G85麻柳灣至昭通段K1～K2滑坡穩(wěn)定分析及選線建議

王 耀

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，安徽合肥 230000)

G85麻柳灣至昭通段是國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃中南北縱線重慶—昆明中的一段，是我國高速公路主骨架的重要組成部分。沿線通過地貌單元多樣，地質(zhì)情況較為復(fù)雜，不良地質(zhì)發(fā)育。K1+980～K2+560左15 m～60 m存在一大型中層崩塌堆積體滑坡，該滑坡的穩(wěn)定性對選線及日后公路運(yùn)營有著重要意義。本文重點闡述對滑坡體穩(wěn)定性分析及對選線的建議。

1 工程概況

該滑坡位于云南省昭通市大關(guān)縣翠華鎮(zhèn)田元村境內(nèi)，于1997年發(fā)生整體下滑，滑坡后壁近50°～65°，滑坡臺地下挫5 m～15 m，最大達(dá)60 m，側(cè)壁下挫5 m左右。該滑坡長220 m～370 m，寬約460 m，厚13.2 m～33.0 m，體積約為3187 800 m3，根據(jù)《滑坡防治工程勘察規(guī)范》屬大型中層崩塌堆積體滑坡。滑坡主滑方向為西北，滑坡體為崩積坡積碎石土。滑坡體上部及前緣較緩約為15°～19°，近后緣及中下部較陡處可達(dá)42°?；麦w上見多處臺階及人工切坡陡坎，多處切坡已發(fā)生小型滑塌(見圖1，圖2)，線路以橋梁形式從大關(guān)河西側(cè)通過，滑坡體前緣緊接大關(guān)河?xùn)|側(cè)?；麦w前緣距線路最短距離約25 m。

圖1 滑坡全貌

圖2 小型滑塌體

2 滑坡工程地質(zhì)特征

1)滑坡地層巖性?；麦w前緣位于大關(guān)河?xùn)|側(cè)，大關(guān)河河床主要為漂石土和卵石土，呈灰白色、淺灰色、深灰色，中密～密實，卵石土粒徑一般在2.0 cm～8.0 cm，成分主要為砂巖、泥灰?guī)r，多呈次圓狀，空隙砂充填;漂石土粒徑一般在20 cm～80 cm，成分主要為砂巖、泥灰?guī)r，多呈次圓狀，空隙卵石、砂質(zhì)和少量泥質(zhì)充填;滑坡體地表覆蓋層主要為崩坡積(Qcol+dl)碎石土。碎石土呈灰黃色、褐黃色、深灰色，上部稍密～中密，下部中密～密實，塊徑大于2 cm含量約為60%～80%，塊徑一般在2 cm～8 cm，最大可達(dá)15.0 cm，成分主要為砂巖和泥灰?guī)r，空隙被少量角礫、砂和細(xì)粒土充填;下伏基巖為志留系下統(tǒng)龍馬溪組(S1l)泥灰?guī)r，灰色、灰黑色，巖性較硬，節(jié)理裂隙發(fā)育;滑坡后緣為碎石土，局部為泥灰?guī)r。

2)滑坡體水文地質(zhì)特征?；聟^(qū)為強(qiáng)烈切割的山岳地形。水系發(fā)育為山區(qū)峽谷河流，屬金沙江水系，滑坡區(qū)地表水體為大關(guān)河，由滑坡前緣經(jīng)過，河水水量受大氣降水控制，季節(jié)性變化明顯。區(qū)內(nèi)地下水類型為潛水型，地下水位埋深在0.60 m～11.50 m之間。地質(zhì)調(diào)繪發(fā)現(xiàn)滑坡體主要受大氣降雨補(bǔ)給，以泉水形式從滑坡體前緣外泄。

3)滑坡體地質(zhì)構(gòu)造特征?；麦w區(qū)域構(gòu)造位置位于“川滇經(jīng)向構(gòu)造帶”的北段東沿與“華夏系”構(gòu)造的交接部位，南北向構(gòu)造、北東向構(gòu)造最為明顯，發(fā)育有一系列褶皺和斷裂。

3 滑坡穩(wěn)定性分析

1)滑動面確定。滑坡體于1997年發(fā)生滑動，距今已有十多年之久，現(xiàn)確定原滑動面具體位置難度較大。本次通過調(diào)繪、鉆探和綜合物探方法分析判定滑坡體主要沿相對軟弱的薄層角礫土及角礫、粘性土含量較高的碎石土層底部滑動。

2)計算模型選取。根據(jù)滑坡體特征，本次采用折線形滑面分析法進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性計算。計算時對計算對象進(jìn)行必要的簡化及假定，假定如下:a.假定滑床為標(biāo)準(zhǔn)折線形且單折線滑面的力學(xué)性能均一;b.按折線形狀及地面特征將滑坡劃分塊段，且各塊段內(nèi)物理力學(xué)指標(biāo)各向同性;c.滑坡按整體滑移考慮;d.暫不考慮地震力及動水壓力;e.剪出段(阻滑段)與牽引段按規(guī)則三角形、主滑段按規(guī)則四邊形簡化。

3)計算斷面選取。滑坡體位于碎石土巖堆范圍內(nèi)，考慮到滑坡體一旦滑塌，牽引導(dǎo)致附近碎石土的連續(xù)性下滑，影響范圍巨大(滑坡范圍見圖3)，故依據(jù)鉆孔及物探孔料，對代表性滑坡剖面Ⅱ—Ⅱ'，Ⅲ—Ⅲ'進(jìn)行穩(wěn)定性計算，地層條件參考鉆探及物探數(shù)據(jù)資料，兩剖面滑坡穩(wěn)定性計算示意圖分別見圖4，圖5。

圖3 滑坡范圍示意圖

圖4 Ⅱ—Ⅱ ′剖面滑坡穩(wěn)定性計算示意圖（單位：m）

4)計算參數(shù)選取。本次穩(wěn)定性計算中，因碎石土不均勻性，試驗難以準(zhǔn)確確定巖堆相關(guān)參數(shù)，經(jīng)反算并結(jié)合經(jīng)驗參數(shù)及同濟(jì)大學(xué)水麻路實驗研究成果，滑坡區(qū)土層參數(shù)見表1。

圖5 Ⅲ—Ⅲ′剖面滑坡穩(wěn)定性計算示意圖（單位：m）

表1 計算參數(shù)一覽表

5)穩(wěn)定性計算。在雨季暴雨久雨期間，地下水是滑坡誘發(fā)、復(fù)活的重要因素?；麦w主要以碎石為主，地表水體入滲進(jìn)入滑體中，滑體土的容重增加，同時使滑體土的粘聚力減小，為了模擬滑體內(nèi)各力系構(gòu)成，考慮在強(qiáng)降雨久雨時地下水位位于地表以下1 m，滑體土飽水，而使滑體土容重增加至22.0 kN/m，對土體內(nèi)c，φ值進(jìn)行折減，滑動面本身c值按最不利的“0”值考慮，驗算滑坡的穩(wěn)定性和剩余下滑推力。

根據(jù)GB 50021-2001巖土工程勘察規(guī)范第5.2.8條，對具有代表性的Ⅱ—Ⅱ'，Ⅲ—Ⅲ'兩條剖面進(jìn)行天然狀態(tài)和飽水狀態(tài)下滑坡穩(wěn)定性計算(見表2)。

表2 滑坡穩(wěn)定系數(shù)及下滑推力計算結(jié)果

4 滑坡穩(wěn)定性評價及對選線的影響

4.1 滑坡穩(wěn)定性評價

根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》，對于高速公路，邊坡穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)大于1.30?；麦w經(jīng)計算表明天然狀態(tài)下，穩(wěn)定性系數(shù)最小值為1.136，不滿足高速公路建設(shè)要求，需進(jìn)行穩(wěn)定性防治;下滑推力在天然狀態(tài)安全系數(shù)取1.30時，為472.2 kN/m;飽水狀態(tài)下，滑坡穩(wěn)定性系數(shù)最小值為0.940，在暴雨、強(qiáng)震及人工擾動的影響下，易產(chǎn)生滑坡災(zāi)害，再次滑動，將引起滑坡體附近的碎石土應(yīng)力失衡，牽引導(dǎo)致老滑坡體碎石土將進(jìn)一步滑塌。依據(jù)規(guī)范考慮地震力、暴雨的附加作用影響，安全系數(shù)折減取1.25時，計算剩余下滑推力最大值為3057.9 kN/m，下滑推力較大，為保證日后工程安全運(yùn)營，應(yīng)進(jìn)行滑坡的穩(wěn)定性治理。

4.2 選線影響

根據(jù)實際調(diào)查，滑坡體最近一次滑塌發(fā)生于1997年，滑坡體滑塌后，滑坡后壁近50°～65°，滑坡臺地下挫5 m～15 m，最大達(dá)60 m，側(cè)壁下挫5 m左右。下挫堆積體堵塞大關(guān)河，并未影響大關(guān)河對岸G40及G213的正常運(yùn)營。此次設(shè)計該段高速公路以高架橋的形式通過，設(shè)計最小高程為657.64 m，高于目前運(yùn)營G40和G213公路。因此，滑坡一旦復(fù)活，重新發(fā)生滑塌，滑塌體對設(shè)計的高速公路正常運(yùn)營不會造成嚴(yán)重威脅，但少數(shù)橋墩位于大關(guān)河中，為保證橋梁安全運(yùn)營，必須使滑坡體影響范圍內(nèi)的全部橋墩移至大關(guān)河西岸河岸上，大關(guān)河中不能有橋墩存在，避免滑坡重新復(fù)活后滑坡體對橋梁安全運(yùn)營造成影響。

5 結(jié)論與建議

1)經(jīng)計算，天然狀態(tài)下穩(wěn)定性系數(shù)最小值為1.136，天然狀態(tài)安全系數(shù)取1.30時，計算剩余下滑推力最大值為472.2 kN/m;飽水狀態(tài)下，滑坡穩(wěn)定性系數(shù)最小值為0.940，考慮地震力、多年暴雨的附加作用影響，安全系數(shù)折減取1.25時，計算剩余下滑推力最大值為3057.9 kN/m，在暴雨、強(qiáng)震及人工擾動的影響下，易產(chǎn)生滑坡災(zāi)害。若滑動將引起滑坡體附近的碎石土應(yīng)力失衡，牽引導(dǎo)致老滑坡體碎石土將進(jìn)一步滑塌，最嚴(yán)重時將產(chǎn)生長220 m～370 m，寬約460 m，厚13.2 m～33.0 m，體積約為3187 800 m3的老滑坡體再次發(fā)生大規(guī)?；瑒?，為保證工程安全運(yùn)營，應(yīng)進(jìn)行滑坡的穩(wěn)定性治理。

2)滑坡一旦復(fù)活，對高速公路的正常運(yùn)營將產(chǎn)生一定影響，為了保證工程運(yùn)營安全，必須使滑坡體影響范圍內(nèi)的橋墩移至大關(guān)河西岸河岸上，大關(guān)河中不能有橋墩存在。

3)滑坡體后壁近50°～65°，滑坡臺地下挫5 m～15 m，最大達(dá)60 m，側(cè)壁下挫5 m左右，段長220 m～370 m，寬約460 m，厚13.2 m～33.0 m，體積約為3187 800 m3。根據(jù)《滑坡防治工程勘察規(guī)范》該滑坡體屬大型中層崩塌堆積體滑坡。

4)為防止滑坡體受河水沖刷影響滑坡體穩(wěn)定，應(yīng)對滑坡體前緣位于大關(guān)河段設(shè)置擋墻，減少大關(guān)河洪水對滑坡體沖刷，防止滑坡體復(fù)活。

［1］ JTG C20-2011，公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范［S］.

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