玉磨鐵路秀柏雙線大橋滑坡工程特性及穩定性分析

鄧 睿 王 朋 張 瑩 于振濤

(中鐵二院工程集團有限責任公司， 成都 610031)

玉磨鐵路秀柏雙線大橋滑坡工程特性及穩定性分析

鄧 睿 王 朋 張 瑩 于振濤

(中鐵二院工程集團有限責任公司， 成都 610031)

玉磨鐵路秀柏雙線大橋橋址附近滑坡密集發育，本文通過對滑坡進行地質調繪并結合勘探成果，在掌握地層巖性、地質構造和水文地質特征的基礎上，重點分析了秀柏1號滑坡的地質特征、成因機理，并對其穩定性進行計算分析。研究表明：(1)1號滑坡為牽引式厚層大型土質滑坡，滑體物質以粉質黏土為主。(2)滑坡密集發育主要受到土體具有弱膨脹性、測區發育斷層以及雨季強降雨的影響。(3)1號滑坡目前處于基本穩定狀態，在降雨、地震或施工擾動的情況下可能會復活，對秀柏雙線大橋造成危害，2號～5號滑坡穩定性情況類似。(4)密集發育的滑坡影響了線路的走向，大橋選擇從1號滑坡左部通過，其余工程應盡量避繞滑坡，并對滑坡進行必要的整治加固。

玉磨鐵路； 滑坡； 工程特性； 穩定性

新建玉磨鐵路北起昆玉鐵路玉溪西站，途經玉溪、普洱、西雙版納等市州，南至中(國)老(撾)邊境口岸磨憨，全長約509 km。區內地形錯綜復雜，地震烈度高，新構造運動強烈，地質災害發育，工程地質條件極為復雜。

滑坡是斜坡巖土體在重力作用下失去原有穩定狀態，沿著斜坡內某些滑動面(或滑動帶)作整體向下滑動的現象，常常對工程建設帶來巨大危害[1]。玉磨鐵路沿線滑坡十分發育，本文以秀柏雙線大橋滑坡為例，對其工程地質特征及穩定性進行分析。

1 滑坡區域地質概況

秀柏雙線大橋位于寧洱縣把邊江水庫附近秀柏村，全長395.4 m，最大橋高約45 m，大橋兩端均與隧道相接。橋址區發育有5處滑坡，區域地質概況如下所述。

1.1 地貌特征

測區屬構造剝蝕低中山地貌，地形起伏較大，地面高程750～1 200 m，相對高差450 m，自然橫坡30°～50°，局部較陡。地表植被較發育，附近僅有鄉村便道通往，交通條件差。測區滑坡地貌及分布情況如圖1所示。

圖1 秀柏雙線大橋滑坡地貌及分布示意圖

1.2 地層巖性

1.3 地質構造及地震動參數

測區地處普洱(思茅)構造帶，受區域構造影響，巖體較破碎，局部地段產狀較紊亂。大橋跨越把邊煤礦斷層，斷層走向N37°W，傾向NE，傾角80°，為逆斷層，破碎帶寬約10～15 m。斷層附近巖層產狀紊亂，牽引褶曲發育，上盤產狀為N23°W/52°NE，下盤主要產狀為N21°E/47°NW。區內地震動峰值加速度為0.10 g，地震動反應譜特征周期為0.45 s，地震烈度為Ⅶ度。

1.4 水文地質條件及氣象特征

測區地表水主要為把邊江水及其支流水，主要接受大氣降雨補給。地下水主要有第四系松散孔隙潛水和基巖裂隙水，鉆探揭示地下水位起伏較大，埋深1～18 m。僅小里程坡面DK 202+488.3右29 m處因泥巖隔水作用或局部裂隙不貫通出露一泉點，流量約0.001 L/s。

測區年平均氣溫18.3°，每年5～10月為雨季，年平均降雨量為1 449 mm，年最大降雨量為2 057 mm，月最大降雨量為620 mm。

2 滑坡特征分析

區內發育秀柏1號～5號滑坡，分布較為密集，滑坡特征亦較為相似，其中對工程影響最大的為秀柏1號滑坡，故本文重點對該滑坡進行分析。

2.1 滑坡平面特征

秀柏1號滑坡界線清晰，平面地貌近似簸箕形，中前部滑坡平臺較明顯，左右兩側分別為秀柏2號和3號滑坡。線路DK 201+420～DK 201+690段于滑坡左部通過，滑坡主軸方向約279°，軸向與線路走向近平行，主軸長約340 m，寬約130 m，厚2～28 m，屬深層大型滑坡[2]。滑體表面較順直，植被較發育，后緣較陡，前緣較平緩及開闊，坡體上未見裂隙。

2.2 滑坡物質成分及滑面、滑床

滑體物質以硬塑狀粉質黏土為主，夾20%～30%強風化砂泥巖質粗角礫及碎石，粒徑多為2～8 cm，局部為稍濕、稍密狀角礫土及碎石土。根據滑坡鉆探揭示，碎石類土主要分布于滑坡中后部，滑帶土層不明顯，分析滑坡中后部滑動面為巖土分界面，滑坡中下部滑面為巖土界面及粉質黏土中的軟弱面。滑床為白堊系下統景星組下段(K1j1)泥巖、砂巖全～強風化層，巖層傾向坡內，視傾角48°。鉆探揭示滑動帶坡度為10～25°，滑坡結構如圖2所示。

圖2 秀柏1號滑坡D-D′主軸剖面示意圖

2.3 滑坡成因分析

滑坡的形成常常受到較多因素的影響，成因較為復雜[3-6]。根據現場地質調繪及結合勘探成果，秀柏雙線大橋滑坡成因分析如下：

(1)弱膨脹性

根據測區土工試驗成果，上覆粉質黏土及泥巖全風化層局部具有弱膨脹性。膨脹土體具有脹縮特性、裂隙性、超固結等特點。膨脹土中常常存在利于滑動的緩傾角裂隙密集帶、長大裂隙、沉積界面和巖性界面[7]，降水沿地表裂隙面下滲后軟化結構面，土體易沿緩傾角結構面發生蠕變，從而使土體失穩形成滑坡。秀柏雙線大橋橋址附近滑坡密集發育，很大程度上是受土體膨脹性的影響。

(2)構造

測區發育把邊煤礦斷層(逆斷層)，受構造影響斷層附近巖土體破碎，完整性較差，有利于地表水的滲入，加速了滑坡的形成。

(3)降雨影響

降雨是滑坡誘發的關鍵因素。降雨后土體容重增大，加大下滑力，降雨滲入坡體，改變坡體地下水分布形態，形成靜水壓力和動水壓力，可急劇改變巖土體的受力情況；雨水入滲后弱化巖土體，降低抗剪強度，形成軟弱面(帶)，促進滑坡發生。測區雨季降雨量大，為滑坡發生提供了必要的條件，通往測區的道路在每年雨季都會新發生多處滑坡也證明了這一點。

因此，在以上主要因素的綜合作用下斜坡體發生滑動，結合上述滑坡特征分析，該滑坡為牽引式滑坡[2]。

3 滑坡穩定性分析

根據滑坡體形態特征和物質組成，同時考慮其結構和邊界特征，按不利條件選擇滑體厚度相對較大的C-C′軸剖面進行穩定性分析。

3.1 參數選取

滑坡土體物理力學參數的選取主要根據現場試驗成果，并結合附近相關工程試驗資料進行綜合取值，暴雨工況對參數進行適當折減，如表1所示。

表1 秀柏1號滑坡土體參數表

3.2 計算結果及分析

由于滑坡土體具有膨脹性，使其形態有別于均質黏性土中的圓弧滑動，通常為折線型[8]，故秀柏1號滑坡穩定性計算滑動面按折線考慮。滑坡計算模型如圖3所示。

圖3 秀柏1號滑坡C-C′軸剖面計算模型

圖4 秀柏雙線大橋1號滑坡防治工程設計平面示意圖

由計算結果可知，天然情況下斜坡處于基本穩定狀態；暴雨工況下，坡體容重增大，抗滑能力下降，穩定性降低，斜坡處于欠穩定狀態；在地震工況下邊坡的應力應變受地震影響較大，斜坡處于欠穩定狀態；在暴雨加地震的極端條件下，坡體處于不穩定狀態，穩定性計算成果如表2所示。

表2 秀柏1號滑坡穩定性計算成果表

3.3 滑坡對工程影響分析

秀柏雙線大橋1號～5號滑坡在天然條件下均處于基本穩定～穩定狀態，其對工程的影響主要為以下兩方面：

(1)測區密集發育的滑坡影響了線路方案。大橋小里程端選擇從1號滑坡左部處通過，大里程端及隧道進口選擇從4號、5號滑坡中間通過，以盡量減小滑坡對工程的影響。

(2)滑坡目前雖然處于基本穩定狀態，但是在降雨或地震等自然條件的影響下，以及在施工開挖擾動后，滑坡可能再次失穩復活。1號滑坡將會影響秀柏雙線大橋工程安全，2號～5號滑坡則可能會影響大臨工程和輔助工程的安全，相關工程應盡量避繞，滑坡應進行相應加固處理。

3.4 滑坡防治措施建議

通過上述對秀柏1號滑坡的地質分析，結合工程特征，建議采取以下工程措施：

(1)加強坡面截排水措施

在橋墩兩側坡面設置截水溝，于秀柏雙線大橋4號橋墩后匯合并向左側把邊江支溝1進行排泄，避免雨水下滲。

(2)加強抗滑樁設計

施工前應采用抗滑樁對滑坡體進行防護，樁間可采用噴錨網防護。由于秀柏雙線大橋走向與滑坡主軸方向近似平行，大橋0～4號墩臺位于1號滑坡體內(靠近左側邊緣)，抗滑樁可考慮設計于墩臺邊，如圖4所示。

(3)秀柏2號～5號滑坡需根據附屬工程實際情況進行抗滑加固設計。

4 結論

秀柏雙線大橋附近發育秀柏1號～5號滑坡，大橋從1號滑坡左部通過，滑坡目前處于穩定狀態，但對工程影響明顯。本文在地質調繪和勘探的基礎上，結合滑坡區域工程地質條件，重點對1號滑坡的類型、成因、穩定性及工程影響進行分析評價，為線路方案選擇及滑坡防治提供重要的參考依據。

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Characteristics and Stability Analysis of Landslides near Xiubo double-line bridge on Yuxi-Mohan Railway

DENG Rui WANG Peng ZHANG Ying YU Zhentao

(China Railway Eryuan Engineering Group Co., Ltd., Chengdu 610031， China)

Landslides nearby Xiubo double-line bridge of Yuxi-Mohan railway are developed and intensive. Through the geological investigation and exploration result, the geologic feature and formation mechanism of 1# landslide is analyzed based on the formation lithology, geological structure and hydrogeological characteristics and then the stability of the landslide is calculated and analyzed. The result of the analysis shows that: (1) 1# landslide is a large-scale traction-type thick soil landslide. Most of the sliding body materials are silty clay.. (2) The intensive development of landslides is mainly caused by the weak expansion of soil, developed fault in the measurement area and heavy rainfall in the rainy season. (3) 1# landslide is in a stable state now, and may be revived to cause damage to the bridge in the case of rainfall, earthquake or construction disturbance. And the stability conditions of 2#～5# landslides are similar to that of 1# landslide . (4) The intensive development of Landslides affects the choice of route scheme, and the bridge passes through the left part of 1# landslide. The rest works should avoid the landslides as far as possible, and the necessary treatment and reinforcement measures shall be taken for the landslide.

Yuxi-Mohan railway; landslide; engineering characteristics; stability

2016-06-07

鄧睿(1983-)，男，工程師。

1674—8247(2016)05—0066—05

P642.22

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