天津市某公路邊坡滑塌地質災害特性與治理

谷叢楠， 李立偉， 陳利貞

(1.天津華北地質勘查局地質研究所，天津 300170； 2.河北省區域地質調查院，河北 廊坊 065000)

1 地質概況

工作區位于薊州區山地丘陵最南端，地貌類型為山前坡地溝谷。地形低矮坡緩，溝淺谷寬，地勢總體東高西低。主要出露薊縣系霧迷山組第八段地層，巖性為：灰-灰白色頁片狀薄-中層含粉砂礫砂屑白云巖、灰黑色燧石條帶層紋狀藻粉晶白云巖組成的韻律形式為主。第四系殘坡積物巖性為褐黃色薄層含礫粉砂質黏土。工作區巖體屬于單斜巖層分布地帶，巖層產狀較穩定，傾向與坡向基本一致，產狀為190°∠22°，工作區內構造活動不發育，距場地北側約2 km發育一條近東西向斷裂，距場地西側約7 km發育一條近南北向正斷層，兩條斷層距場區較遠，影響較小。地下水受巖性、地貌、構造等因素控制，其補給、徑流、排泄較復雜。根據含水介質類型及地下水水動力特征，將其分為第四系松散巖類孔隙水和巖溶裂隙水。

2 工程地質條件

2.1 基巖工程地質特性

工作區大部分為基巖裸露段，基巖工程地質受巖體完整程度及風化程度影響較大，按巖石的堅硬程度評估區基巖可分為堅硬巖、較硬巖和軟弱巖。堅硬巖類：主要為霧迷山組第八段的白云巖，新鮮巖石堅硬，致密、性脆，巖石干抗壓強度110～170 MPa，飽和抗壓強度95～120 MPa，抗風化能力較強，工程地質條件較好。

較硬巖類：在本區主要指霧迷山組第八段內的泥質白云巖夾層和燧石條帶白云巖，該類新鮮巖石工程地質條件較好，強度較大，但該類巖石抗風化能力弱，表層風化強烈。

軟弱巖：主要指霧迷山組第八段內的海泡石和薄層泥晶白云巖夾層，該類巖石易風化，飽和抗壓強度低，為本區軟弱層。該層易風化，遇水可軟化，表層可用鎬頭撬動，巖體較破碎，巖層軟硬相間，工程地質條件較差。

2.2 松散層工程地質特性

工作區周邊松散層主要分布在山間溝谷中。巖性為沖洪積粉質黏土層，褐黃色，可塑～硬塑，稍濕，見銹染，土質不均，有孔隙，夾少量砂礫石。屬中等壓縮性土，地基土基本承載力值f0=160～260 kPa，工程地質條件較好。

3 滑塌現狀分析

3.1 滑塌成因分析

因生活垃圾焚燒廠路的修建對道路北側邊坡進行了削坡，邊坡坡向185°，坡角31°。2018年初，道路北側邊坡產生拉裂縫?；梢蛑饕幸韵聨c：

(1)邊坡整體穩定性較差。邊坡整體呈順向坡，巖層傾角小于邊坡傾角，薊縣系霧迷山組第八段含有多層海泡石和泥晶質白云巖，遇水軟化降低層間摩擦力，形成多層牽引式滑坡，邊坡整體穩定性較差。

(2)巖體節理、裂隙極其發育。邊坡巖石風化程度中等～強，巖體節理、裂隙極其發育。根據現場踏勘，因歷史采礦爆破所致，巖石破碎程度大，在外力震動或強降雨天氣下，極易發生塊體松動、崩落或滑塌。

(3)坡頂上方排水不暢。因邊坡上方原為廢棄采石場，地面無硬化和排水設施，導致降水極易入滲，入滲后與遇水軟化的軟弱巖結合形成利于滑動的滑動面，從而形成滑坡。

綜上分析，天津市某公路邊坡發生滑塌與以上三點因素密切相關，在震動和降水等誘發因素下，邊坡穩定性變差，從而發生滑塌。

3.2 危巖體穩定性評價

工程區段邊坡大致呈東西向展布，坡傾向南西185°，工程地質測繪時，在邊坡上量取坡度為31°。巖體結構面(層面)傾向與坡向基本一致，傾角略小于坡角，實測傾角為22°，據此生成坡向與結構面傾向赤平投影圖。經分析，巖體結構面(層面)為不利結構面。并通過現場觀察，已有裂縫下端滑動面就是巖層面，巖層面上分布極薄層海泡石和泥質白云巖，厚度1～3 cm，且已風化成土狀，遇水泥化，因此控制邊坡穩定的結構面為巖層面，工程區巖石風化程度為強風化。參照《工程地質手冊》(第五版)白云巖天然重度r為26 kN/m3，巖體較破碎，結構面結合較差或一般，巖體基本質量等級為IV類。依據《水利水電工程地質勘察規范》(GB 50487—2008)附錄E表E.0.5：結構面抗剪斷(抗剪)強度參數建議值f＇為0.20，黏聚力c＇為6kPa，摩擦系數f為0.18。在強降雨天氣下，該邊坡發生進一步滑塌的可能性大，極大地威脅通行人員、車輛的安全。

4 地質災害危險性評價

4.1 評估級別的確定

(1)地質環境復雜程度。本治理項目道路為鄉鎮公路，據此，對照建設項目重要性分類可確定，該工程建設項目屬較重要建設項目。通過對評估區現有的區域地質、環境地質、災害地質等資料分析，結合現場踏勘調查，確定評估區地質環境條件復雜程度的依據如下：評估區地質災害較發育，地貌類型為低山丘陵，地勢起伏，地形地貌復雜；地質構造復雜；巖土體工程地質性質一般；工程地質、水文地質條件一般。根據《天津市地質災害危險性評估技術要求》中地質環境條件復雜程度分類表確定，評估區地質環境條件復雜程度為復雜。

(2)評估級別的確定。綜上所述，根據《天津市地質災害危險性評估技術要求》(津國土房礦[2009]49號文件)中的具體規定，薊州區別山鎮生活垃圾焚燒發電廠路屬較重要建設項目，地質環境復雜程度為復雜，根據地質災害危險性評估分級表(表1)確定，該建設工程地質災害危險性評估級別為一級。

表1 地質災害危險性評估分級表

4.2 地質災害現狀評估

(1)地質災害類型的確定。依據《天津市地質災害危險性評估技術要求》，評估區屬于山區，應對崩塌、滑坡、泥石流、巖溶塌陷進行評價。根據本建設工程的地質環境條件、評估區地質災害的發育現狀和發展趨勢以及收集相關資料和現場踏勘后可知，評估區為中低山區，對坡面進行削方后整體山體穩定性較差，區內雖有溝谷分布，但屬于多年形成的泄洪溝，現場調查從未發生過泥石流地質災害且山體表層松散物質覆蓋較少，泥石流地質災害不發育。評估區邊坡傾角為30°，邊坡上方為平緩平臺，邊坡坡面上無凌空和孤立浮石，沒有形成崩塌地質災害的地形條件，崩塌地質災害不發育。在評估區范圍內發現有明顯的滑坡體，巖性為薊縣系霧迷山組第八段白云巖有破碎的松軟巖質形成滑坡的地形和地層巖性條件，因此評估區范圍內滑坡地質災害較發育。

(2)滑塌地質災害特征。工作區巖體節理較發育，巖體產狀與坡面順向斜交并與三組節理的切割體均處于不穩定狀態，巖層又夾雜多層軟弱層，巖層產狀小于邊坡角有下滑空間，目前坡面已形成拉裂隙，由此判斷出邊坡穩定性差，形成牽引式滑坡的可能性大?，F狀評估本治理工程地質災害危險性大。

4.3 地質災害預測評估

(1)工程引發的地質災害。本治理工程在對滑塌體進行治理施工后邊坡已基本達到堆體自然穩定狀態，所以本治理工程引發地質災害的可能性小，危害程度小，危險性小。

(2)工程遭受的地質災害。工作區巖體節理較發育，產狀穩定，巖體產狀與坡面順向斜交并與三組節理的切割體均處于不穩定狀態，邊坡穩定性差，易形成牽引式滑坡。但經過治理后，坡面可以達到各工況狀態下的穩定，所以本治理工程遭受地質災害的可能性小，危害程度小，危險性小。

5 地質災害治理方案

(1)在對已滑塌邊坡清理的基礎上，進行削坡減載處理。在保證安全的前提下，要充分考慮防護治理工程的經濟合理、技術可行、施工方便。根據邊坡特征及地質環境條件，結合場地條件，治理設計方案以邊坡防護為主。

(2)本著安全、根治的原則，選擇“退線15 m+順產狀削方減載(坡率1∶2.5)+主動防護網+截排水溝”方案。從硬路肩起水平削坡15 m后再以產狀20°削方減載，削坡后坡面施工SNS柔性防護網，坡頂修建截水溝，坡底修建排水溝和綠化帶。