米亞羅滑坡變形機理及治理方案

康倫 楊昌風 邵江 羅博宇

通過地質(zhì)鉆探及研究工作，發(fā)現(xiàn)米亞羅滑坡其致災(zāi)因素主要為地形地質(zhì)條件、地震影響、降雨及附近高速公路隧道爆破施工影響;文章在研究山體變形成因機制基礎(chǔ)上，判別滑坡體長期穩(wěn)定性，提出了三種處治方案進行對比分析，科學制定了繞避滑坡體的治理方案，可供類似滑坡變形公路損毀處治參考。

滑坡變形; 致災(zāi)機理; 穩(wěn)定分析; 隧道繞避

P642.22?? A

[定稿日期]2021-06-07

[作者簡介]康倫（1988～），男，碩士，工程師，從事公路路線路基設(shè)計工作。

2020年7月24日至2020年7月30日四川省阿壩州米亞羅段國道317線K254+660～K254+780段出現(xiàn)路基開裂、路面凸起及內(nèi)側(cè)擋墻開裂等變形現(xiàn)象，且變形擴展較快。由于正值雨季，坡面表層垮塌嚴重，鑒于該邊坡變形跡象強烈，情況危急，若受強降雨等不利條件影響，可能誘發(fā)較大規(guī)模的滑移失穩(wěn)，威脅交通及行人安全。地災(zāi)發(fā)現(xiàn)后，相關(guān)部門立即響應(yīng)，組織專業(yè)人員現(xiàn)場調(diào)查和地質(zhì)鉆探工作，分析滑坡體變形機理及規(guī)模，并研究治理方案。本文通過對米亞羅滑坡進行變形機理成因分析，為國道317線滑坡治理或路線繞避方案研究提供科學依據(jù)。

1 米亞羅滑坡變形機理分析

1.1 滑坡變形體規(guī)模

米亞羅滑坡變形體位于米亞羅鎮(zhèn)西側(cè)約1.5 km，分布于雜古腦河左岸。滑坡平面形態(tài)呈圈椅狀，滑坡體前緣寬約300 m，縱向長約350 m，后緣距公路高差約350 m，滑動方向145°，坡形較順直。變形體平均厚度約30 m，變形體方量約320×104 m3，為大型牽引式崩滑堆積體滑坡（圖1）。

1.2 滑坡變形特征

滑坡體前緣為推擠抗滑變形區(qū)，寬度約200 m，以崩滑、坡面溜滑及路面臌脹為主要變形特征。坡腳覆蓋層厚約25 m，上部為礫砂及碎石，下部為塊石土，推測滑坡剪出口位于河床礫砂與塊石土附近;中部為主滑變形區(qū)，以兩側(cè)的下錯裂縫、坡體中部張拉裂縫及局部滑塌為主要變形特征。中部覆蓋層厚度達53 m，成分以崩坡積碎、塊石及角礫為主，骨架空隙以粘土充填?；潞缶壱誀恳e臺為主要變形特征。

據(jù)鉆孔揭示，滑體主要物質(zhì)組成為崩坡積塊碎石堆積體。以坡形、錯臺及裂縫延展形跡推測，滑體錯動帶發(fā)育于塊石土底部厚5～10 m的塊石質(zhì)土層中。

1.3 滑坡變形體成因

1.3.1 地形條件及地層結(jié)構(gòu)

測區(qū)位于四川省西北部，屬高山侵蝕峽谷地貌區(qū)，地形切割劇烈，山高谷深?；挛挥趤硖K河左岸，區(qū)內(nèi)相對高點為北東側(cè)山脊，標高約3 150 m，相對低點為來蘇河河床，標高約2 756 m，相對高差約394 m。邊坡中上部為林地，植被發(fā)育?；滤庍吰聻閮缮郊怪g的凹槽，坡向約210°，坡度60～70°。坡體下部較陡，單面臨空，中部為上山道路開挖形成的寬緩平臺，上部較坡腳稍緩，滑坡中上部斜坡發(fā)育多級臺階。

坡體多被第四系松散物覆蓋，局部出露基巖，坡體表部覆蓋崩坡積的塊碎石土，結(jié)構(gòu)松散。下覆基巖為三疊系雜谷腦組變質(zhì)砂巖和千枚巖，千枚巖受力易分解為薄片，易風化成巖屑，遇水易泥化、軟化，巖體結(jié)構(gòu)有利于發(fā)生變形破壞。

1.3.2 地質(zhì)構(gòu)造及地震的影響

工點位于米亞羅斷層南側(cè)，巖體較破碎。受汶川地震影響，后期米亞羅附近出現(xiàn)多次余震的影響，工程區(qū)附近多次發(fā)生崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。地震作用破壞了坡體結(jié)構(gòu)，降低了邊坡的自穩(wěn)能力，為坡體進一步變形提供了條件。

1.3.3 季節(jié)強降雨影響

降雨是誘發(fā)山體變形的主要因素之一，尤其是持續(xù)高強度降雨。2019年雨季持續(xù)降雨時間較長，雨量較大，引發(fā)了坡腳處淺層滑塌;2020年雨季米亞羅遭遇了20 d左右持續(xù)強降雨影響，加之坡面裸露，裂縫未及時封閉，地表水滲入坡體內(nèi)，導致巖土體強度條件改變。特別是短時強降雨，坡體內(nèi)水體不能及時排泄，巖土體吸水飽和，坡體穩(wěn)定性驟減，當強度降低到一定程度，在滑體重力作用下滑體將沿軟弱面產(chǎn)生變形滑動。

1.3.4 汶馬高速隧道施工影響

米亞羅滑坡體距離汶馬高速公路米亞羅2號隧道軸線約200 m，高速公路隧道施工采用鉆爆法，爆破施工加劇了坡體內(nèi)結(jié)構(gòu)的變化，進一步降低了邊坡的穩(wěn)定性;受爆破施工的影響，斜坡中上部坡表產(chǎn)生了新生裂縫，也為地表水下滲提供了通道。

2 米亞羅變形體穩(wěn)定性分析

2.1 滑帶C、Φ值確定

根據(jù)取土實驗分析和反算指標兩種途徑進行對比分析，根據(jù)現(xiàn)場所調(diào)查滑坡穩(wěn)定性情況及反算的滑帶抗剪強度參數(shù)，考慮實際滑帶土中的含水率等影響，對實驗參數(shù)進行適當折減，最終確定主滑段天然狀態(tài)下參數(shù)為c= 9 kN，φ=33.2°，飽和狀態(tài)下c= 6 kN，φ=26.4°;抗滑段天然狀態(tài)下參數(shù)為c=2 kN，φ=23.7°，飽和狀態(tài)下c=2 kN，φ=20.3°。據(jù)滑體取樣原狀土體容重試驗結(jié)果，主滑段天然、地震容重取21.4 kN/m3，飽和容重取21.4 kN/m3;抗滑段天然、地震容重取19.4 kN/m3，飽和容重取20.2 kN/m3。

2.2 計算工況

場地區(qū)域地震動峰值加速度為0.15g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.40 s，地震基本烈度為Ⅷ度，應(yīng)進行地震工況計算。本次滑坡計算采取以下3種工況：天然工況（自重）、暴雨工況（自重+極端暴雨）、地震工況（自重+強地震）。

2.3 滑坡穩(wěn)定性及下滑推力計算

根據(jù)確定的工況及參數(shù)，按坡體現(xiàn)狀，對1號及2號斷面進行推力計算（圖2）。

根據(jù)滑坡體特征將主滑斷面1-1，剖面劃分為13個條塊，采用滑坡穩(wěn)定性計算軟件分析得知：當設(shè)計安全系數(shù)取K=1.3，三種工況條件下都是中部的滑塊6的滑塊推力最大，天然工況下6號滑塊的推力F=21 030.45 kN/m;地震工況下6號滑塊的推力F=2 483.30 kN/m;飽和工況下6號滑塊的推力F=33 192.90 kN/m。

2.4 滑坡穩(wěn)定性評價及發(fā)展趨勢

現(xiàn)階段滑坡體天然工況處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨及地震工況處于欠穩(wěn)定狀態(tài)?，F(xiàn)邊坡變形跡象強烈，若后續(xù)發(fā)生強降雨等不利條件誘發(fā)，坡體可能發(fā)生較大規(guī)模的滑移失穩(wěn)。因緊鄰G317線，對來往交通及行人安全構(gòu)成很大威脅，并有造成交通斷道及堰塞湖可能。

3 處治設(shè)計方案

3.1 方案擬定

根據(jù)現(xiàn)場勘察結(jié)果，初步擬定了以下三個方案：

（1）方案一（抗滑樁方案）：結(jié)合前緣滑面較緩的特點，本方案將路堤抬高10 m于滑體前緣形成反壓，避免滑體前緣的溜滑;于左側(cè)路肩處設(shè)雙排H型抗滑樁，樁長分別為20 m、25 m，以適應(yīng)前緣河道沖刷及巨大滑坡推力;同時，于現(xiàn)滑塌坡面上設(shè)置3×3 m預(yù)應(yīng)力框架錨索，以進一步分提滑坡推力;同時，于滑坡外圍周界設(shè)置環(huán)形截排水溝（圖3）。

本方案設(shè)抗滑樁138根，錨索152 400 m，施工工期約10個月。投資費用約1.97億元。

（2）方案二（本岸隧道繞避方案）：該方案考慮在滑坡體本岸設(shè)置長約820 m長的隧道從滑坡體下穩(wěn)定基巖層通過，設(shè)計標高距離基巖面約40 m;投資費用約9 000萬元，建設(shè)工期約18個月（圖4）。

（3）方案三（換岸隧道繞避方案）：該方案考慮換至滑坡體對岸設(shè)置長約790 m長的隧道繞避滑坡體，同時需要設(shè)置橋梁120 m/2座跨越來蘇河;投資費用約11 000萬元，建設(shè)工期約18個月。

3.2 方案優(yōu)缺點及比選

治理方案比較見表1。

經(jīng)方案比選，方案二（本案隧道繞避方案）工程投資費用最低，完全繞避了滑坡體，能起到一勞永逸的效果，同時，施工隧道期間既有道路的保通容易;因此，建議采用方案二（本岸隧道繞避方案）。

通過對米亞羅滑坡變形體進行現(xiàn)場調(diào)查、地質(zhì)鉆探工作，分析變形體成因機制，判別變形體穩(wěn)定性，從而提出了三種處治方案。經(jīng)對比分析，推薦采用隧道繞避的方案，可供類似地震山區(qū)滑坡變形公路損毀后，科學制定處治或繞避方案參考。

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