山區(qū)公路路基堆積層滑坡穩(wěn)定性分析

祝塘 曹欣宇 李文軍

摘 要：我國是一個多山的國家，山地、丘陵和比較崎嶇的高原占全國總面積的三分之二。特別在貴州，山區(qū)地形起伏較大，尤其是地質(zhì)條件薄弱地區(qū)，不穩(wěn)定的斜坡體在地形陡峻、自重及極端降雨的情況下，易沿一定的滑動面（滑動帶）整體向下滑動誘發(fā)滑坡等地質(zhì)災害，產(chǎn)生大量的工程處治費用，直接影響工程投資，本文基于滑坡實例，介紹了滑坡形成機理及原因分析，為類似工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：堆積體;滑坡;穩(wěn)定性分析

中圖分類號：P642.22 文獻標識碼：A

0 引言

滑坡穩(wěn)定性分析與評價是地質(zhì)災害防治與防災領(lǐng)域的基礎(chǔ)，其穩(wěn)定性的評價方法是穩(wěn)定性分析與評價的前提條件，針對復雜堆積層滑坡的特點，對堆積體采用了多種勘察手段，查明滑坡的范圍、堆積體成分及性質(zhì)，采用精準的監(jiān)測方法，查明了堆積體滑動面的分布，并分析和評價堆積層滑坡的穩(wěn)定性。

1 項目概況

省道S532米蘿至玉舍段，公路等級為二級，設計時速為40公里/小時，瀝青混凝土路面，路基寬8.5 m，設計汽車荷載公路-Ⅱ級。米蘿至玉舍于2005年通車，通車前K23+960～K24+220段已出現(xiàn)滑動變形，當?shù)卣?019年將其定為地質(zhì)災害隱患點，并在路旁設立告知牌。在2020年受極強降雨影響，該段路基滑再次發(fā)生開裂變形，路基出現(xiàn)大面積的開裂、垮塌現(xiàn)象，導致公路斷交，嚴重影響沿線村民交通。

2 場區(qū)工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

場區(qū)位于滇東高原向黔中丘原和廣西丘陵的過渡地帶，海拔1 635.2～1 773.7 m，相對高差138.5 m，地貌類型屬構(gòu)造—侵蝕低中山溝谷地貌。

2.2 地層巖性

場區(qū)出露第四系填土、塊石土、粉質(zhì)粘土及二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）砂巖夾泥巖、煤層，峨眉山（P3β）玄武巖組玄武巖。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造與地震

場區(qū)位于揚子準地臺黔北臺隆六盤水斷陷威寧北西向構(gòu)造變形區(qū)，未見斷層通過。項目區(qū)位于格目底向斜西南翼，巖層呈單斜產(chǎn)出，巖層產(chǎn)狀為26～58°∠14～33°，主要發(fā)育兩組節(jié)理，節(jié)理產(chǎn)狀為171°∠88°、262°∠78°。

根據(jù)國家地震局頒布的《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306—2015），場區(qū)地震動反應譜特征周期為0.40 s，地震動峰值加速度值為0.10 g，對應地震基本烈度為Ⅶ度。

2.4 水文地質(zhì)條件

（1）地表水?；麦w南側(cè)為巴朗河，調(diào)查期流量約2～10 m3/s，豐水期流量達40.9 m3/s，枯水期流量0.166 m3/s?；麦w西側(cè)發(fā)育一季節(jié)性沖溝，調(diào)查期流量約10 L/s。

線位K24+060左側(cè)約70 m處有一水塘（滑坡中后部），面積約1 300 m2;線位K24+260左側(cè)約180 m處有一水塘（滑坡中部），面積約180 m2。

（2）地下水的補給、徑流、排泄。場區(qū)地下水類型為第四系松散土層孔隙水、基巖裂隙水。地下水靠大氣降水補給，降水大部分以坡面流形式向場區(qū)南側(cè)巴朗河排泄，一部分下滲形成地下水沿巖體節(jié)理裂隙、巖層層面賦存和運移。地下水受季節(jié)影響大，雨季基巖裂隙水較豐富，水量較大;枯水期補給差，水量相對較小。據(jù)鉆孔水位測量，勘察期間地下水位埋藏較淺，地下水位均位于覆蓋層塊石土中。

3 滑坡特征及穩(wěn)定性評價

3.1 滑坡類型及規(guī)模

該滑坡后緣位于玉馬路右側(cè)陡崖底，滑坡區(qū)地形北高南低，分布高程1 606～1 701 m，滑坡前緣為南側(cè)巴朗河，后緣為道路右側(cè)基巖出露地帶，前后緣高差95 m，自然坡度角約18～25°，長約420 m，寬約350 m，滑體最大厚度33 m，平均厚度約12 m，滑體體積8.8×105 m--3，根據(jù)地面變形裂隙調(diào)查判定，滑坡主滑方向為191°，該滑坡為大型厚層堆積土質(zhì)滑坡。

3.2 滑動面、滑體及滑床特征

根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪、鉆探及深層位移監(jiān)測成果，滑動面位于塊石土與強風化層交界處，且滑動面處于飽水狀態(tài)。

滑體為主要為塊石土，塊石成分主要為強中風化砂巖，粒徑20～200 cm，含量約55%～75%，偶見粒徑大于10 m的巨石，余為粉質(zhì)粘土充填，表層呈松散狀，中下部呈中密狀，濕～飽和，未見膠結(jié)，厚度3.1～23.0 m。在道路及附近分布有人工填土，道路路基范圍內(nèi)呈中密～密實狀，路基范圍外呈松散～稍密狀，主要成分為道路修建、填筑的碎石、砂石、混凝土塊，有少量粉質(zhì)粘土充填。厚度2.0～6.5 m。

滑床為強-中風化砂巖夾泥巖，薄至中厚層狀，巖層綜合產(chǎn)狀34°∠20°，整體反傾，主要發(fā)育兩組優(yōu)勢節(jié)理，產(chǎn)狀：171°∠88°、262°∠78°。

3.3 滑坡變形破壞特征

經(jīng)地質(zhì)調(diào)繪、資料收集，坡體出現(xiàn)大面積變形，道路后緣擋墻局部破壞，前緣擋墻已全部破壞，擋墻未發(fā)生整體傾倒。坡面發(fā)育多級、密布拉張裂縫及下錯陡坎，拉張裂縫最寬約0.3 m，最長約15 m，下錯陡坎最高約2 m。且坡體形成2處臺地，第一臺地標高為1 627～1 636 m，長290 m，寬30～78 m;第二臺地標高為1 654～1 662 m，長260 m，寬15～48 m。

為準確查明坡體滑動面分布，了解邊坡滑動及變形隨時間的變化特征，本次勘察對17個鉆孔中11個進行深部位移監(jiān)測。開始監(jiān)測時雨季已過，坡體整體變形小，主要JZK8、JZK9變形相對較明顯。

綜合以上監(jiān)測數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明：

（1）主滑動面埋深8.5～16.5 m;（2）監(jiān)測期間坡體累積最大位移約為22 mm;（3）10月20日至11月13日之間變形速率為0.35 mm/d;11月13到12月20號變形速率開始變小0.19 mm/d;12月20日至近日相對速率接近0，坡體呈逐漸收斂狀態(tài)。

3.4 滑坡機理分析

（1）地層巖性：場區(qū)覆蓋層為填土、塊石土，厚3.1～23.0 m，為含水層。下伏基巖為二疊系龍?zhí)睹合档貙?，為隔水巖組;（2）地形地貌：滑坡后側(cè)坡體延伸長，匯水面積大，區(qū)內(nèi)有多個常年存水洼地，地表水排泄條件差;（3）大氣降雨：場區(qū)降雨集中，受大氣降水補給及上部山體的坡面徑流，使場區(qū)巖土界面的土體長期處于飽水狀態(tài)，降低了土體間的抗剪強度，為誘發(fā)因素;（4）外荷載：省道常年不間斷通行大型拉煤貨車，給坡體施加外荷載;（5）坡腳淘蝕：受下方巴朗河常年淘蝕，上覆土體失去平衡而產(chǎn)生變形，牽引上部坡體。

3.5 推薦巖土體物理力學指標

根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪、鉆探及試驗，結(jié)合工程類比及相關(guān)規(guī)范，滑動面參數(shù)結(jié)合反算結(jié)果，推薦主要巖土層的相關(guān)物理力學參數(shù)如表2。

3.6 穩(wěn)定性分析

根據(jù)該滑坡的破壞模式，滑動面為塊石土（灰?guī)r）與塊石土（全風化砂泥巖）的接觸面，總體呈圓弧型，根據(jù)《公路滑坡防治設計規(guī)范》（JTG/T 3334—2018）規(guī)定，對于土質(zhì)坡體宜采用簡化Bishop法進行計算。公式如下：

式中：——邊坡穩(wěn)定性系數(shù);——第i計算條塊滑面粘聚力（kPa）和內(nèi)摩擦角（°）;——第i計算條塊滑面長度（m）;——第i計算條塊滑面傾角（°）;滑面傾向與滑動方向相同時取正值，反之取負值;——第i計算條塊滑面單位寬度總水壓力（kN/m）;——第i計算條塊單位寬度自重（kN/m）;——第i計算條塊單位寬度豎向附加荷載（kN/m）;方向指向下方時取正值，指向上方時取負值;——第i計算條塊單位寬度水平荷載（kN/m）;方向指向坡外時取正值，指向坡內(nèi)時取負值;——第i及i-1計算條塊滑面前端水頭高度（m）。

根據(jù)鉆探、試驗結(jié)果，結(jié)合工程類比，對現(xiàn)有滑動面進行反算后得出：

4 結(jié)語

貴州山區(qū)地形起伏較大，尤其是地質(zhì)條件薄弱地區(qū)，不穩(wěn)定的斜坡體在地形陡峻、自重及極端降雨的情況下，易沿一定的滑動面（滑動帶）整體向下滑動誘發(fā)滑坡等地質(zhì)災害，產(chǎn)生大量的工程處治費用，直接影響工程投資，其重要性不言而喻，滑坡的穩(wěn)定性評價決定了支護參數(shù)的強弱，對工程造成存在決定性影響。

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