龍巖市快速通道邊坡滑坡病害成因分析及工程整治對策

■嚴莉萍

(龍巖市交通工程試驗檢測中心，龍巖364000)

龍巖市快速通道邊坡滑坡病害成因分析及工程整治對策

■嚴莉萍

(龍巖市交通工程試驗檢測中心，龍巖364000)

在分析龍巖市城區至高新園區城際快速通道工程K13+770～K14+140段右側高邊坡滑坡工程地質概況的基礎上，闡述了滑坡的變形特征、性質，并探討了滑坡的成因。分析認為邊坡的臨空面大小及地下水對基巖順傾邊坡演變為滑坡起到重要的作用，針對該滑坡的病害特征，對該滑坡的整治采取刷方卸載、錨固工程強腰、擋墻支擋固腳以及排水工程相結合的工程措施，結合必要的錨索張拉質量檢測及抗拔力檢測證明錨固工程滿足設計及規范要求，通過后期的深孔監測，滑坡趨于穩定。期望對類似的基巖順傾滑坡整治具有借鑒意義。

滑坡病害順傾基巖滑坡錨索框架刷方卸載

1 引言

龍巖市城區至高新園區城際快速通道工程K13+ 770～K14+140段右側高邊坡滑坡位于龍巖市高陂鎮的東北側，地貌類型屬丘陵低山剝蝕地貌。2016年2月在該邊坡中部錨固工程、坡腳擋墻施工后，在連續降雨影響下發生整體滑坡，坡腳擋墻外翻，中部錨索框架破壞，后緣坡體按80°不利結構面傾角下錯約8m，滑坡左右側周界明顯貫通，邊坡病害演變成體積約7×104m3的小型滑坡，嚴重影響快速通道路面工程的施工，對整條線路的按時通車運營形成阻礙。鑒于龍巖市快速通道的區域經濟重要性，滑坡的發生嚴重影響公路的正常通車運營，故對該滑坡的整治已到了刻不容緩的地步。

2 滑坡區工程地質概況

2.1 地形地貌

該滑坡所在區為丘陵低山地貌單面傾斜的斜坡地貌，原地形坡度為中緩坡地形，地表坡度10°～15°，山坡植被發育一般，主要以草灌為主。人工開挖邊坡相對較陡，約65°。

2.2 地層巖性

據區域地質資料、地質測繪及鉆探揭示的巖土體特征，該段山體滑坡場區覆蓋層為坡殘積層（Q4el+dl），基巖為三疊系下統溪口組（T1x）泥巖、泥質粉砂巖、砂巖、鈣質砂巖等。地層自上而下簡述如下：

第四紀坡殘積粉質粘土（Q4el+dl）：黃褐色、紅褐色，潮濕、硬塑，以黏粉粒為主，角礫、碎石占5%～30%等，最大厚度為3.8m。

土狀強風化泥巖（T1x）：紫色夾灰白色，風化強烈，原巖結構清晰，薄層狀構造，風化裂隙發育，遇水易軟化，局部夾碎塊狀泥巖。

碎塊狀強風化泥巖（T1x）：紫色夾灰白色，薄層狀構造，泥質結構，風化裂隙發育，遇水易軟化，手可掰斷，為軟巖。

土狀強風化泥質粉砂巖（T1x）：紫色，薄層狀構造，泥質結構，節理裂隙發育，遇水易軟化，手可掰斷，為軟巖。

碎塊狀強風化泥質粉砂巖（T1x）：紫色，薄層狀構造，泥質結構，節理裂隙發育，遇水易軟化，手可捏碎，為軟巖。

碎塊狀強風化鈣質砂巖（T1x）：灰白色夾肉紅色，中厚層-薄層狀構造，鈣質膠結，質較硬，風化裂隙發育，為較硬巖。

中風化鈣質砂巖（T1x）：灰白色夾肉紅色，中厚層-薄層狀構造，鈣質膠結，質硬，為硬質巖。

斷層破碎帶：主要發生在鈣質砂巖中，邊坡開挖揭露厚度約0.5～1m，呈角礫狀，角礫粒徑0.5～2cm，松散，空隙大。本次滑坡左側側界基本受該斷裂帶控制。詳見圖1～3。

圖1 K13滑坡工程地質平面圖

圖2 滑坡全貌圖

圖3 斷層角礫

2.3 地質構造

據區域地質資料，場區無區域地質構造斷裂帶，但是邊坡開挖揭露存在小型的逆斷層，可見長度150m，斷裂帶寬度0.5～1m，產狀318°∠60°，走向228°，斷裂帶附近影響區厚度約5m范圍影響區構造節理產狀較密集，平均10cm一條。受區域地質構造斷裂帶影響，滑坡后緣層理面產狀：135°∠32°，節理裂隙產狀：15°∠78°、350°∠72°；滑坡右側側界附近節理裂隙產狀：10°∠70°；滑坡前緣節理裂隙產狀：354°∠78°、323°∠55°、170°∠36°、230°∠20°、145°∠90°、210°∠80°；滑坡前緣路基對面邊坡層理產狀：125°∠28°。

2.4 水文地質特征

場區內地下水主要有第四系孔隙潛水、基巖裂隙水兩種類型。第四系孔隙潛水主要賦存于粉質粘土中，基巖裂隙水主要賦存于碎塊狀強風化砂質泥巖裂隙中，邊坡塹頂自然山坡地表匯水面積較大，地下水一般，勘察期間未發現地下水出露點，但是泥巖地層容易隔水，造成滑坡巖體透水性一般，地下水不易向下順利排泄，誘發坡體容易沿軟弱結構面發生變形，場區地下水直接受大氣降水補給，具有明顯季節特征。

3 滑坡的變形破壞特征

坡腳擋墻外傾嚴重，第二級錨固工程破壞嚴重，滑坡后緣形成最大高約8m的滑壁，滑坡左右側界貫通明顯，其中滑坡左側界受逆斷層控制，與其接觸的高邊坡出現5m范圍的節理密集區裂縫均呈現張開現象，節理間距約10cm，同時該區域框架梁均有所開裂損壞。

4 滑坡病害成因分析

滑坡區地質構造復雜，層理產狀多變，節理裂隙發育，邊坡后部自然山坡較為高大，地下水一般，由于人工開挖邊坡造成坡體卸荷裂隙張開，邊坡中部存在一條逆斷層，斷裂帶破碎、松散、空隙大，有利于地表水的下滲補給地下水，泥巖、泥質粉砂巖本身屬于易滑地層，而30°左右的順傾傾角有利于滑坡的發生，巖體中局部粘土礦物含量高，致使地下水排泄受阻，浸泡軟弱夾層，造成滑坡沿磚紅色土狀強風化泥巖及泥質粉砂巖層理面發生滑動，滑體主要為坡殘積粉質粘土覆蓋層、散體狀狀-碎塊狀強風化泥巖、泥質粉砂巖、砂巖及部分鈣質砂巖等，主要受坡體中不利結構面（層理面）控制發生滑動破壞。

根據滑坡變形現狀、滑坡工程地質條件及防護加固支擋工程結構等分析，邊坡發生變形主要原因如下：

（1）K13邊坡滑坡所在區域地質構造較強烈，節理裂隙發育，巖體風化劇烈，地層層理順傾，傾角30°左右，這些為滑坡發生的地質基礎之一。

（2）組成滑坡體的巖層為強風化泥巖、泥質粉砂巖、砂巖及鈣質砂巖等，砂巖及鈣質砂巖斷裂帶屬于透水巖層，節理裂隙發育，而相對隔水的強風化泥巖形成隔水帶，容易遇水浸泡而形成軟弱帶，抗剪強度降低，這也是發生滑坡的地質基礎之一。

（3）該邊坡高度較大，存在順傾的層理結構面，邊坡開挖后由于卸荷作用引起坡頂巖土體節理裂隙進一步張開，形成垂直方向和水平方向的過水通道，為地表水的快速下滲補給地下水提供了有利條件，而地下水受軟弱夾層及弱風化完整基巖隔水影響，排泄較慢，地下水水位提升較快，增加了滑坡體的動靜水壓力及引起滑體的有效應力降低，誘發了滑坡的發生。

（4）邊坡中部通過一條斷裂構造帶，切割坡體，斷裂帶鈣質砂巖呈角礫狀，松散，破碎，地表水容易通過該構造帶集中補給地下水，造成坡體較大的靜水壓力，誘發滑坡的發生。

（5）塹頂自然山坡匯水面積較大，坡頂存在地方灌溉渠，因邊坡開挖截斷灌溉渠，據調查截斷后未徹底封閉灌溉渠斷口處，造成連續降雨后渠水集中從斷口處泄流至邊坡，大量補給邊坡地下水，迅速惡化坡體穩定條件，這也是發生滑坡的重要誘發因素之一。

（6）該段公路以路塹的方式在山坡下部開挖通過，并且形成較大的臨空面，觸發基巖滑坡的發生，這是滑坡發生的原因之一。

5 滑坡穩定性分析

5.1 滑坡穩定性定性分析

分析認為：K13滑坡目前處于劇滑后的蠕動擠壓階段，從穩定性分析角度判斷處于穩定性差，局部不穩定。但是隨著雨季的到來，地表水容易通過滑坡體表面的松散物質下滲補給坡體地下水，造成滑坡體土體飽和，再次發生滑動，并為坡面型泥石流提供充足條件，一旦滑坡體再次發生劇滑下錯，容易引發后部山體發生開裂變形，加大滑坡治理投資，故對于該滑坡的治理應該快速整治。

5.2 滑坡穩定性定量分析

本文采用當前國內外廣泛應用的邊坡工程專業軟件Geo-Slope之Slope/W軟件包進行滑坡穩定性計算，反算主滑帶巖土強度參數，結合地質勘察報告有關滑帶巖土的成果資料，具體選用較為嚴格的剛體極限平衡方法——Morgensten&Price法，綜合確定本滑坡體各級滑帶巖土的強度指標、計算滑坡推力及穩定系數如表1。

表1 滑帶強度指標與滑坡推力計算成果表

6 滑坡工程整治對策

針對該滑坡的變形特點，本次滑坡治理工程措施主要采用刷方減載、錨固工程強腰、坡腳擋墻固腳，并結合必要的地表地下排水工程。

6.1 刷方卸載

第一級邊坡坡率1∶1，高度8m，平臺寬度2m；第二級邊坡坡率1∶1，高度8m，平臺寬度4m；第三級邊坡坡率1∶1.25，高度8m，平臺寬度6m；第四級邊坡坡率1∶1.25，高度8m，平臺寬度2m；第五級邊坡坡率1∶1.25，高度8m，平臺寬度2m；第六級邊坡坡率1∶0.75，一坡到頂。

6.2 支擋工程

第一級邊坡采用半擋墻支擋固腳；第二級邊坡采用3排6節點錨索框架防護，錨索采用6束無粘結鋼絞線組成的壓力分散型結構，錨索長度30m，錨固段10m，設計荷載600kN；第三級邊坡采用系統錨桿+掛網噴砼防護；第四級邊坡采用3排6節點錨索框架防護，錨索采用6束無粘結鋼絞線組成的壓力分散型結構，錨索長度24m，錨固段10m，設計荷載600kN；第五級邊坡采用系統錨桿+掛網噴砼防護；第六級邊坡采用3排6節點錨索框架防護，錨索采用6束無粘結鋼絞線組成的壓力分散型結構，錨索長度30m，錨固段10m，設計荷載700kN。

6.3 排水工程

（1）地表排水

各級平臺設置必要的平臺水溝，其中第一級平臺、第四級平臺、第五級平臺采用擋水埂式平臺水溝；第二級平臺、第三級平臺采用下沉式平臺水溝；各級平臺采用厚度10cm的C20砼全封閉。邊坡開口線以外3m位置設置梯形截水天溝。

（2）地下排水

第一級邊坡坡腳設置15m長的仰斜排水孔，第三級邊坡坡腳設置25m長的仰斜排水孔，排水孔間接4m，上仰角8°。排水孔應采用跳一打一的原則施工，根據出水效果可對富水區域進行加密，其他區域可適當減少。詳見圖4。

圖4 K13滑坡工程地質剖面及整治工程示意圖

圖5 6-1-7錨索張拉質量檢測曲線（第6級第1排第7根地梁，從小里程至大里程算）

圖6 6-2-7錨索抗拔力檢測曲線（第6級第2排第7根地梁，從小里程至大里程算）

除采取上述工程治理措施外，對滑坡變形體進行必要的變形監測。

7 錨索張拉質量及抗拔力檢測

通過對該滑坡錨固工程質量檢測，來確保錨固工程滿足設計及規范要求，方能達到最終治理滑坡的目的。本次抽檢第6級、第4級邊坡部分錨索進行質量檢測，張拉質量檢測確保錨索是否滿足設計要求的錨固荷載，抗拔力檢測確認錨索是否滿足規范要求的設計荷載1.5倍，檢測結果均滿足設計要求及規范要求。值得說明的是，錨索張拉質量檢測建立在錨索張拉鎖定后進行，理論上應該在700kN之前千斤頂內缸位移為0，由于無受力的作用，千斤頂與錨板、夾片與鋼絞線之間均不能咬合緊密，故在700kN之前均存在千斤頂內缸位移，但是通過曲線拐點處的兩個切線能夠判斷錨索張拉荷載為700kN，滿足設計要求；錨索抗拔力檢測曲線確定錨索滿足規范要求的1.5倍，即1050kN。圖5示出錨索張拉質量檢測荷載-位移曲線，圖6示出錨索抗拔力檢測荷載-位移曲線。

8 結語

通過對該滑坡病害成因進行詳細系統的分析，在此基礎上對坡體進行了定性與定量的穩定性評價，最后結合工程實際給出了工程治理對策。通過錨索張拉質量檢測及錨索抗拔力檢測結果，錨固工程質量滿足設計及規范要求。滑坡治理經過工后的深孔位移監測，坡體趨于穩定，滑坡的治理達到預期的目的。

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