某高速公路邊坡滑坡成因分析

王國慶 王攀

（貴州新中水工程有限公司）

1 工程概況

2019年11月6日晚上20點30分，貴陽至黃平高速公路TJ10標(biāo)KK66+400～K66+800段左側(cè)山體發(fā)生了滑坡，滑坡體后緣出現(xiàn)了地面開裂、塌陷、蠕滑，前緣出現(xiàn)鼓凸、剪出等變形跡象，滑坡體上有550kV高壓線，滑坡嚴(yán)重威脅工程建設(shè)、高壓電塔、滑坡周邊村寨安全。

2 滑坡區(qū)地質(zhì)條件

調(diào)查區(qū)位于龍昌鎮(zhèn)長沖村附近，為溶蝕峰叢溝谷與緩丘溝谷地貌，滑坡發(fā)生區(qū)為一山體斜坡。山體呈NW-SE走向，山頂高程1101～1104m，谷底高程1030～1045m，相對高差30～50m。該山體北側(cè)、西側(cè)、北東側(cè)地形坡度較陡，坡度25°～30°；南東側(cè)（靠近高速公路一側(cè)）地形坡度稍緩，坡度10°～12°，地層呈7°～10°緩傾南東側(cè)。滑坡發(fā)生區(qū)位于山體的南東側(cè)，高速公路路基靠山體一側(cè)。出露地層為三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組第一段（T2g1），中厚層夾薄層含泥質(zhì)及鈣質(zhì)白云巖，夾泥頁巖、泥炭化夾層，底部為“綠豆巖”，厚 150～230m；第四系（Q），主要為殘破積（Qeld）粘土、砂土夾碎石，厚0～8m。該地層軟硬相間，次生泥化夾層發(fā)育，夾層厚1～8cm，遇水易軟化，呈軟塑狀，調(diào)查區(qū)位于區(qū)域構(gòu)造甕安復(fù)向斜軸部附近，受其影響，巖層產(chǎn)狀扭曲，節(jié)理裂隙極為發(fā)育，主要有兩組：平行或垂直于地層走向陡傾發(fā)育，切割較深，多為泥質(zhì)充填，巖體破碎。區(qū)內(nèi)地表巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，強(qiáng)風(fēng)化帶深度數(shù)米至數(shù)十米。地下水主要賦存于強(qiáng)風(fēng)化裂隙密集發(fā)育破碎帶，弱風(fēng)化層及微新巖體基本不透水，為相對隔水地層。

3 滑坡勘察

3.1 高速公路設(shè)計及開挖

工程于2019年6月19日動工，并開始對山體進(jìn)行開挖，截止到2019年9月26日，開挖邊坡原設(shè)計為挖方邊坡，最大邊坡挖方高度25m，共三級邊坡，設(shè)計邊坡坡率為1：0.75，各級邊坡之間設(shè)置2m寬的邊坡平臺。滑坡發(fā)生時，路基開挖至距路床1.0m位置。

3.2 滑坡體特征

滑坡發(fā)生區(qū)，位于山體的南東側(cè)，高速公路路基的左側(cè)。滑坡體在平面上呈撮簸形，見圖1，橫向?qū)挾燃s350m，縱向長度約180m，滑坡體厚度8～20m，預(yù)估滑坡體體積約65萬m3。滑坡體前緣高程約1050m，后緣高程約1090m，高差約40m。滑坡體后緣拉裂槽寬20～25m，拉裂槽深10～15m。滑坡體存在多層滑動，滑動距離最短的為0.1～0.5m，滑動距離最長的為20～25m（主滑面），前緣有鼓凸、錯動、垮塌現(xiàn)象。滑坡體坡度10°～12°。巖層傾角 7°～10°，滑動方向為 140°，與高速公路路線近垂直，與山坡坡向及巖層傾向基本一致，滑動面為巖層層面，主滑面位于地表以下20～25m。經(jīng)勘察，滑坡區(qū)坐落一古滑坡體上，古滑坡體周界位于現(xiàn)新滑坡體后緣20～30m，古滑坡體形成年代久遠(yuǎn)，前緣緊抵坡腳，山塘位于古滑坡前緣坡腳，有泉水補(bǔ)給，調(diào)查時為枯季，仍蓄有水。古滑坡體后緣形成拉裂槽及拉裂隙，加劇巖體向深部風(fēng)化，成為地下水集中入滲的通道。

圖1 滑坡體平面

3.3 滑坡體物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)

滑坡體的物質(zhì)成分有覆蓋層及強(qiáng)風(fēng)化巖體，其中表層覆蓋第四系殘破積層（Qeld）粘土夾碎石，厚度0～5m，呈可塑～硬塑狀，結(jié)構(gòu)較疏松，滲透性強(qiáng)。下伏的強(qiáng)風(fēng)化基巖為三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組第一段（T2g1）灰色中厚層夾薄層含泥質(zhì)及鈣質(zhì)白云巖，夾泥巖、次生泥化夾層，巖體破碎，強(qiáng)度低，巖層產(chǎn)狀為N65°E/SE∠7～10°。滑坡調(diào)查區(qū)L1組裂隙為平行于巖層走向，L2組裂隙為垂直于巖層走向的傾向節(jié)理裂隙，兩組裂隙切割較深，形成后緣拉裂槽和側(cè)向裂縫，裂隙寬0.5～3cm，裂隙為地下水的入滲通道。

3.4 滑面特征

滑坡體地形緩，地層傾角緩，滑面主要為層間軟弱夾層，主要有原生夾層如“綠豆巖”，風(fēng)化后觸摸有滑感，過去常做洗濟(jì)用，試驗證明其內(nèi)摩察角φ=5-6°、C=6-10kPa。次生泥化夾層多由炭質(zhì)頁巖經(jīng)層間錯動風(fēng)化而成，強(qiáng)度很低，孔隙度大，吸水率高，吸水后強(qiáng)度急劇降低，呈軟塑狀。最為典型的就是滑床與滑坡體之間的泥質(zhì)軟弱夾層，厚3～5cm，該層泥質(zhì)軟弱夾層是滑坡形成的內(nèi)在原因。

3.5 滑坡體水文地質(zhì)條件

經(jīng)調(diào)查，區(qū)內(nèi)地下水類型分為松散層孔隙水、基巖裂隙水。松散層的粉質(zhì)粘土夾碎石，結(jié)構(gòu)疏散，孔隙度大，滲透系數(shù)大，地下水易入滲；強(qiáng)風(fēng)化層的碳酸鹽巖和碎屑巖類節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，地下水通過風(fēng)化陡傾角裂隙下滲進(jìn)入層面，層面多夾有泥頁巖相對隔水，地下水順層面向地層傾向方向滲流，在坡腳形成山泉（S1，高程1048.4m，流量0.05～0.1L/s，不斷流）或山塘。滑坡體地下水位較高。據(jù)氣象調(diào)查資料顯示，福泉市龍昌鎮(zhèn)自2019年10月6日至11月6日，一個月內(nèi)，共有降雨天數(shù)24d，降降雨持續(xù)時間較長，雨總量為127.4mm。降雨逐漸下滲至地下，坡體巖土體處于飽和狀態(tài)，強(qiáng)風(fēng)化泥巖及巖層間次生泥化夾層長時間吸水飽和膨脹，強(qiáng)度降低。

4 滑坡地質(zhì)災(zāi)害成因分析

4.1 滑坡形成的內(nèi)在因素分析

滑坡體地形坡度 10°～12°，巖層傾角 7°～10°，與坡向基本一致，為順向坡，對邊坡穩(wěn)定不利。滑坡區(qū)地層夾泥頁巖及次生泥化等軟弱夾層，次生泥化夾層厚1～5cm，孔隙度大，吸水率高，遇水易軟化，強(qiáng)度急劇降低，呈軟塑狀，對邊坡穩(wěn)定不利。受區(qū)域構(gòu)造影響，調(diào)查區(qū)節(jié)理裂隙平行或垂直于巖層走向發(fā)育，切割深，巖體破碎，雨水易于下滲，受構(gòu)造及節(jié)理裂隙的切割，風(fēng)化作用讓破碎的巖體更加支離破碎，軟弱夾層風(fēng)化后泥化，強(qiáng)度進(jìn)一步降低。

4.2 滑坡形成的誘發(fā)因素分析

高速公路開挖使古滑坡體被攔腰切斷，形成高約25m的開挖邊坡，使古滑坡體臨空，破壞了古滑坡體原有的應(yīng)力平衡，隨著路基開挖深度的增加，為滑坡的形成提供了條件。據(jù)氣象調(diào)查資料顯示，該地區(qū)自2019年10月6日至11月6日，一個月內(nèi)，共有降雨天數(shù)24d，降雨持續(xù)時間較長，降雨總量為127.4mm。由于長時間的降雨，雨水逐漸下滲至地下，造成坡體巖土體處于飽和狀態(tài)，軟弱夾層長時間吸水飽和膨脹，強(qiáng)度降低，形成滑面。滑面相對隔水，巖土體吸水飽合，滑體重度增大，產(chǎn)生了動水壓力和孔隙水壓力，坡體穩(wěn)定性進(jìn)一步變差，在開挖臨空條件下，形成滑坡地質(zhì)災(zāi)害，見圖2。

圖2 滑坡分析剖面

5 結(jié)論

滑坡區(qū)巖土體破碎，泥頁巖軟巖夾層及次生軟弱夾層發(fā)育，軟弱夾層含有親水性礦物成份，強(qiáng)風(fēng)化多泥化，遇水軟化強(qiáng)度降低，且新滑坡體位于古滑坡體上，為一順向邊坡，高速公路開挖使古滑坡體上部巖土體臨空，在持續(xù)降雨條件下，軟弱夾層強(qiáng)度降低形成滑面，誘發(fā)滑坡。