廣西某高速公路滑坡特征及其變形機制

韓 乾 隆

(西安中交通力巖土工程有限公司，陜西 西安 710075)

?

廣西某高速公路滑坡特征及其變形機制

韓 乾 隆

(西安中交通力巖土工程有限公司，陜西 西安 710075)

結合廣西某高速公路的地質環(huán)境條件，介紹了該高速公路滑坡的基本特征，從地形地貌、地層、水文條件、人類活動四方面，分析了滑坡體的變形機制，并評價了該滑坡的穩(wěn)定性，為滑坡的治理提供了依據(jù)。

高速公路，滑坡，變形機制，穩(wěn)定性

0 引言

隨著公路建設的不斷發(fā)展，在公路建設過程中產生的次生災害也越發(fā)頻繁，特別是在山區(qū)修建高速公路需要進行工程開挖，這一工程活動會打破原有地質體的力學平衡體系，從而誘發(fā)一系列的工程邊坡問題，甚至引起工程滑坡。在廣西中低山丘陵地貌區(qū)修建高速公路由于對坡腳開挖，加之雨水的滲流，從而誘發(fā)了許多工程滑坡，對人民財產及公路建設造成了重大損失。

本文以廣西某高速公路滑坡為背景，擬對該滑坡的特征及其變形機制進行研究，進而提出相應防治措施，這對廣西此類型的滑坡防治具有一定的參考價值。

1 區(qū)域地理地質環(huán)境背景

1.1 地形地貌

滑坡地處構造侵蝕—剝蝕丘陵地貌，地形起伏較大，坡體整體位于山體小沖溝內，坡度較緩，在15°～30°，地表植被較發(fā)育，地形上有利于滑坡的形成，滑坡后部有人工修筑機耕路，路寬約2 m。

1.2 氣候條件

滑坡區(qū)地處亞熱帶，氣候溫和，雨量充足，多年平均降雨量為1 397.40 mm～2 607.00 mm;年最大降雨量1 689 mm～3 629.20 mm；年最小降雨量在982.10 mm～2 205.00 mm之間。在時間上分配不均，年降雨量最多集中在每年的4月～8月，約占全年降雨量的63.82%～73.45%；11月至翌年2月為貧雨季節(jié)；滑坡區(qū)多年平均蒸發(fā)量為1 011.50 mm～1 625.10 mm，蒸發(fā)量的分布規(guī)律與降雨量相反，降雨量大的地區(qū)，蒸發(fā)量就小；降雨量小的地區(qū)，蒸發(fā)量則大。根據(jù)當?shù)刂饕獨庀笳举Y料，滑坡區(qū)年平均氣溫為21 ℃～21.5 ℃；最高氣溫是7月份，33.1 ℃～33.7 ℃；最低氣溫是1月份，7.8 ℃～8.8 ℃；極端最高氣溫39.8 ℃，極端最低氣溫-1.8 ℃。

1.3 地層巖性

滑坡區(qū)斜坡類型為黏性土—基巖復合型斜坡。據(jù)鉆孔揭露，地層巖性由老到新依次為：

①泥盆系中統(tǒng)郁江組(D2y)石灰?guī)r夾泥灰?guī)r：淺灰色，原巖結構構造較完整，節(jié)理裂隙稍發(fā)育，沿裂隙面可見方解石巖脈充填，偶見溶槽，局部夾有泥灰?guī)r。

②泥盆系中統(tǒng)郁江組(D2y)頁巖夾粉砂巖：黃褐色、紅褐色，原巖結構構造完全破壞，呈泥土狀，夾未風化完全的頁巖、粉砂巖碎塊。根據(jù)土工試驗資料可知：該層自由膨脹率(δef)一般為50%～70%，塑性指數(shù)(Ip)為11.8～13.6，具弱～中膨脹潛勢。

1.4 水文地質條件

滑坡體為一個比較獨立的水文地質單元，整個滑體地下水為第四系松散堆積層孔隙潛水。但滑體不同部位因受地形變化等因素的影響而顯示不同的含水性。含水層為滑體全風化頁巖夾粉砂巖，隔水層為上部黏土層及下伏中風化石灰?guī)r夾泥灰?guī)r。整體分析滑坡地下水水位面不連續(xù)，中前部地下水發(fā)育，據(jù)鉆孔揭露，滑坡前緣、中部地下水埋藏較淺，埋深約0 m～3.7 m，滑坡后部地下水埋藏相對較深，埋深約12 m。此外，據(jù)現(xiàn)場調查滑坡體中前部有水滲出，可見滑坡局部土體已經達到飽和狀態(tài)。

滑體地下水的補給來源主要為大氣降水，滑體表層堆積層結構較松散，有利于大氣降水入滲；滑坡體處于沖溝內，地勢相對較低，雨季坡面匯水通過地表裂縫直接流入滑體，進入滑體中的地下水一般順地勢坡降向滑坡前緣徑流，排泄點主要集中在沖溝溝口，即滑坡前緣。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡空間形態(tài)

滑坡邊界范圍的確定主要依據(jù)：

1)依據(jù)工程地質測繪與現(xiàn)場地形確定滑體邊界；

2)依據(jù)鉆探工程確定滑帶具體位置；

3)依據(jù)滑體后緣地形坡度與滑面坡度關系，確定滑坡后緣部位；

4)依據(jù)滑體穩(wěn)定狀態(tài)及擬建公路路基是否有鼓脹、位移等確定剪出口。

該滑坡沿路線長度約30 m～80 m，沿滑動方向長約100 m，滑體厚約5.0 m～12.5 m，滑坡體積約5.0×104m3，為小型中層牽引式滑坡。該滑坡滑動方向與高速公路夾角約60°，滑動走向為325°。滑體整體形態(tài)呈簸箕形，其剪出口位于山體邊坡坡腳處，后緣及側翼輪廓清晰?；婵臻g形態(tài)近似為橢圓弧形，傾角一般上陡下緩，中前緣趨于平緩，傾角3°左右，后緣較陡峻，傾角25°左右。滑坡后緣錯臺、裂縫清晰明顯，錯臺高約2 m～3.5 m，后緣裂縫寬約10 cm～20 cm，在降雨過后裂縫有加寬跡象(見圖1)。

2.2 滑坡物質組成及結構特征

1)滑體。

2)滑帶。

根據(jù)鉆孔資料及現(xiàn)場調查，該滑坡的滑帶土以全風化頁巖夾粉砂巖為主，滑帶土含水量較高，深度約5.0 m～12.5 m，滑帶厚約0.3 m～1.5 m。此外，滑坡體前緣和邊界附近的滑帶土埋深相對較小，黏聚力相對較低。

3)滑床。

滑坡體滑床為泥盆系中統(tǒng)郁江組(D2y)全風化頁巖夾粉砂巖及中風化石灰?guī)r夾泥灰?guī)r。全風化頁巖夾粉砂巖已基本風化呈泥土狀，局部夾有未風化完全的碎塊，中風化石灰?guī)r夾泥灰?guī)r，巖體較完整，滑床巖體綜合產狀為295°∠35°，滑坡滑動方向為325°(見圖2)。

3 滑坡體變形機制

滑坡體形成機制包括滑坡的內因和外在兩個方面，它們是相互聯(lián)系，相互補充的。斜坡的破壞機理是由各種因素綜合確定的，其中內因方面的地質因素包括：地形地貌因素、巖性因素、構造因素、水文地質因素等，外因方面持續(xù)強降雨及水流作用和人類活動(包括農業(yè)及工程活動)。

3.1 地形地貌因素

滑坡場區(qū)屬于構造侵蝕—剝蝕丘陵地貌單元，從微地貌單元看，坡角約15°～30°。經現(xiàn)場調查發(fā)現(xiàn)，滑坡體地處山體斜坡沖溝內，匯水面積較大，加之坡體植被茂盛，地表徑流不暢，又因坡體前緣相對平緩，致使大量雨水匯聚至坡體前緣，致使坡體前緣飽和，逐漸發(fā)生蠕變變形，最終導致坡體前緣失穩(wěn)，產生滑動。

3.2 地層因素

據(jù)資料統(tǒng)計，場區(qū)多年平均降雨量為1 397.40 mm～2 607.00 mm，多年平均蒸發(fā)量為1 011.50 mm～1 625.10 mm，蒸發(fā)量的分布規(guī)律與降雨量相反。根據(jù)土工實驗成果報告可知，滑坡場區(qū)黏土層及全風化頁巖夾粉砂巖層具有膨脹性，其中黏土層為弱膨脹土，全風化頁巖夾粉砂巖具弱～中膨脹潛勢。因此，滑坡場區(qū)巖土體物理力學指標因溫度、濕度反復變化影響較大，抗剪強度變化具有衰竭性，對滑坡穩(wěn)定性影響較大。

3.3 水文地質因素

水對斜坡巖土層的作用，是形成滑坡的重要條件。地下水、地表水可以改變斜坡的外形，當水滲入上部黏土層及全風化頁巖夾粉砂巖層后，不但增大了上部巖土體的下滑力，而且改變了巖土體物理力學性質，降低其抗剪強度，坡體巖土層沿最大剪應力帶產生圓弧形滑帶。

3.4 人類工程活動因素

滑坡場區(qū)內的人類工程活動，主要為擬建高速公路在坡腳處進行填筑路基及修建涵洞，對原斜坡坡腳處巖土體有一定的擾動，破壞原坡體的自然平衡條件。在持續(xù)降雨的情況下，坡體前緣在自重力作用下，發(fā)生滑動，致使滑坡后緣產生裂縫，雨水進入裂縫后快速順著坡降方向下滲，最終引發(fā)坡體的滑動。

4 滑坡穩(wěn)定性評價

2016年4月開始，滑坡區(qū)發(fā)生持續(xù)性強降雨，邊坡土體為膨脹土，膨脹土遇水膨脹，首先在邊坡后部產生一條橫貫滑體的裂縫。裂縫長約50 m，寬度約10 cm～20 cm，雨水沿裂縫下滲，致使邊坡土體達到飽和狀態(tài)，邊坡土體自重加大，加之坡腳工程活動造成坡腳擾動，從而使邊坡失穩(wěn)，產生滑動。目前滑坡體處于整體變形～滑動狀態(tài)，滑坡體表層富集水，局部坡面水沿坡降方向產生表面徑流，若連續(xù)降雨或前緣擾動易再次發(fā)生滑動。

5 結論與建議

由前述可知，廣西某高速公路滑坡在運動形式上，屬于牽引式滑坡；滑坡在物質組成上，屬于黏性土—基巖滑坡；滑坡在觸發(fā)因素上，屬于以降雨為主要觸發(fā)因素、人類工程活動為次要觸發(fā)因素的滑坡。根據(jù)滑坡發(fā)育特征和變形機制，提出下列防治措施建議：

1)埋填裂縫及坡面排水：滑坡體上的裂縫是雨水入滲的主要途徑，將裂縫填埋、夯實，可防止雨水繼續(xù)入滲；降雨是滑坡變形的主要觸發(fā)因素，建議在滑坡側翼及坡體增設截排水設施，加強坡體排水。

2)削坡和反壓坡腳：削坡及反壓坡腳是滑坡治理中常見手段，建議清除滑坡體表層黏土，在滑坡后緣削坡；為保證擬建公路美觀性，在滑坡坡腳處增設格賓擋墻，反壓坡腳。

3)抗滑樁：抗滑樁設置一般為垂直滑坡主滑方向設置，而在節(jié)約成本，確保擬建公路美觀性的前提下，抗滑樁可沿擬建公路走向布設。

注：在成文過程中得到了中交通力建設股份有限公司盧國娥、王利平、張正偉、任祥的指導，外業(yè)工作得到了廣西某高速公路項目部的大力支持，在此謹表謝意。

[1] 簡文斌，吳振祥.地質災害及其防治[M].北京：人民交通出版社，2015.

[2] 山田剛二.滑坡和斜坡崩坍及其防治[M].北京:科學出版社,1980.

[3] 趙明階，何光春，王多垠.邊坡工程處治技術[M].北京：人民交通出版社，2003.

[4] 葉逢春.公路滑坡的防治技術與穩(wěn)定性分析研究[D].西安：西安建筑科技大學，2008.

[5] 黃玉華，武文英，薛 強.陜北子長縣閻家溝黃土滑坡特征及其變形機制[J].災害學,2007,22(1)：64-67.

[6] 張玉成，楊光華，張玉蘭.滑坡的發(fā)生與降雨的關系研究[J].災害學,2007,22(1)：82-85.

[7] 林孝松，郭 躍.滑坡與降雨的耦合關系研究[J].災害學，2001，12(2):87-92.

[8] 嚴索華.淺析公路滑坡成因與防治[J].災害學，2001，12(3):87-92.

Guangxi highway landslide properties and deformation mechanism

Han Qianlong

(Xi’anZhongjiaoTongliGeotechnicalEngineeringCo.,Ltd,Xi’an710075,China)

Combining with geological environment conditions of Guangxi highway, the paper introduces basic highway landslide features, analyzes the landslide deformation mechanism from four aspects of morphology, stratum, hydrological conditions and human activity, and evaluates the landslide stability, which has provided some guidance for the landslide treatment.

highway, landslide, deformation mechanism, stability

1009-6825(2017)13-0061-03

2017-02-25

韓乾隆(1983- )，男，碩士，工程師

U418.55

A