坡深部監(jiān)測動態(tài)特征分析

于興國，賴國泉

(中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，甘肅蘭州 730000)

高速公路大坪滑坡深部監(jiān)測動態(tài)特征分析

于興國，賴國泉

(中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，甘肅蘭州 730000)

重慶市奉節(jié)大坪滑坡是由前級淺層的堆積層滑坡和破碎巖石滑坡組合而成的復(fù)合型大型老滑坡。根據(jù)勘測結(jié)果分析，巖層順傾地區(qū)是滑坡易發(fā)地區(qū)，由于隧道開挖，引起了大坪老滑坡的整體復(fù)活。布置測斜孔對滑坡進(jìn)行深部位移監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果分析表明:大坪滑坡存在典型滑動帶，降雨對滑坡影響較大，滑動面較深，且滑動面以上滑坡體不同部位變形速率不一致，通過明確滑動帶的位置、厚度、滑動方向及變形范圍，為工程治理設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

滑坡 深部位移 監(jiān)測

滑坡位移監(jiān)測主要有地表位移監(jiān)測和地下深部位移監(jiān)測[1]。與地表位移監(jiān)測相比，深部位移監(jiān)測能定量確定滑動面位置、滑動速率及方向和變形性狀等因素，在滑坡及高邊坡治理領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[2-12]。本文采用鉆孔測斜儀對重慶奉節(jié)至巫溪高速公路大坪滑坡進(jìn)行深部位移監(jiān)測，為滑坡治理勘察工作提供定量數(shù)據(jù)，為治理設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

1 滑坡概況

1.1 地質(zhì)條件

大坪滑坡位于重慶市奉節(jié)縣境內(nèi)，見圖1。隧道從其中前部與滑動方向呈45°斜交通過，中后部為省道S201線。滑坡平面上呈簸箕狀，分為前后兩級。前級分為東西兩塊。整個滑坡寬約365 m，垂直線路長約480 m?；禄瑒訉λ淼烙绊戄^大，左線隧道基本位于滑坡體內(nèi)，大里程(奉節(jié)方向?yàn)榇罄锍谭较?部分地段滑動面位于隧道拱頂;右線隧道基本位于滑動面附近，大里程段隧道埋深較深，滑坡對隧道影響逐漸減小。滑坡是由前級淺層的堆積層滑坡和破碎巖石滑坡組合而成的復(fù)合型大型老滑坡。

滑坡區(qū)屬河谷岸坡地貌，呈陡—緩—陡—緩—陡的地形特點(diǎn)，坡角一般10°～35°?；聝蓚?cè)發(fā)育有兩個“U”型自然沖溝，溝內(nèi)有季節(jié)性水流，后緣發(fā)育有一明顯的基巖陡坎，自然坡度達(dá)55°左右，控制著滑坡的后緣。

滑坡區(qū)地層主要由第四系全新統(tǒng)滑坡堆積(Qdel)、崩坡積(Qc+dl)碎石、黏性土混碎石及粉質(zhì)黏土、黏土、塊石和三疊系中統(tǒng)巴東組第三段(T2b3)泥灰?guī)r夾泥巖組成。

勘察區(qū)位于廟梁子背斜的北西翼，基底主要由早元古～晚元古界變質(zhì)火山巖～碎屑巖組成，沉積蓋層出露齊全，且均為整合和假整合接觸，晚近期以來地殼運(yùn)動以大面積抬升為主，斷裂活動性不強(qiáng)，斷裂不發(fā)育。地質(zhì)構(gòu)造以褶皺為主，褶曲軸受川東褶皺及南大巴山弧形構(gòu)造綜合作用，軸向從北西—南東向漸變?yōu)楸睎|偏東，呈東西向展布。

圖1 大坪滑坡全貌

1.2 變形現(xiàn)狀

大坪滑坡為常年蠕動的老滑坡，自2010年11月至今，滑坡一直處于蠕動擠壓狀態(tài)。由于隧道開挖擾動，部分削弱了滑坡前部的抗滑段，導(dǎo)致滑坡變形加劇。先是前級出現(xiàn)開裂變形，已施工的抗滑樁樁背出現(xiàn)開裂變形，之后裂縫繼續(xù)向后發(fā)展，導(dǎo)致坡體上出現(xiàn)多道裂縫，部分房屋出現(xiàn)變形，滑坡的右側(cè)界變形逐漸加大。自2010年10月S201省道出現(xiàn)細(xì)微裂縫，發(fā)展至今裂縫寬度約20 cm，下錯30 cm。省道上部滑體也發(fā)生較大變形，裂縫密集，裂縫寬度達(dá)到30 cm，延伸長度達(dá)到100～150 m。隨著隧道進(jìn)洞深度的增加，裂縫逐漸向大里程方向發(fā)展。

2 滑坡監(jiān)測及結(jié)果分析

2.1 測斜孔的布置

測斜孔的位置一般選在滑坡敏感地段及關(guān)鍵部位。根據(jù)地質(zhì)勘察資料，監(jiān)測孔位置布設(shè)在滑坡主軸斷面2-2及5-5斷面，其中2-2斷面位于東塊滑坡右側(cè)，5-5斷面位于西塊滑坡中部，共計(jì)8孔。

深部位移監(jiān)測孔自2011年4月初相繼完成布設(shè)，基本每半月監(jiān)測一次，截止2011年12月20日已累計(jì)完成22次監(jiān)測。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，確定了滑動面位置、滑動方向及滑坡變形范圍。本文選取具有代表性，監(jiān)測結(jié)果有良好一致性的ZK2-5、ZK2-9、ZK5-5、ZK5-6鉆孔數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。典型鉆孔信息見表1。

表1 典型鉆孔信息

2.2 監(jiān)測結(jié)果分析

ZK2-5、ZK2-9分別位于滑坡主軸斷面2-2斷面的中前部與后部。孔口高程分別為319.48 m及399.38 m，相差約80 m。兩孔合位移—深度曲線分別見圖2和圖3。圖2和圖3表明:大坪滑坡發(fā)生了較大規(guī)模的滑動變形，且在滑坡深部20～30 m存在一個典型的滑動帶，最大厚度達(dá)到了10 m。

圖2 ZK2-5深度—合位移曲線

由圖2可知:ZK2-5、ZK2-9監(jiān)測孔孔口合位移分別為76.17 mm，90.53 mm。ZK2-5從孔口至孔底深度范圍內(nèi)，位移變化可分為3段:孔口至孔深22 m范圍內(nèi)，各點(diǎn)的位移大體一致，為近似鉛直的直線，第二段為孔深22～30 m，各點(diǎn)的變形為接近水平的斜直線。第三段為孔深30 m至孔底，位移基本保持在0附近，測斜孔保持初始位置不變。ZK2-9測得的變形規(guī)律基本與ZK2-5一致，由于滑動變形過大，該測斜孔于2011年7月9日在滑動面處被剪斷。

圖4及圖5分別為ZK2-5及ZK2-9位移—速率—時間曲線，可見:2011年4月至5月中旬，滑坡變形速率較低，隨著滑坡區(qū)進(jìn)入雨季以后，滑坡變形呈急劇增大態(tài)勢，11月份以后隨著降雨的減少，滑坡變形有一定的減緩。充分說明降雨對該滑坡變形的發(fā)展有很大的影響。該地區(qū)年平均降雨量為1 107.3 mm，雨量充沛，且該后級滑體匯水面積較大，一部分降雨以地表徑流的形式排出坡體，一部分降雨順地表裂縫直接灌入坡體軟化滑動帶，降低滑動帶指標(biāo)，引起了滑坡較大的變形。

ZK5-5和ZK5-6分別位于滑坡主軸斷面5-5斷面的中后部。孔口高程分別為339.24 m，373.10 m，相差約34 m。兩孔合位移—深度曲線分別見圖6及圖7。由圖6、圖7可知:ZK5-5和ZK5-6監(jiān)測孔孔口合位移分別為70.63 mm，171.80 mm。ZK5-5測得的變形規(guī)律基本與ZK2-5一致。由ZK5-6所測得的變形曲線分析可知，滑動面較深，且滑動面以上滑坡體不同部位變形速率不一致。

圖3 ZK2-9深度—合位移曲線

圖4 ZK2-5位移—速率—時間曲線

圖5 ZK2-9位移—速率—時間曲線

圖6 ZK5-5深度—合位移曲線

圖7 ZK5-6深度—合位移曲線

圖8 ZK5-5位移—速率—時間曲線

圖8和圖9分別為ZK5-5和ZK5-6位移—速率—時間曲線。由圖分析可知，未進(jìn)入雨季時滑坡變形速率較低，隨著降雨量的增多，滑坡變形速率呈增大趨勢。這與2-2斷面反映的規(guī)律一致，充分說明大氣降雨是引起該滑坡滑動的主要原因。

3 大坪滑坡變形機(jī)制分析

由勘察結(jié)果可知，滑坡區(qū)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育，巖性主要為中薄層泥灰?guī)r。巖層順傾地區(qū)是滑坡易發(fā)地區(qū)，尤其是強(qiáng)風(fēng)化巖體分布區(qū)，更容易發(fā)生滑坡。由于隧道開挖，引起了大坪老滑坡的整體復(fù)活。

圖9 ZK5-6位移—速率—時間曲線

由圖2、圖3和圖6可知，變形曲線由接近垂直變成接近水平，表明該滑坡為典型的沿特定滑動面的滑動變形模式。再往下幾米后變形幾乎為0，滑動面以下無位移發(fā)生，屬于穩(wěn)定的基巖。此外3個監(jiān)測孔的變形規(guī)律一致，表明該滑動面以上坡體產(chǎn)生了整體移動，這也是3個測斜孔深度—合位移曲線第一段接近于直線的原因。

由深度—合位移曲線分析可知，第二段變形曲線都是接近水平的斜線，顯然該段都發(fā)生了剪切變形。一般來說，構(gòu)成滑動帶的都是相對軟化的物質(zhì)，通過勘察分析可知，滑動帶幾乎都在基巖頂面的強(qiáng)風(fēng)化泥巖、泥灰?guī)r范圍內(nèi)。

4 結(jié)語

1)對于沿特定滑動面滑動的滑坡，采用測斜儀進(jìn)行監(jiān)測具有快速、高效，受天氣影響小的特點(diǎn)，且能夠觀測滑坡體不同深度的變形狀態(tài)。

2)通過對測斜儀監(jiān)測數(shù)據(jù)及地質(zhì)勘察資料的分析，可以準(zhǔn)確確定主滑動帶的位置及變形范圍，有利于對滑坡變形機(jī)制的分析。

3)動態(tài)監(jiān)測在滑坡治理中起著舉足輕重的作用，是滑坡治理工程信息化施工，動態(tài)設(shè)計(jì)的重要工具，合理地制定監(jiān)測實(shí)施方案是滑坡治理成功的關(guān)鍵。

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Analysis of Dynamic Features in Daping Landslide Deep Monitoring in Expressway

YU Xingguo，LAI Guoquan
(Northwest Research Institute Co.，Ltd of C.R.E.C，Lanzhou Gansu 730000，China)

Daping landslide in Chongqing Fengxi highway is a complex large old landslide which is made up of anterior shallow accumulation landslides and broken rock landslides.The survey result analysis indicated that the rock formations along the dumping angle are landslide-prone areas and tunnel excavation caused the overall revival of Daping old landslide.This paper disposed the inclinometer hole for the landslide deep displacement monitoring and the test results showed that there are typical sliding areas in Daping landslide，rainfall have a greater impact on landslides，the sliding surface is deep and deformation speed of landslide different parts above the sliding surface is inconsistent，which provides a reference for engineering treatment design by determining the position，thickness，direction and deformation scope of the sliding zone.

Landslide;Deep displacement;Monitoring

U456.3+3;P642.22

A

1003-1995(2012)06-0102-04

2012-02-06;

2012-03-16

于興國(1978— )，男，甘肅白銀人，工程師。

(責(zé)任審編 李付軍)