渝懷鐵路某滑坡群分析防治措施及監測在工程中的應用＊

施艷秋，金 蘭

（1.吉林鐵道職業技術學院，吉林 吉林 132200；2.中鐵西北科學研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000）

早在20世紀50年代，滑坡問題就成為了我國鐵路部門建設及運營的重大隱患[1]，該問題至今仍然未能徹底解決，仍是威脅我國鐵路安全的一大難題，但是近年來滑坡治理和監測技術已經有了長足進步[2]，在工程實際中也積累了一定的治理經驗，隨著深部位移監測技術在滑坡治理中廣泛應用，為滑坡勘察階段查明滑面深度和滑體厚度[3]提供了數據支撐，為滑坡穩定性評價及動態設計提供了依據[4-7]，文獻[8-10]分別結合滑坡的深部位移監測工程實例，介紹了深部位移監測技術工作原理及工程實際運用，跟蹤監測坡體的變形規律，監測成果為分析滑坡的發生機理提供參考，為前期治理方案及施工安全預警提供數據支撐，為工后滑坡的安全評估提供理論依據。

對渝懷鐵路上行線K100+000～+500段滑坡群勘察治理及監測情況進行介紹，對深部位移監測數據進行分析，滑坡病害分布平面圖如圖1所示。根據采集數據評價滑坡一期治理工程工后穩定性，論證二期治理工程實施必要性，并在監測工作實際操作過程中總結得出有益參考。

1 滑坡群工點概況

渝懷鐵路K100+000～+500段滑坡群位于重慶市涪陵區藺市鎮大橋村境內，地處長江南岸山坡中下部，距離重慶市區約80km，涪陵城區約30km，該段鐵路為雙線鐵路，線路以路基的形式自北西向南東從斜坡陡緩交界部位穿過，斜坡坡向北東，其一線鐵路（即左線、下行線）位于線路北側，主要為填方路基，填方高度4～16m不等，邊坡坡率1:1.5；二線鐵路（即右線、上行線）位于線路南側（即山側），主要采用換填基礎與挖方相結合的方式通過，開挖邊坡主要采用錨桿框架植草、人字形骨架植草、重力式擋墻及或護腳墻結合截排水措施進行防護。

圖1 滑坡病害分布平面圖

2016年6月巡檢發現K100+000～+130段錨桿框架梁斷裂，線路右側邊溝混凝土側壁擠裂，K100+330～+450段線路右側邊溝側壁局部下沉開裂，+350處涵洞帽檐石開裂，同時線路有下沉、外移跡象，現場變形情況如圖2所示。地質勘探發現該段線路存在多處滑坡及路基沉降病害，滑坡病害整體分布見圖1，根據滑坡發育變形及對線路影響情況，將1#、2#滑坡列為一期治理工程，3#、4#滑坡列為二期治理工程，2016年11月份勘探任務進行時同時展開深孔位移監測工作，并已經取得兩個完整水文年監測數據，監測期間一期工程詳勘、設計及施工已經完成。

圖2 病害區結構物變形情況

1.1 工程地質及水文條件

滑坡群對應該段鐵路位于長江南岸，線路中線距離長江南岸水位線150m左右，受三峽水庫蓄水影響，南岸岸坡多處產生滑移變形。區域表層被第四系全新統殘坡積層（Q4dl+el）、崩坡積層（Q4dl+col）及人工填土（Q4ml）覆蓋，下伏侏羅系上統遂寧組（J3s）泥巖夾粉砂巖。

該區域屬長江水系，滑坡群前緣江水流向東南，向前流過藺市由東南折向東北，河谷下切于侏羅系中統砂頁巖內，兩岸地形起伏不大，形成對稱寬谷，主要受大氣降雨補給，徑流因季風降水而比較豐富，多夏洪秋汛，暴漲暴落，水位變幅大。坡面沖溝發育，規模大小不一，多為季節性沖溝，鐵路線路下設4條涵洞進行疏導。在斜坡中部（線路里程K100+245）及大里程邊界附近 （線路里程K100+600）分布兩條深切沖溝，向下延伸至長江，向上延伸至山坡上部，雨季期間沖溝及涵洞內均有流水。線路兩側斜坡陡緩交接處可見多處滲水點，線路右側邊溝多處積水。

1.2 滑坡群特征及變形原因分析

1#、2#滑坡主滑方向 NE47°，與線路垂直，前緣剪出口位于線路右側邊溝附近，滑坡后緣形成較為貫通的拉張下錯裂縫帶，滑坡后緣傾角約60°，主滑段傾角23°，前緣傾角5°左右，鉆探揭示滑體厚度5.2～6.5m，滑體體積約為 1.5×104m3，均為小規模的堆積層滑坡，滑面位于巖土交界面附近。3#、4#滑坡以中部沖溝為界，后緣傾角60°，主滑段傾角8°，滑體厚 10～14.3m，體積約為 40×104m3，屬中型滑坡，線路緩坡平臺堆積層較厚，且普遍含水量較高，該段對應線路有外移跡象，但坡體未發現整體變形跡象。

結合踏勘及地質鉆探情況綜合分析滑坡滑動變形主要因素有：（1）不良的地質條件是滑坡發育的基礎，滑坡位于陡坡下部，堆積層下伏基巖為泥巖夾砂巖，泥巖相對隔水，且抗風化能力弱，泥巖強風化層及其上堆積層含水量高，極大地降低了巖土的物理力學指標，為滑坡的滑動提供了必備的物質基礎。（2）勘察區降雨較為集中，且多持續降雨，長時間的大氣降雨，雨水經地表下滲，在完整基巖頂面富集，降低了土體力學指標，為滑坡的滑動創造了不可或缺的條件。（3）人類工程活動是坡體產生滑動變形的直接因素，邊坡開挖破壞了坡體原有應力狀態，導致坡腳應力集中，而邊坡原有的支擋工程偏弱，促使坡體向臨空方向的蠕動變形。

1.3 滑坡治理工程措施

根據滑坡的地形地貌、坡體結構、變形特征綜合考慮，將后緣及坡腳變形明顯的1#、2#滑坡列為一期工程治理對象，根據測繪地勘斷面及土工試驗參數，采取條分法計算推力，根據規范要求設置抗滑支擋措施，地下排水措施借鑒凱里工務段使用并反饋良好的虹吸排水管。

一期治理工程措施：在1#滑坡對應線路里程，距離上行線中心16m位置處設置一排A型普通抗滑樁，共 24根，樁長 11m，截面 1.6m×2.0m，樁中-中間距6m。在2#滑坡對應線路里程，距離上行線中心16m位置處設置一排B型普通抗滑樁，共10根，樁長16m，截面1.6m×2.0m，樁中-中間距6m。設置試樁：在K100+340～+440距離下行線中心7.5m位置處設置兩根試樁，試樁挖深28m，截面2.2m×3.4m。上行線對應線路里程K100+350～+420段右側，在2#坡坡腳設置虹吸排水孔，孔深25m，仰角5度，間距6m，共10孔。上行線對應線路里程K100+300～+450段，在填方體坡腳設置虹吸排水孔，孔深20m，仰角5度，間距3m，共47孔。虹吸排水孔沿線路方向布置，間距3m。上行線對應線路里程K100+300～+450段范圍內右側邊溝下方設置截水盲溝，與右側邊溝構成排水子母溝，盲溝長度150m，溝深1.5m，寬度0.8m。在2#滑坡周界外新建截排水溝156m。治理工程措施主要以支擋為主，增加截排水措施。

2 深部位移監測

2.1 監測儀器與基本原理

測斜儀器在滑坡工程實踐中應用較多，測斜系統主要由活動式測斜探頭；數字式接收儀；高強度傳輸電纜；專用測斜管四部分組成；基本工作原理是依據探頭軸線位置與鉛垂線夾角的變化值，通過一定的數理換算關系求得巖土體某深度處的側向位移，產生位移較明顯的地方即確定為滑動變形的位置(滑動帶或面)。通常測斜管被預先埋設于滑坡體(變形體)中，埋設深度依據需要而定，管底一般要求嵌入相對穩定地層中3～5m，以便確定參照點。為保證測量數據的真實可靠，外壁周圍用回填物(中粗砂或依據特殊要求用水泥砂漿)充填密實，通常沿滑坡變形的主軸方向布設足夠反映其變形規律的觀測孔數個，孔深通常要求必須穿過基巖面或伸入相對穩定地層中，測試孔垂直度要求不大2°,終孔孔徑應滿足測斜管投放的要求，對每個測孔進行長期的定期觀測，可較全面地掌握滑坡的變形特征。

2.2 監測點布置

選擇2條滑坡主軸斷面進行了深孔位移監測，共設監測孔 7 個見圖 1 （ZK1-1、ZK1-2、ZK1-3，ZK4-1、ZK4-2、ZK4-3、ZK4-4），原地質鉆孔作為后期深部位移監測孔。

3 監測結果分析

勘察期、施工期累計監測14次，依據各監測孔安裝情況分別于2016年11月15日、19日分批取得各監測孔深孔位移初值，截至2017年6月15日共完成15～17次深孔數據采集。由于監測儀器2017年7月～8月采集的數據存在異常，現場多次測量并排除其他干擾因素，綜合分析后為進一步查清位移趨勢，2017年9月購置新的監測設備，2017年10使用新的儀器開始監測，新舊儀器采集數據合并即為兩個完整水文年位移變化,位移監測結果如圖3～5所示。

圖3 ZK1-3、4-3深孔位移監測曲線（左為老儀器+右為新儀器）

ZK1-3監測孔位于1#滑坡中部,通過對2016年11月15日～2017年8月9日監測數據的統計分析可知，孔口累計位移最大達到17mm，5月22日監測數據時間-位移曲線表明5m附近存在明顯突變，后續監測變形加劇，至2017年8月，滑坡趨于穩定（已施工抗滑樁），與地勘鉆探確定的滑面基本相符，表明該滑坡5月份6月份發生了滑動變形。后續新儀器的監測數據進一步確認在抗滑樁施工完成后滑坡處于穩定狀態，達到了治理效果。監測孔內地下水位4.0～8.5m，前期穩定在4.0m附近，后期隨著抗滑樁及排水措施的實施，水位持續下降，自8.5m下降至14.5m，水位下降明顯排水效果良好，達到了治理效果。

ZK4-3監測孔位于2#滑坡中部,通過對2016年11月15日～2017年6月23日監測數據的統計分析可知，孔口累計位移達到10mm，監測孔深度范圍內時間-位移曲線在6.0m附近存在異常突變，變形部位與地勘鉆探基本相符，之后兩個月由于抗滑樁施工，數據采集中斷。在2017年10月16日～2019年1月18日使用新儀器采集數據生成的位移曲線同樣在6.0m附近存在突變，15個月時間孔口位移達到37.59mm，坡體在抗滑樁施工前存在滑動變形，抗滑樁施工完成后樁后土體產生擠壓變形，表明治理工程實施后該滑坡變形逐漸趨于收斂。

ZK4-4位于2#滑坡后部牽引區外圍,通過對2016年11月15日～2017年8月9日及2017年10月16日～2017年12月18日監測數據的統計分析，孔口累計位移未超過5mm，監測孔深度范圍內時間-位移曲線未發現異常突變。

圖4 ZK1-1、1-2深孔位移監測曲線（左為老儀器+右為新儀器）

ZK1-1監測孔位于3#滑坡前部,通過對2016年11月19日～2017年7月20日監測數據的統計分析可知，孔口累計位移在8mm以內，監測深度范圍內時間-位移曲線未見明顯突變，但2017年10月16日～2019年1月18日的時間-位移曲線存在明顯突變 （12m附近），15個月時間孔口位移達到51.79mm。ZK1-2監測孔位于3#滑坡中部,通過對2016年11月19日～2017年8月9日監測數據的統計分析可知，孔口累計位移達到13mm，最近3次時間-位移曲線在15～17m附近存在異常，但趨勢不明顯，2017年10月16日～2019年1月18日使用新儀器采集的監測數據生成的時間-位移曲線存在明顯突變（10月16日數據異常），15個月時間孔口位移達到42.97mm，驗證該滑坡在14m深度附近存在突變，與ZK1-1的監測數據綜合分析，表明3#滑坡存在蠕滑變形，結合地質鉆探資料分析，變形深度位于巖土交界面附近。

圖5 ZK4-1、ZK4-2深孔位移監測曲線（左為老儀器+右為新儀器）

ZK4-1監測孔位于4-4斷面，在4#滑坡前部,通過對2016年11月15日～2017年8月9日監測數據的統計分析可知，孔口累計位移最大16mm，監測孔深度范圍內時間-位移曲線在14m附近存在異常突變，變形趨勢明顯，隨后在2017年10月16日～2019年1月18日使用新儀器采集的數據生成的合位移曲線同樣在14m附近存在異常突變，15個月時間孔口位移達到65.79mm。ZK4-2監測孔位于4-4斷面，在4#滑坡中后部,通過對2016年11月15日～2017年8月9日監測數據的統計分析可知，孔口累計位移最大14.6mm，監測孔深度范圍內時間-位移曲線在20m附近存在異常突變，隨后在2017年10月16日～2019年1月18日使用新儀器采集數據生成的位移曲線同樣在20m附近存在突變，15個月時間孔口位移達到61.12mm，表明4#滑坡正在蠕滑變形，結合地質鉆探資料分析，變形深度位于巖土交界面附近。

4 結語

1)渝懷鐵路K100+000～+500段滑坡群屬于堆積層滑坡，1#、2#滑坡治理工程采用抗滑樁為主，虹吸截排水為輔的治理措施有效控制滑坡變形，治理效果明顯。

2)深孔位移監測技術應用于滑坡群治理，監測表明1#、2#滑坡在抗滑樁、排水措施施工后，基本趨于穩定。3#、4#深部位移監測數據反映滑坡出現明顯的蠕滑變形，滑動面位于基巖頂面附近，監測顯示滑體厚度達20m，4#滑坡蠕滑變形較3#滑坡明顯，應對3#、4#滑坡繼續進行監測，且有必要實施二期治理工程，建議治理工程以支擋措施為主。

3）在讀取監測數據后要根據現場實際情況分析引起數據變化的原因，分析排除干擾因素，設備出現異常及時更新。深部位移監測實際操作過程中布設監測孔時要適當增加重點部位及大變形等位置處的監測孔密度，注意保護原有鉆探孔，勘察結束隨后利用鉆探孔進行深部位移監測，節約監測孔鉆探時間和監測成本。