108國道某滑坡成因與防治對策分析

向艷華，曾紹武，王安東

(1.中鐵三局第三工程有限公司，山西　太原　030100；2.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西　渭南　714000)

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108國道某滑坡成因與防治對策分析

向艷華1，曾紹武2，王安東2

(1.中鐵三局第三工程有限公司，山西太原030100；2.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西渭南714000)

向艷華(1979—)，在讀工程碩士，工程師，主要從事道路橋梁施工技術(shù)管理工作；

曾紹武(1982—)，碩士研究生，主要從事道路橋梁工程技術(shù)專業(yè)相關(guān)的教學(xué)與科研工作；

王安東(1992—)，主要從事道路橋梁BIM建模技術(shù)與應(yīng)用研究工作。

摘要：文章結(jié)合108國道陜西渭南合陽公路段某處滑坡工程實(shí)例，通過對氣象、地形地貌、水文、地質(zhì)構(gòu)造、底層巖性與地震等主要孕災(zāi)環(huán)境條件的調(diào)查，分析了滑坡的形成原因和致災(zāi)機(jī)理，并根據(jù)滑坡穩(wěn)定性計算結(jié)果和地形地質(zhì)條件，從防治效果角度出發(fā)，提出了以抗滑樁支護(hù)、地下排水和回填壓腳等方式組合的滑坡綜合防治對策。

關(guān)鍵詞：108國道；滑坡；成因；防治對策

0引言

由于在公路建設(shè)過程中未充分重視地質(zhì)勘察和災(zāi)害防治的重要性，導(dǎo)致108國道渭南境內(nèi)某些路段出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，尤其是在黃土臺塬邊緣，由于不合理的灌溉和工程活動等誘發(fā)的滑坡災(zāi)害經(jīng)常導(dǎo)致公路交通受阻或中斷，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和社會損失。

108國道(K1129+200~K1139+600)位于陜西渭南合陽公路段內(nèi)，全長10.4 km，路幅寬12 m，是陜西省“一縱三橫兩環(huán)”次骨架公路網(wǎng)的重要組成部分[1-2]。目前，該公路沿線共發(fā)現(xiàn)滑坡18處，均為黏性土滑坡，一般為牽引式滑坡，個別為推移式滑坡，其中由工程施工引發(fā)的滑坡3處。

K1133+130~K1133+180下邊坡滑坡位于渭南市合陽縣洽川鎮(zhèn)內(nèi)，滑體上部原本為麥田，已經(jīng)沉陷滑塌并形成滑坡泥流，目前無法耕種。滑坡于2012年9月和12月分別導(dǎo)致路面左半幅沉陷，采用素土回填和新鋪瀝青混凝土面層處置后，路基繼續(xù)下沉，累計已達(dá)3.3 m。如不采取合理措施，滑坡在降雨等作用下可能繼續(xù)下滑，若滑體進(jìn)入稠水河，將導(dǎo)致水位壅高，浸泡上游路堤，引發(fā)上游大范圍滑坡。

本文針對108國道陜西渭南合陽公路段K1133+130~K1133+180滑坡，在孕災(zāi)環(huán)境條件調(diào)查的基礎(chǔ)上，從地層巖性、地形地貌、氣象水文及地下水等方面分析了滑坡的形成原因和致災(zāi)機(jī)理，并提出了抗滑樁支護(hù)、地下排水和回填壓腳相結(jié)合的綜合防治對策。

1滑坡主要孕災(zāi)環(huán)境條件

1.1　氣象特征

陜西渭南地區(qū)屬半干旱氣候，受大陸性季風(fēng)控制，極端最高氣溫43 ℃，極端最低氣溫-20.1 ℃，全區(qū)多年平均氣溫12.8 ℃，四季分明，陽光充足，平均年日照時數(shù)2 144~2 505 h。區(qū)內(nèi)歷年最小降雨量256.8 mm，最大降雨量1 262.3 mm，年平均降雨量529.2 mm，降雨多集中在7~9月，夏季多暴雨，易形成洪水災(zāi)害[3-4]。

1.2　地形地貌與水文

陜西渭南合陽公路段洽川鎮(zhèn)境內(nèi)為沿溪線，路線沿河展布，泥沙含量大，由公路右側(cè)溝谷由南向北。合陽縣呈階梯地形，自東南向西北逐漸升高，海拔在342~1 543.2 m之間，南北長41.8 km，東西寬35.6 km，總面積1 341.46 km2。滑體地勢總體西高東低，地貌屬黃土臺塬緩坡及河谷地貌單元，坡面、臺坎、溝壑縱橫交錯，整體性差，最低點(diǎn)位于河床，高程為831.4~885.20 m[4]?；聟^(qū)地下水微弱，為孔隙潛水，主要分布于溝谷斜坡中的粗砂、沙礫含水層中[1-4]。

1.3　地質(zhì)構(gòu)造、巖性與地震

路線區(qū)域出露地層自上而下分別為第四紀(jì)全新統(tǒng)沖洪積卵石、第四紀(jì)全新統(tǒng)坡積粉質(zhì)黏土、第四紀(jì)中更新統(tǒng)沖洪積粉質(zhì)黏土和新近世泥巖?；滤趨^(qū)屬汾渭地震帶，大地構(gòu)造單元屬渭河斷陷新生代喜馬拉雅盆地南部，新構(gòu)造活動強(qiáng)烈。設(shè)計場地抗震設(shè)防烈度等級為Ⅷ級，設(shè)計基本地震加速度值0.2 g，設(shè)計地震分組為第一組，場地類別為Ⅲ類，設(shè)計特征周期0.45 s。地表15 m范圍內(nèi)，無可液化砂土存在，故可不考慮地震液化問題[1-4]。

2滑坡形成原因分析

地層巖性是滑坡形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，地形地貌和地質(zhì)構(gòu)造是滑坡形成的外部條件，地表水、地下水和人類活動是滑坡形成的誘發(fā)因素[2]。渭南合陽公路段K1133+130~K1133+180段特殊的環(huán)境條件使滑坡穩(wěn)定性較差，多次發(fā)生滑移。

2.1　地層巖性

不同地質(zhì)時期形成的巖土體具有不同的物理、力學(xué)特征，不同性質(zhì)巖土體的接觸面往往就是滑坡的滑動面，這是因為：接觸面以下的土體有時透水性較差，上覆土體滲入的水分在接觸面附近聚集，充當(dāng)了不同性質(zhì)土體之間“潤滑劑”的作用，加之水分增多使土體自重加大，導(dǎo)致滑坡穩(wěn)定性降低[5]。根據(jù)該滑坡鉆孔地質(zhì)資料，如表1、圖1所示，易滑面大致埋深15~20 m左右，易滑面以下為微風(fēng)化泥巖隔水層，上部土層較為破碎。滑坡前緣可見坡積粉質(zhì)黏土與河床卵石之間的擦痕，剪出口為坡積粉質(zhì)黏土與原狀土及卵石接觸面，滑坡穩(wěn)定性較差。

表1　鉆孔地質(zhì)資料表

圖1　滑坡地質(zhì)剖面圖

2.2　地形地貌

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查資料，該滑坡屬深層推動式中型滑坡，地面相對高差28 m，坡度約40°垂直路線方向長度70 m，平行路線方向40 m，平均厚度15 m，最厚20 m，滑體體積42 000 m3，如圖2所示?；鲁嗜σ螤?，可見清晰的前、中、后三部分，后部地勢較陡，沉陷滑塌而形成滑坡泥流；中部地勢較平坦，兩側(cè)可見明顯的沉陷裂縫，排水不暢；前緣已形成滑坡舌，地勢較陡且臨近稠水河，形成坡體自然臨空面。坡體表面為已開墾但未種植的荒地，植被稀疏，鮮有樹木、雜草。

圖2　K1133+130~K1133+180滑坡平面圖

2.3　氣象水文及地下水

水是形成滑坡的重要條件[6]?；聟^(qū)多年平均降雨量雖較少，但多集中在7~9月，且常以暴雨形式出現(xiàn)，稠水河雨季洪水暴漲暴落，對滑坡的誘發(fā)作用十分明顯?；轮星安康貏葺^低且有水滲出，地層含水量較高，呈飽和狀態(tài)，排水較差。

3滑坡防治對策

針對K1133+130~K1133+180滑坡工程地質(zhì)特征，通過滑坡穩(wěn)定性計算，從防治效果角度出發(fā)，確定了滑坡綜合防治對策。

3.1　滑坡穩(wěn)定性計算

由于滑帶土較軟，難以取樣，滑坡穩(wěn)定性分析中土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)取值采用反算原則確定，并按正常工況、暴雨工況和地震工況三種情況計算[9-10]。正常工況按反算的強(qiáng)度參數(shù)和統(tǒng)計的滑體重度取值計算剖面的推力及穩(wěn)定系數(shù)；暴雨工況僅按荷載考慮水分影響，計算時將滑體重度增加2 kN/m3；地震工況按增加水平向地震作用力計算，考慮水平地震影響系數(shù)為0.2，水平地震力為土條重量的0.05倍，計算結(jié)果見表2[11-12]。根據(jù)計算結(jié)果，此滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，若不進(jìn)行工程治理，在連續(xù)降雨、地震或重型車輛的震動荷載作用下，滑坡穩(wěn)定性會顯著降低，可能繼續(xù)滑移。

表2　滑坡穩(wěn)定性分析計算結(jié)果表

3.2　工程措施

根據(jù)滑坡穩(wěn)定性計算結(jié)果和地形地質(zhì)條件，從防治效果角度出發(fā)，采用抗滑樁支護(hù)、地下排水和回填壓腳等措施對滑坡進(jìn)行綜合治理。抗滑樁采用Fst=1.20時的剩余下滑力689.43 kN進(jìn)行設(shè)計，在滑坡路段左側(cè)10 m處設(shè)置8根抗滑樁，樁徑2×3 m2，樁長30 m，如圖3所示；針對該滑坡排水較差和膨脹土的特點(diǎn)，在滑坡體上設(shè)置三道支撐滲溝及盲溝；為了防止車輛碾壓使樁間變形引起路基沉陷，在抗滑樁之間設(shè)置擋土板，板深5 m，并對擋土板到公路邊線之間的土體進(jìn)行壓實(shí)[7-8]。

圖3　滑坡抗滑樁布置圖

3.3　施工要點(diǎn)

(1)滑坡治理工程應(yīng)在旱季施工，施工時應(yīng)先修筑抗滑樁，再進(jìn)行支撐滲溝及盲溝施工，最后修筑擋土板，施工完后進(jìn)行坡面壓實(shí)和裂縫處理。

(2)抗滑樁施工時必須采用跳槽開挖，跳槽時隔3個樁；所有抗滑樁受力主筋焊接時必須牢靠，焊縫強(qiáng)度不得低于鋼筋強(qiáng)度，并嚴(yán)格按照施工規(guī)范處理；樁體混凝土應(yīng)采用導(dǎo)管連續(xù)澆筑。

(3)人工挖孔進(jìn)入中風(fēng)化基巖時，不得破壞樁孔周圍的巖石結(jié)構(gòu)；挖孔時應(yīng)注意排水與施工安全，挖至設(shè)計高程后應(yīng)盡快澆筑樁身混凝土，不得長期浸泡基坑；施工時應(yīng)密切注意滑坡發(fā)展情況，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停止施工并采取應(yīng)急措施，確保施工安全[13-15]。

4結(jié)語

本文分析了108國道(K1129+200~K1139+600)改造示范工程位于陜西渭南合陽公路段內(nèi)滑坡形成原因和致災(zāi)機(jī)理，并提出了針對性的防治措施。

(1)通過對滑坡的實(shí)地調(diào)查，查明了主要孕災(zāi)環(huán)境條件，從地層巖性、地形地貌、氣象水文以及地下水等方面分析了滑坡的形成原因。

(2)根據(jù)滑坡穩(wěn)定性計算結(jié)果和地形地質(zhì)條件，從防治效果角度出發(fā)，采用抗滑樁支護(hù)、地下排水及回填壓腳等綜合防治對策進(jìn)行治理，并在施工中根據(jù)現(xiàn)場情況對防治工程進(jìn)行動態(tài)設(shè)計。

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Analysis of Causes and Control Countermeasures of A Landslide in 108 State Road

XIANG Yan-hua1，ZENG Shao-wu2，WANG An-dong2

(1.Third Engineering Co.，Ltd.，of China Railway No. 3 Engineering Group Co.，Ltd.，Taiyuan，Shanxi，030100；2.Shaanxi Railway Institute，Weinan，Shaanxi，714000)

Abstract：Combined with a landslide engineering practice of Shaanxi Weinan Heyang Highway segment of 108 State Road，and through the survey on weather，topography，hydrology，geological structure，un-derlying lithology，seismic and other major disaster-forming environmental conditions，this article ana-lyzed the causes and formation mechanism of landslides，according to landslide stability calculation re-sults and topographic and geologic conditions，and from the aspect of control effects，it proposed the comprehensive landslide control countermeasures combining the supports by anti-slide piles，under-ground drainage，and pressure foot backfilling，etc.

Keywords：108 State Road；Landslide；Causes；Control countermeasures

收稿日期：2015-07-04

文章編號：1673-4874(2015)08-0048-04

中圖分類號：U418.5

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2015.08.012

作者簡介