貴州省黎平縣空港新區(qū)世紀(jì)大道公路滑坡治理方案探討

摘 要：【目的】查清貴州省黎平縣空港新區(qū)世紀(jì)大道公路滑坡形成原因?！痉椒ā扛鶕?jù)工作區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件、滑坡的規(guī)模和變形特征，開(kāi)展了地形測(cè)量、水工環(huán)地質(zhì)測(cè)繪、剖面實(shí)測(cè)和資料收集等工作?！窘Y(jié)果】滑坡目前處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨?duì)顩r下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。治理方案建議：抗滑樁+截排水溝?！窘Y(jié)論】研究結(jié)果可為該滑坡或者類(lèi)似滑坡的治理提供參考。

關(guān)鍵詞：滑坡；穩(wěn)定性；抗滑樁；截排水

中圖分類(lèi)號(hào)：P642.22 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2024）17-0106-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.17.022

Discussion on Landslide Control Scheme of Century Avenue Highway in Konggang New District of Liping County， Guizhou Province

FU Minghong1，2 YANG Luhui 1，2

（1.Guizhou Jianhai Geological Environment Engineering Co.， Ltd.， Duyun 558000， China； 2.104 Geological Brigade， Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Guizhou Province， Duyun 558000， China）

Abstract： [Purposes] This paper aims to Find out the causes of landslide formation of century avenue highway in Konggang New District， Liping County， Guizhou Province， evaluate its stability and treat it in time to reduce the property loss of people around. [Methods] According to the geological environment conditions of the work area， the scale and deformation characteristics of the landslide， the topographic survey， geological mapping of the hydraulic ring， section measurement， and data collection work carried out. [Findings] At present， the landslide is in a basically stable state， and under the condition of heavy rain， it is in an unstable state. The treatment plan is proposed： anti-slide pile + interception and drainage ditch. [Conclusions] The results of this study can provide basis and reference for the treatment of this landslide or similar landslides.

Keywords： landslide; stability; anti-slide pile; interception and drainage

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，給國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)巨大損失，造成嚴(yán)重社會(huì)影響，由于地質(zhì)災(zāi)害的復(fù)雜性和不確定性，目前，治理滑坡的方法也越來(lái)越多樣化。張忠?。?］對(duì)吳家山滑坡采用了微型樁+截排水溝的治理措施。李斌［2］根據(jù)高邊坡變形情況，對(duì)滑塌部位進(jìn)行修整，并對(duì)土體進(jìn)行反壓，接著配合錨索、錨桿、客土噴播等綜合防護(hù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高邊坡的成功防治。秦龍等［3］對(duì)路基滑坡提出注漿與鋼管樁聯(lián)合加固方法，以此降低工程造價(jià)、減少施工周期。高章［4］對(duì)華陽(yáng)社區(qū)滑坡經(jīng)過(guò)穩(wěn)定性計(jì)算后提出了樁板墻工程+水渠工程消除地質(zhì)災(zāi)害隱患。本研究以貴州省黎平縣空港新區(qū)世紀(jì)大道公路滑坡為研究對(duì)象，對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)并提出防治措施。

1 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)地處云貴高原向江南丘陵過(guò)渡地區(qū)，屬中亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候區(qū)，四季分明，冬暖夏涼。年平均降雨量為1 321.9 mm，集中于每年5至7月。年平均降雨量大于蒸發(fā)量。年平均風(fēng)速1.9 m/s，全年以東北風(fēng)為多，夏季盛行南風(fēng)，冬季盛行東北風(fēng)。主要災(zāi)害性天氣有干旱、冰雹等。

研究區(qū)屬中低山谷侵蝕-剝蝕溝谷地貌，區(qū)內(nèi)地形切割較強(qiáng)烈，最高點(diǎn)位于滑坡區(qū)南西側(cè)山坡坡頂，海拔為576.5 m；最低點(diǎn)位于滑坡區(qū)南東側(cè)，海拔為480 m，相對(duì)高差為96.5 m。研究區(qū)屬長(zhǎng)江流域沅江水系亮江三級(jí)支溝，地表水系較發(fā)育，呈“樹(shù)枝狀”分布，多為季節(jié)性沖溝，在研究區(qū)內(nèi)中部有一季節(jié)性沖溝，調(diào)查期間流量為0.1 m3/s［5］。

1.2 地質(zhì)環(huán)境條件

1.2.1 地層。研究區(qū)出露的地層有青白口系隆里組（Qbl）、第四系（Q）。青白口系隆里組（Qbl）：巖性主要為灰色、灰黃色薄至中厚層板巖，強(qiáng)風(fēng)化，巖層產(chǎn)狀345°∠68°，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體完整程度為較破碎，治理等級(jí)為Ⅳ級(jí)。第四系（Q）：主要為黃色殘坡積物黏土夾碎石，主要分布于地勢(shì)平坦的緩斜坡中，厚度0～4 m。

1.2.2 地質(zhì)構(gòu)造。研究區(qū)內(nèi)無(wú)大的斷裂構(gòu)造，巖層呈單斜產(chǎn)出，傾向345°，傾角68°?；鶐r節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體完整性一般，區(qū)域內(nèi)無(wú)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活動(dòng)痕跡，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，其區(qū)域穩(wěn)定性較好。

1.2.3 地下水補(bǔ)徑排條件。研究區(qū)的潛水主要集中在青白口系隆里組（Qbl）板巖中。地下水埋藏深度受地形的變化而變化，研究區(qū)地下水埋深較深，約20 m。地下水的補(bǔ)給來(lái)源主要是大氣降水，大氣降水通過(guò)巖石中的通道—構(gòu)造裂隙、風(fēng)化裂隙及節(jié)理滲入成為地下水。地下水的補(bǔ)給量受季節(jié)變化影響。地下水接受大氣降水補(bǔ)給后，沿巖層節(jié)理、裂隙等通道運(yùn)移，最終排泄到亮江中。

1.2.4 巖土體工程地質(zhì)特征。根據(jù)研究區(qū)內(nèi)各巖組巖性、物理力學(xué)性質(zhì)，工程地質(zhì)巖組主要為松散巖類(lèi)工程地質(zhì)巖組和軟質(zhì)巖類(lèi)工程地質(zhì)巖組。松散巖類(lèi)工程地質(zhì)巖組工程地質(zhì)性質(zhì)差，力學(xué)強(qiáng)度低，區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為第四系殘坡積物，以黏土夾碎石為主，且結(jié)構(gòu)松散不穩(wěn)定。軟質(zhì)巖類(lèi)工程地質(zhì)巖組主要為青白口系隆里組（Qbl）的板巖，該類(lèi)巖組力學(xué)強(qiáng)度低，抗風(fēng)化能力差，巖體穩(wěn)定性和完整性均較差。

2 滑坡特征

2.1 滑坡規(guī)模形態(tài)及變形特征

根據(jù)實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)內(nèi)發(fā)育有2處滑坡，分別為HP1、HP2，具體分述如下。

HP1：空港新區(qū)世紀(jì)大道二期工程K6+500—K6+750段北東側(cè)，滑坡前寬后窄，平面形態(tài)近似圈椅狀，主滑方向239°，滑坡縱向長(zhǎng)約60 m，平均寬約30 m，滑坡薄厚不均，平均厚約6 m，規(guī)模約1.04×104 m3，屬小型牽引式土質(zhì)滑坡，滑體為強(qiáng)風(fēng)化板巖?；麦w前緣標(biāo)高506 m，后緣標(biāo)高536 m，滑坡相對(duì)垂直高差30 m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，滑坡裂縫主要集中于后緣、滑體中部及底部，其中后緣裂縫（LF1）長(zhǎng)26 m，呈半圓弧形，后緣錯(cuò)落坎高1～1.5 m，裂縫傾角80°，滑體中部發(fā)育一條橫穿滑坡的拉張裂縫（LF2），總體走向140°，長(zhǎng)約28 m，寬0.1～0.4 m，裂縫傾角83°，未見(jiàn)填充，同時(shí)，在滑體中部、底部均發(fā)育有不同長(zhǎng)度的拉張裂縫，如圖1所示。

HP2：空港新區(qū)世紀(jì)大道二期工程K6+500—K6+750段南西側(cè)，滑坡平面形態(tài)呈圈椅狀，滑坡前后緣寬度變化不大，主滑方向66°，滑坡縱長(zhǎng)約65 m，平均寬度約18 m，滑坡均厚8 m，局部厚度達(dá)到11 m，規(guī)模約0.94×104 m3，屬小型牽引式土質(zhì)滑坡，滑體為強(qiáng)風(fēng)化板巖?；麦w前緣標(biāo)高504 m，后緣標(biāo)高545 m，滑坡相對(duì)垂直高差41 m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，滑坡裂縫主要集中于后緣、滑體中部及底部，其中后緣裂縫（LF3）長(zhǎng)32 m，呈半圓弧形，后緣錯(cuò)落坎高0.8～1.0 m，裂縫傾角82°，滑體中部發(fā)育一條橫穿滑坡的拉張裂縫（LF4），總體走向140°，長(zhǎng)約21 m，寬0.1～0.2 m，裂縫傾角83°，未見(jiàn)填充，同時(shí)，在滑體中部、底部均發(fā)育有不同長(zhǎng)度的拉張裂縫，如圖2所示。

2.2 滑坡巖土特征

根據(jù)對(duì)滑坡體（HP1、HP2）地表調(diào)查、邊坡開(kāi)挖情況，確定了現(xiàn)狀滑坡體的巖土結(jié)構(gòu)特征。2處滑坡相對(duì)位置較近，且?guī)r土特征相似，因此，對(duì)2處滑坡巖土特征統(tǒng)一描述，具體分述如下。

滑體：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及淺井成果表明，滑體物質(zhì)為強(qiáng)風(fēng)化板巖碎石，碎、塊石含量約60%，成分為板巖。粒徑一般在5～10 cm，最大達(dá)20 cm，塊碎石分布較均勻，大小差異性小。其中，HP1滑坡厚5～8 m，均厚6 m，HP2滑坡厚6～11 m，均厚8 m，結(jié)構(gòu)松散至稍密。

滑帶：滑坡剛發(fā)生明顯變形，滑帶土與上部滑體土物理力學(xué)性質(zhì)基本一致，滑帶為板巖強(qiáng)風(fēng)化與中風(fēng)化接觸帶。

滑床：青白口系龍里組（Qbl）：以灰黃、紫紅色板巖為主，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石較破碎，巖層產(chǎn)狀：345°∠68°。

2.3 滑坡邊界

根據(jù)滑坡區(qū)所處的地形地貌結(jié)合變形特征來(lái)界定主滑坡周界。HP1滑坡體前緣標(biāo)高506 m，后緣標(biāo)高536 m，滑坡兩翼以剪切裂縫為界；HP2滑坡體前緣標(biāo)高504 m，后緣標(biāo)高545 m，滑坡兩翼邊界以剪切裂縫為界。

2.4 滑坡成因分析

結(jié)合該滑坡的變形特征與環(huán)境地質(zhì)條件的綜合分析，滑坡形成原因主要如下。

①公路建設(shè)對(duì)邊坡前緣進(jìn)行開(kāi)挖，滑坡前緣臨空，其為滑坡形成的主要原因；②根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查，該滑坡體的滑面物質(zhì)成分主要為強(qiáng)風(fēng)化板巖，其力學(xué)強(qiáng)度低，抗風(fēng)化能力差，地表水入滲至此形成飽水帶，進(jìn)一步降低滑體、滑帶的力學(xué)強(qiáng)度，此為滑坡形成的內(nèi)在原因；③降雨是滑坡形成和變形加劇的直接原因，根據(jù)調(diào)查走訪，該滑坡在形成滑坡前發(fā)生過(guò)強(qiáng)降雨，降雨沿地表入滲，增加滑體自重，同時(shí)浸泡、軟化滑面，使其力學(xué)強(qiáng)度降低，久而久之，軟弱結(jié)構(gòu)面貫通，滑坡發(fā)生變形乃至失穩(wěn)；④根據(jù)實(shí)地調(diào)查，HP1和HP2范圍內(nèi)為斷層經(jīng)過(guò)，巖體破碎、強(qiáng)風(fēng)化，其為滑坡發(fā)生的內(nèi)在原因。

綜上所述，該滑坡是由于公路建設(shè)對(duì)前緣進(jìn)行開(kāi)挖，前緣阻滑段臨空，加之大氣降雨入滲，對(duì)其進(jìn)行浸泡、軟化，降低其力學(xué)強(qiáng)度，軟弱面貫通，最終邊坡失穩(wěn)變形。

3 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

3.1 參數(shù)選取

滑坡所處的區(qū)域?qū)儆诜€(wěn)定地段，因此不考慮地震對(duì)滑坡的影響。暴雨滑體飽水，滲透性較大，僅考慮飽水時(shí)滑體重度和滑帶土的抗剪強(qiáng)度，選取天然（工況Ⅰ）、暴雨（工況Ⅱ）2種工況來(lái)計(jì)算。根據(jù)滑坡結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度及結(jié)構(gòu)面類(lèi)型，通過(guò)試驗(yàn)綜合考慮，最后確定該滑坡在工況Ⅰ狀況下黏聚力為13.5 kPa，Φ值取28°，重度22.5 kN/m3；在工況Ⅱ下黏聚力為13.0 kPa，Φ值取26°，重度25.5 kN/m3。

3.2 穩(wěn)定性計(jì)算

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘查及剖面分析可看出，滑動(dòng)面為中風(fēng)化與強(qiáng)風(fēng)化板巖接觸面，滑體厚度較大，因此采用畢肖普法計(jì)算其穩(wěn)定性，計(jì)算模型如圖3所示。

3.3 計(jì)算結(jié)果及評(píng)價(jià)

滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，HP1在天然狀態(tài)下滑坡穩(wěn)定系數(shù)K＝1.112，整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；但是在暴雨?duì)顟B(tài)下滑坡穩(wěn)定系數(shù)K＝1.011，屬于欠穩(wěn)定狀態(tài)，則表明滑坡在外界條件影響下失穩(wěn)變形的可能性較大，與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況相吻合；HP2天然狀態(tài)下滑坡穩(wěn)定系數(shù)K＝1.113，整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；暴雨?duì)顟B(tài)下滑坡穩(wěn)定系數(shù)K＝1.029，屬于欠穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡失穩(wěn)變形的可能性較大。對(duì)于HP1和HP2應(yīng)該立即采取切實(shí)可行的治理措施，以確?；轮苓吷?cái)產(chǎn)安全。

4 治理方案探討

本研究通過(guò)實(shí)地詳細(xì)勘察，工程地質(zhì)測(cè)繪，勘查、試驗(yàn)測(cè)試、收集研究區(qū)內(nèi)已有的地質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等方法，對(duì)滑坡的危險(xiǎn)性、穩(wěn)定性進(jìn)行模型化定量評(píng)價(jià)，確定科學(xué)合理的治理方案，保障空港新區(qū)世紀(jì)大道二期工程的正常通行。由于該區(qū)地質(zhì)環(huán)境較脆弱，對(duì)滑坡區(qū)采用1∶1 000的地形測(cè)量等測(cè)試方法進(jìn)行詳細(xì)勘查。認(rèn)真分析滑坡體的成因、運(yùn)行機(jī)制、變形特點(diǎn)，以及邊界條件，在室內(nèi)通過(guò)專(zhuān)業(yè)軟件，并結(jié)合滑坡體的模型進(jìn)行全方位的綜合分析，從量化的角度確定滑坡體的穩(wěn)定性，為滑坡體的治理提供依據(jù)。

4.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

該滑坡防治工程設(shè)計(jì)安全等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期取20年，校核暴雨重現(xiàn)期取50年，本次計(jì)算工況Ⅰ：KS=1.25；工況Ⅱ：KS=1.20。

4.2 設(shè)計(jì)參數(shù)

本次防治工程的設(shè)計(jì)參數(shù)滑體天然重度：22.5 kN/m3，飽水容重為25.5 kN/m3；外部動(dòng)荷載0 kN，滑帶土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：天然狀態(tài)：黏聚力C=13.5 kPa，內(nèi)摩擦角φ=28°；飽和狀態(tài)：黏聚力C=13 kPa，內(nèi)摩擦角φ=26°

4.3 治理工程設(shè)計(jì)

為保證2處滑坡的穩(wěn)定性，提高滑坡體整體安全系數(shù)，考慮選用“抗滑樁+截排水溝”治理工程［6］（如圖4、圖5所示）。

4.3.1 抗滑樁工程。在滑坡體前緣布置一排抗滑樁，共21根樁，均為全埋式，樁長(zhǎng)13.5 m和14 m，受荷段長(zhǎng)7 m，錨固段長(zhǎng)6.5 m和7.0 m，樁中心間距4 m，樁截面尺寸1.5 m×2.0 m，采用鋼筋混凝土澆筑，樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。為保證抗滑樁整體穩(wěn)定性，在抗滑樁頂部設(shè)置一排連接梁，連接梁分別從編號(hào)K1號(hào)樁至K10號(hào)樁和編號(hào)K11號(hào)樁至K21號(hào)樁，連接梁截面尺寸1.0 m×2.0 m，長(zhǎng)79 m。

4.3.2 截排水溝工程。為防止坡體外圍雨水對(duì)滑坡造成進(jìn)一步?jīng)_刷、浸潤(rùn)等，在滑坡外圍布置截、排水溝，將水流截排至已有排水溝中。本次設(shè)計(jì)排水溝總長(zhǎng)818.5 m，截、排水溝均采用C25混凝土澆筑。通過(guò)計(jì)算得到截排水溝斷面設(shè)計(jì)尺寸為：截排水溝斷面為矩形，寬1 m，溝深1 m，溝底溝邦厚0.25 m，兩側(cè)溝邦厚0.25 m，總長(zhǎng)344 m，采用C25混凝土澆，截排水溝砌筑時(shí)滿足排水要求。截?cái)嗝娉叽缫?jiàn)表2。

為防止由于溫差及不均勻沉降產(chǎn)生裂縫，對(duì)排水溝進(jìn)行分縫，約15～20 m設(shè)置一分縫，縫寬2 cm，縫內(nèi)填充瀝青麻絲。為保障溝渠的穩(wěn)定，開(kāi)挖深度和寬度應(yīng)大于溝渠的設(shè)計(jì)深度和寬度，如遇飽水土體等軟土地基，應(yīng)開(kāi)挖清除，并填土并夯實(shí)。兩側(cè)進(jìn)行回填和夯實(shí)、削坡處理。

5 結(jié)論

①世紀(jì)大道滑坡前緣、中部及后緣均出現(xiàn)了不同深度、不同規(guī)則的多條張拉裂縫，且在滑坡中部局部下錯(cuò)滑移，進(jìn)而可能引發(fā)整體滑坡的發(fā)生，嚴(yán)重影響了公路建設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)人員及車(chē)輛。威脅人員為50人，威脅財(cái)產(chǎn)約1 000萬(wàn)元。危害等級(jí)為三級(jí)。

②該滑坡在天然狀況下穩(wěn)定系數(shù)K＝1.112，整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；暴雨?duì)顩r下穩(wěn)定系數(shù)K＝1.011，穩(wěn)定狀態(tài)為欠穩(wěn)定，滑坡失穩(wěn)變形的可能性較大，與滑坡變形現(xiàn)狀吻合。

③經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查結(jié)合數(shù)據(jù)分析，最終提出治理方案為抗滑樁+截排水溝。

參考文獻(xiàn)：

［1］張忠俊.貴定縣吳家山滑坡治理工程探討［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2023（11）：129-131.

［2］李斌.高邊坡綜合防護(hù)及滑坡治理分析［J］.浙江水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2023，35（6）：60-66.

［3］秦龍，廖俊，許源華.注漿與鋼管樁聯(lián)合加固在高速公路路基滑坡中的應(yīng)用［J］.北方交通，2023（12）：35-38.

［4］高章.宣州區(qū)溪口鎮(zhèn)華陽(yáng)社區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理研究［J］.地下水，2023，45（6）：171-173.

［5］付明宏.貴州省黎平縣空港新區(qū)世紀(jì)大道二期工程K6+500—K6+750滑坡應(yīng)急治理工程勘察與施工圖設(shè)計(jì)［R］.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局一〇四地質(zhì)大隊(duì)，2017.

［6］李川.探討地質(zhì)災(zāi)害滑坡治理工程中抗滑樁的應(yīng)用［J］.中國(guó)金屬通報(bào)，2023（6）：144-146.

收稿日期：2023-12-11

作者簡(jiǎn)介：付明宏（1987—），男，本科，助理工程師，研究方向：水工環(huán)水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)。

通信作者：楊鷺慧（1997—），女，本科，助理工程師，研究方向：水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)。