高速公路滑坡工程地質(zhì)評價及處理措施

■李桂明

(光澤縣杉杭路橋開發(fā)有限公司，南平 354100)

0 引言

該滑坡體位于隧道出口附近，整體滑體位于路線紅線之外，由于近期陰雨綿綿，滑坡后緣裂縫較大且發(fā)展快速，最快時約3cm/d。滑坡區(qū)屬中山構(gòu)造剝蝕地貌，滑坡平面上呈舌型，剖面呈折線形，滑坡已形成“圈椅狀”地形?；潞缶壱阅壳耙研纬傻幕⌒卫瓘埩芽p (拉陷槽)為界，其下滑高度約1m～3m，滑坡左、右兩側(cè)以已形成的剪切裂縫為界，滑坡前緣以路線右側(cè)開挖邊坡為界；該滑坡縱向平均坡度21°，呈上陡下緩形態(tài)，上部為陡坡，坡度達25°～35°，滑坡中部較緩，坡度 10°～15°，前緣為已開挖的山丘，滑坡后緣滑坡縱長130m，后緣寬50m，前緣寬度90m，橫向平均寬80m，分布面積約1.04萬m2，厚度一般10m～15m，平均厚度約12m，滑坡體積約12.48萬 m3，主滑方向 114°。

1 工程概況

1.1 地形地貌

滑坡區(qū)總體屬于中山構(gòu)造剝蝕地貌。海拔1700m～2200m，高差 500m，山體較為陡峭，坡度 25°～35°，植被較發(fā)育，多為樹木。斜坡左側(cè)為一沖溝，沖溝常年流水。斜坡坡腳左側(cè)為一小平臺，與前方山丘相連，坡腳右側(cè)為一小沖溝，右側(cè)坡腳坡面較陡，約 35°～40°，高差約 15m，為一自然臨空面。路線呈南北走向，路線邊坡方向約76°，自然斜坡與路線邊坡交角約38°，自然斜坡與路線前進方向交角約52°。

滑坡處整體地貌如圖1所示。

1.2 地層巖性

(1)第四系全新統(tǒng)殘坡積層(Q4el+dl)

圖1 滑坡處整體地貌

含碎石粉質(zhì)粘土：黃褐色，松散，成分為砂巖、玄武巖，粒徑0.5cm～3cm，含量10%～15%，呈次棱角-棱角狀，其余為粉質(zhì)粘土充填，該層主要分布斜坡坡面，該層厚度1m～5m。

(2)第四系全新統(tǒng)坡洪積層(Q4dl+pl)

以碎石土為主，碎石粒徑1cm～8cm，含量約60%，呈棱角狀-次棱角狀，其余為粉質(zhì)粘土及角礫充填。層厚度3m～6m。 參見圖 2～圖 3。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

(1)褶皺

埡密-亦資向斜：走向北東35°，核部為三疊系中、上統(tǒng)地層，翼部為二疊系地層，北東翼巖層傾角8°～20°，南西翼巖層傾角10°～30°?；聟^(qū)埡密-亦資向斜南西側(cè)，該褶皺構(gòu)造對路基影響小，總體表現(xiàn)為單斜地層。

圖2 坡洪積碎石土

圖3 煤層出露

(2)斷層

路基工程區(qū)及附近區(qū)域均無斷層通過。

(3)巖層產(chǎn)狀和裂隙

通過調(diào)查，滑坡區(qū)地層產(chǎn)狀為290°∠25°，主要測得兩組裂隙，①60°∠78°，裂面較平整，可見延伸約 0.3m，發(fā)育密度 2～3條/m。 ②122°∠60°，裂面較平整，可見延伸0.6m，發(fā)育密度2～4條/m，裂隙發(fā)育，呈網(wǎng)狀，巖體被切割成碎塊狀。

1.4 水文地質(zhì)條件

左側(cè)為沖溝，常年有水，流量3L/s～10L/s。風(fēng)化裂隙水主要接受大氣降水補給，但沖溝兩岸斜坡較陡，賦水性差，地下水主要沿裂隙運移，從斜坡上向沖溝谷低洼處排泄。按對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕性評價為微腐蝕性。

2 滑坡地質(zhì)評價

滑坡為一中型牽引式滑坡，滑坡兩側(cè)以山脊為界，滑坡后緣張拉裂縫張開約30cm，下錯滑移約3m～4m，斜坡兩側(cè)剪切裂縫明顯，下錯約30cm～50cm，滑坡兩側(cè)和后緣裂縫已經(jīng)貫通，滑坡前緣為路基開挖段，滑坡體主要為含碎石粉質(zhì)粘土、強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、煤層等，滑移面主要受煤層和前緣開挖臨空面控制。因前緣開挖影響，現(xiàn)滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，隨著邊坡繼續(xù)開挖，滑坡將轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定，滑坡剖面圖如圖4所示。

圖4 滑坡剖面圖

3 滑坡穩(wěn)定性計算

本次選擇1—1′縱斷面作為計算剖面，其滑動帶(面)呈折線型，由采用規(guī)范規(guī)定的不平衡推力傳遞系數(shù)法計算該滑坡的穩(wěn)定性系數(shù)，依據(jù)勘察中取得的資料，滑體均劃分為14個條塊(見圖5)，目前滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨工況下穩(wěn)定性系數(shù)為0.95，對滑帶土抗剪強度進行反演，得到抗剪強度參數(shù)綜合取值用于分析邊坡開挖完后的穩(wěn)定性系數(shù)。

圖5 計算模型

3.1 計算工況

勘察區(qū)為強震外圍區(qū)，屬地震基本烈度為6度區(qū)，按規(guī)范無需考慮地震因素對滑坡穩(wěn)定性的影響。故本次考慮：工況1：天然狀態(tài)；工況2：暴雨狀態(tài)。

3.2 荷載組合

①自重：基本荷載主要為滑坡體自重。

②地下水作用力：計算時僅考慮暴雨對滑坡體穩(wěn)定性的影響。

3.3 計算參數(shù)的確定

滑坡穩(wěn)定性計算參數(shù)采用滑坡參數(shù)反演和工程地質(zhì)類比相結(jié)合的方式進行綜合確定。

根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T0218-2006)的規(guī)定，處于整體變形-滑動狀態(tài)，穩(wěn)定性系數(shù)為0.95～1.0。因此，選擇本次勘探縱斷面分別進行計算，滑坡在暴雨狀態(tài)時穩(wěn)定性系數(shù)取值0.95，采用不平衡推力法(傳遞系數(shù)法)進行參數(shù)反演分析，參數(shù)取值見下表1。

表1 滑帶土容重、抗剪強度參數(shù)取值表

3.4 滑坡穩(wěn)定性計算方法及公式

該滑坡滑動面由軟弱巖層面控制，滑動面呈折線型，故采用傳遞系數(shù)法公式進行穩(wěn)定性驗算[1]。

(1)穩(wěn)定系數(shù)計算公式：

(2)剩余下滑力計算公式：

4 滑坡穩(wěn)定性計算結(jié)果

根據(jù)擬定的計算方法及參數(shù)，以1—1’縱剖面作為最不利計算剖面，分別計算該條剖面中滑面在天然狀態(tài)、飽和狀態(tài)下的穩(wěn)定性。并分別計算自重、自重+暴雨工況下安全系數(shù)Fst=1.10、1.15、1.20、1.25的剩余下滑力。詳見圖 6～圖 7。

圖6 飽和工況下下滑力

圖7 天然工況下下滑力

取安全系數(shù)為1.2時，1-1’剖面處滑坡深度約11m，剩余下滑力為1197kN(飽和狀態(tài)下)，抗滑樁設(shè)計以剩余下滑力1197kN控制，但根據(jù)現(xiàn)有出現(xiàn)的滑坡情況，樁前土體已有松動、凸起，如任其繼續(xù)發(fā)展，最終將導(dǎo)致主線挖方邊坡土體隆起、滑塌，影響其主線及項目部的安全。建議將1—1’處附近第2級平臺以上進行(坡率約1∶1.5)適當(dāng)清除土方，清方后及時做好防護 (采取拱形骨架植草，設(shè)計圖見主線防護圖)，參見剖面圖1—1’。同時2—2’也進行放緩邊坡處理。根據(jù)現(xiàn)有的鉆孔資料，采用抗滑樁處置方案，抗滑樁采用方形截面，截面尺寸2m×3m(沿滑坡推力方向長度為3m)，樁間距6m，共設(shè)置10根樁，最長樁長26m，最短樁長21m[2-4]。

5 結(jié)論

(1)滑坡后緣以目前已形成的弧形拉張裂縫(拉陷槽)為界，滑坡中部較緩，坡度10°～15°，前緣為已開挖的山丘，相對高差45m；滑坡縱長130m，后緣寬 50m，前緣寬度90m，橫向平均寬80m，分布面積約1.04萬m2，厚度一般10m～15m，平均厚度約12m，滑坡體積約12.48萬m3，主滑方向114°。因此，該滑坡屬中型-巖質(zhì)-牽引式-中層-工程-活動-新滑坡。

(2)滑坡區(qū)地震動峰值加速度為0.05g(對應(yīng)的地震基本烈度為6度)，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.45s，設(shè)計地震分為三組，地下水按對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕性評價為微腐蝕性。。

(3)通過計算，滑坡現(xiàn)狀條件下自然工況穩(wěn)定性系數(shù)1.126，與現(xiàn)狀整體變形下滑后的暫時穩(wěn)定的狀態(tài)吻合，按現(xiàn)狀如在暴雨工況下穩(wěn)定性系數(shù)為0.948，滑坡將處于不穩(wěn)定。穩(wěn)定性計算結(jié)果與現(xiàn)場調(diào)查的結(jié)論基本一致，說明參數(shù)取值是基本合理的。

(4)滑坡直接危害在建的盤興高速和項目經(jīng)理部近60人的生命財產(chǎn)安全，且滑坡體后還有林地30畝和1個水塘。可能造成的經(jīng)濟損失達2000萬元。因此，須及時對該滑坡進行防治。

(5)根據(jù)滑坡的形態(tài)、規(guī)模、變形特征、發(fā)展趨勢，結(jié)合場地內(nèi)的地形地貌、地形條件、地層巖性及分布規(guī)律等情況，滑坡體宜按保護公路一級支擋設(shè)計。該滑坡治理工程為滑坡前部保護公路一級抗滑樁支擋，按懸臂梁設(shè)計。