龍巖靖永高速公路K3 滑坡成因分析及治理方案

■王珍華

（龍巖靖永高速公路有限責任公司， 龍巖 364000）

龍巖靖永高速K3+430～K3+650 段滑坡體位于永定區高頭鄉。 高速公路在坡腳刷方形成32 m 的高邊坡。 山坡坡頂地形平緩，坡度10°～30°，多數人工開墾植為梯田，現階段大部分荒廢，地層巖性為花崗閃長巖，風化嚴重，邊坡為類土質邊坡。2019 年11 月邊坡從上至下開始施工，在施工至第二級錨索框架時，在邊坡兩側區域發生淺層溜塌變形， 而后迅速推擠錨索施工架子，致使施工停止，2020 年4 月降雨形成坡面較大匯流沖刷， 局部滑坡形成；2020 年6 月初，連續暴雨后， 邊坡遭受長時間沖刷與潛蝕破壞導致該邊坡形成兩處滑坡。 該滑坡體積約4.5×104m3，從滑坡體積分類為小型滑坡， 對坡腳路基形成重大威脅，對公路正常通車構成重大影響。 邊坡變形初期情況見圖1，邊坡變形演變為滑坡現狀見圖2。

圖1 邊坡變形初期

圖2 滑坡發生后邊坡現狀

1 工程地質條件

1.1 地形地貌

山體屬低山丘陵地貌，坡面植被發育，為雜草之類，原始地形山坡中部發育一條沖溝，沖溝內有塊石堆積，山坡自然坡度約20°，邊坡西側為山間溝谷，溝內見有滾、漂石，沖溝溝壁巖土體為沖洪積角礫，邊坡后山區域自然山坡坡度約15°。

1.2 地質巖性

根據補勘報告，由上而下分別為坡積粉質粘土層、殘積粘性土、全風化花崗閃長巖、砂土狀強風化花崗閃長巖。 坡積粉質粘土層夾大量孤石，孤石具有棱角，和普通球狀風化核差異明顯，甚至部分孤石呈堆積形態出現。 全風化花崗閃長巖局部泥質礦物含量較高，相對隔水，形成軟弱帶。 根據地勘及后期錨固工程施工發現邊坡中部基巖相對較淺，形成中流砥柱，故造成該坡體形成兩塊獨立分區滑坡。

1.3 水文地質

地表水：場區西側為山間溝谷，其匯水面積約60 萬m2， 溝谷內見有常年流水， 勘察期間水量為2.0～3.0 L/s，滑塌區2 坡上有一坳形小沖溝，匯水面積約3.5 萬m2，溝內有較厚堆積物，局部孔隙較大，地表水滲入地下，轉為地下水排泄，水流順著山坡從本次人工開挖邊坡的第二級邊坡坡頂流出，從發現至今未斷流，勘察期間水量1.0～1.5 L/s，水質較渾濁，雨季或暴雨期水量成倍增加。 地下水：地下水主要為基巖裂隙水；勘察期間邊坡范圍內地下水水位埋深為1.30～5.10 m， 后山區域地下水水位埋深為2.80～6.30 m， 沖溝內地下水水位埋深為0.50～5.20 m，地下水位年變化幅度一般為2.0～3.0 m。 后期邊坡刷方后布設仰斜排水孔， 保持85%出水量，坡體富水。

2 滑坡體特性分析

依據工程地質調繪成果以及勘察鉆孔資料，因邊坡裸露受降雨沖刷、地下水水位抬升潛蝕作用加強、前緣（第二級邊坡）產生局部涌水、在已開挖邊坡產生小滑塌，之后坡頂水溝斷裂降水與地表水匯集后直接沖刷坡體，長時間沖刷與潛蝕作用形成2 處滑塌區。

（1）滑坡體后緣與兩側：坡體下錯2.0～2.5 m，兩側受牽引下錯0.5～1.0 m， 滑坡壁巖性為坡積粉質黏土及殘積黏性土（局部夾有砂礫石），滑坡后緣自然山坡見有3～5 條拉裂縫，裂縫寬度0.5～15 cm，長度2～10 m，坡頂截水溝已被錯斷，造成公路排水與后緣截水溝匯水后直接灌入坡體，降水及地表水沖刷作用強烈，加劇土體變形、滑塌。

（2）坡面：坡面見有多處差異運動形成的裂縫與小臺階（臺坎），坡體中部出現下沉現象。 原分級平臺上的排水溝變形、開裂、錯斷。

（3）坡腳前緣：滑坡體前緣（一級邊坡）土體鼓脹，但坡腳設計路基范圍未見變形跡象，剪出口為一級邊坡坡腳位置。

（4）滑動帶：滑動面呈圓弧狀，滑帶土為坡積粉質黏土（坡頂上部）、 殘積砂質黏性土 （坡體中下部），多呈飽和狀態，軟塑狀，局部夾有砂礫石。

根據種種跡象判斷該滑坡前緣已經滑停，后緣局部仍不穩定，處于時滑時停階段，體現遇雨即滑的特點。

3 滑坡原因分析

（1）地形條件：邊坡所處地貌為低山丘陵地貌，山坡上分布一條常年流水小溝，村民利用該小溝流水在山體上部設置水塘養魚，山坡上分布有大量沖洪積滾石，結構松散，地表徑流條件較差，地表降水易沿空隙入滲補給地下水，雨季邊坡土體含水量增大、地下水位抬升潛蝕破壞邊坡土體。

（2）巖性：場區巖性主要為殘坡積黏性土、全風化閃長巖，巖石風化強烈，覆蓋層及風化層厚度大，受閃長巖中泥質礦物含量高的原因，風化后會形成相對隔水層，地下水排泄慢，土體長期浸水后易軟化、崩解，特殊的巖土層為坡體變形和滑塌的形成提供了物質基礎。

（3）氣候因素：龍巖永定屬中亞熱帶海洋性季風氣候區，受高差影響，立體氣候明顯，多年平均降水量1583 mm，雨水豐富。

（4）地下水作用：滑坡區上部溝谷內常年流水，水量較大，地表徑流條件差，地表水大量補給地下水，地下水位淺（穩定水位埋深0.50～6.30 m），殘積土及花崗閃長巖風化層土體內含水量高，力學強度較低，邊坡開挖后易失穩。

4 滑坡穩定性分析

4.1 定性分析

根據滑坡兩側周界全部貫通下錯、滑坡前緣擠壓剪出變形情況， 滑坡后緣下錯最大約2.5 m 等變形要素綜合分析認為：K3+430～K3+650 段右側滑坡處于整體不穩定狀態，穩定系數0.95～1.0[1-5]。

4.2 定量分析

本研究采用巖土專業軟件Geo-Slope 進行滑坡穩定性模擬計算，結合地勘巖土參數、類似巖土體經驗參數， 對于滑坡主滑帶的參數采用反算方法，滑坡體各巖土層的強度指標、滑坡推力及穩定系數見表1[6-7]。

表1 滑坡巖土體、主滑帶強度參數與滑坡支擋后穩定性計算成果

根據滑坡的變形狀態，結合經驗判斷、類似巖土體強度參數， 綜合判定該滑坡現狀穩定系數為0.968，滑坡處于不穩定狀態。 滑坡穩定性計算結果見圖3，在評估滑坡為不穩定狀態的基礎上，結合滑坡的重要性及特殊性， 按滑坡穩定系數0.968 反算滑坡主滑段的巖土體參數，滑坡后緣裂縫巖土體參數考慮外部摩擦角為32°。 滑坡加固后穩定性計算結果見圖4，滑坡穩定安全儲備系數1.242，滿足規范要求[1-5]。

圖3 滑坡穩定性計算結果及滑帶巖土參數反算

圖4 滑坡加固后，穩定性計算結果

5 治理方案

通過對本滑坡地形、巖層地質、地表水、地下水的現場踏勘及邊坡穩定性反演分析，經綜合考慮，擬從降低地表、地下水的影響、減少邊坡下滑荷載、增加坡底抗滑力和增強坡中坡體的強度方面來綜合治理該邊坡，并經邊坡穩定性驗算分析，其穩定安全儲備系數為1.242，滿足規范要求[1-5]，具體治理加固方案有邊坡卸載整修、邊坡防護加固、邊坡排水治理。

5.1 邊坡卸載整修

將滑坡后的邊坡按計算模型進行修整：第1 級邊坡高6 m，坡率1∶0.3；第2 級邊坡高8 m，坡率1∶1.5； 從第2 級平臺向山側刷方17 m， 形成寬大平臺，第3 級邊坡高8 m，坡率1∶1.0，第3 級平臺3 m寬；第4 級邊坡高8 m，坡率1∶1.0，第4 級平臺3 m寬；第5 級邊坡高8 m，坡率1∶1.0，第5 級平臺3 m寬；第6 級一坡到頂，坡率1∶1.0 進行邊坡。

5.2 邊坡防護加固

按計算模型第1 級邊坡采用重力式抗滑擋墻進行支擋、穩固。抗滑擋墻頂寬2 m，擋墻總高8 m，地面以上高6 m，地下埋深2 m。第2 級采用拱形骨架植草進行坡面防護， 防止雨水沖刷和坡面風化；采用支撐滲溝進行地下水的引排，以提高土體的粘聚力和內摩擦角，增強坡體的穩定性。第3 級、第4 級邊坡采用錨索框架進行邊坡“強腰”，采用三排6 節點錨索框架，錨索為4 束無粘結鋼絞線組成的壓力分散型錨索，錨索全長42 m，錨固段10 m，錨固段處于全風化～砂土狀強風化閃長巖中， 要求錨固段采用二次劈裂高壓注漿，錨索設計拉力350 kN[7-9]。第5 級、第6 級邊坡為殘坡積土，為防止雨水沖刷，采用拱形骨架植草進行防護。

5.3 邊坡排水治理

“十次滑坡九次水”，水是導致邊坡滑坡的主要誘因，因此要治理滑坡，首先得進行邊坡治水。鑒于本滑坡山體地下水豐富，本次滑坡治理在修整后的坡體第2、3、4、5 級邊坡上設置支撐滲溝以引排坡體淺層地下水，從而提高以提高土體的粘聚力和內摩擦角，增強坡體的穩定性。 另外， 還在修整后的邊坡第1、3、4、5級邊坡上設置仰斜排水孔以引排深層地下水，以加速坡體固結，增強土體強度，從而提高邊坡穩定性。仰斜排水孔上仰角度8°～15°，深度18～30 m，要求穿過經數值分析確定的潛在的最不利滑裂面。

滑坡體的地表水則通過設置完善的各級平臺邊溝引排至本滑坡體外。 具體典型斷面治理工程設計圖見圖5。

圖5 滑坡體典型斷面治理工程設計

6 滑坡安全監測

貫徹防治效果監測、地面監測、地下水動態監測、施工安全監測等全過程監測的工作思路，依據監測結果，工程完工后防治效果監測點和變形監測點應轉為長期監測點。 為確保滑坡治理工程安全順利進行以及監測治理的效果，本項目在滑坡體處治范圍內設置4 個絕對位移監測點，以監測滑體水平位移（大小、方向）和垂直位移及速率變化；另外布設3 條以深部位移監測為主的監測橫斷面。 一方面保證滑坡施工中的施工安全，另一方面評估滑坡治理施工后的治理效果。

滑坡場地根據滑坡的季節變化和活躍程度而確定觀測周期。 在一般情況下，雨季每月觀測1 次，旱季每季度觀測1 次；但在遇暴雨時，如發現滑動速度加快或有快速滑動的可能時，應立即縮短觀測間隔時間或加密觀測。 施工期間應繼續監測滑坡水平位移和垂直位移的變化，監測周期根據變形情況縮短，以便達到安全監測的目的；施工結束后，每半年觀測一次，以檢驗治理工程的效果和監測滑坡的穩定性。

滑坡治理施工后的監測曲線結果表明：滑坡處于基本穩定狀態。 圖6 為滑坡主軸斷面上典型監測孔深孔曲線。

圖6 滑坡加固治理后深孔位移曲線

7 結語

本研究結合該滑坡的水文地質、 工程地質條件，詳細描述了滑坡的緣由，根據滑坡的巖土體特性、變形要素及破壞特征，定性評估了滑坡的穩定狀態，并進行定量的穩定性計算，根據滑坡的實際情況提出了邊坡卸載整修、邊坡防護加固、邊坡排水治理的綜合工程治理措施。 該邊坡經治理后，經監測及外觀巡查，目前狀況穩定，取得了預期效果，為今后此類富水滑坡的治理提供了很好的借鑒。