陈治宇 刘朋飞

(1.重庆立天盛工程项目管理有限公司,重庆 400023; 2.重庆市地质环境监测总站,重庆 400023)

滑坡中部经过省道,2016年11月9号滑坡发生变形,致使滑坡中部公路路面多处开裂,滑坡体上后缘房屋开裂倒塌,滑坡中部房屋开裂,滑坡前缘目前正在修建公路路堑边坡变形破坏,该滑坡严重影响省道的正常运营和威胁当地居民生命和财产安全。文章分析了滑坡发育条件、变形特征、诱发因素和稳定性评价,根据上述分析,建议了防治措施。

1 地质环境

2 滑坡工程地质特征

2.1 滑坡形态特征与规模、边界

滑坡地貌形态局部呈台阶状起伏,滑坡后缘及两侧表层被较薄土层覆盖,侧沟边缘基岩出露,滑体整体坡度较缓,地面纵向整体坡度在13°左右,滑坡体农田呈高差1 m~2 m台阶状,前缘经正在施工龙潭—马武公路开挖的路堑边坡,坡度约45°。

滑体平面形态略呈半椭圆形,面积约10 754 m2,平均厚度在6.5 m左右,体积约6.99×104m3,滑动变形方向324°。该滑坡边界已形成明显裂缝,边界较为明显:前缘为正在施工的公路路堑边坡左侧,后缘为公路上方房屋出现的圆弧形裂缝,滑坡两侧边界裂缝较连续,变形迹象明显,滑坡边界较清晰。该滑坡为岩质滑坡(见图1)。

2.2 滑坡物质组成及结构特征

1)滑体物质组成及结构特征。滑体物质主要由坡体中部修建公路第四系人工填土、斜坡表层残坡积粉质粘土、下伏基岩侏罗系中统上沙溪庙组砂岩、泥岩组成。

2)滑带(面)物质组成及结构特征。钻孔揭示,滑面附近泥岩层风化呈近土状,有泥化现象,含水量高,手捏较软,呈塑性变形,力学性质差,泥化层厚度约0.2 m~3.5 m,在ZK6,ZK8,ZK10-17等钻孔中普遍存在类似现象。

3)滑床物质组成及结构特征。滑床为侏罗系中统沙溪庙组(J2s)泥岩、砂岩组成,岩层产状:293°∠19°~23°,为单斜岩层。滑床泥岩、砂岩较完整,强度较高,滑床稳定性好。

2.3 滑坡变形特征

根据现场调查:滑体变形严重,根据滑坡变形特征,滑坡中部为公路,以公路为界,将其分为滑坡后缘至公路和公路至滑坡前缘两部分分别说明。滑坡变形整体特点为边界变形明显,中部出现横裂缝:

1)滑坡后缘至公路(不包含公路):后缘地面产生圆弧形裂缝,裂缝长度约8 m,宽度约50 cm,错动高差达40 cm,根据附近探槽揭示,裂缝向下延伸至土层与基岩交界处。公路上方至后缘带,裂缝主要在靠近滑坡两侧边界,基本呈连续状态。

2)公路(包括)至滑坡前缘:滑坡前缘出现局部剪切位移,位移约2 cm~5 cm,多呈平行于前缘,分布裂缝十余条,局部下沉5 cm~15 cm。前缘出现连续横向拉裂缝,长度约70 m,宽度2 cm~15 cm。

3 滑体成因机理及稳定性评价

3.1 成因机理

根据地面调查及勘探揭露情况分析,滑坡的形成与其所处的地质环境密切相关,分为内部因素和诱发因素两类。

1)内部影响因素。a.地层结构:公路边坡岩体破碎,且表层为长石砂岩其透水性好,砂岩下部为泥岩,泥岩为相对隔水层,地表水下渗后沿底部基岩面向下径流,在径流过程中,破碎岩体与完整岩体间缓慢形成了软弱层面,从而给滑坡的产生提供了条件。b.地形地貌:滑坡位于斜坡地带,长约161 m,高差约34 m,地形坡度约13°,斜坡特征为滑坡的产生提供了地形条件。

2)诱发因素。a.降雨:区内多年平均降雨量1 093.9 mm,该处2016年11月7日~9日发生日降雨量大于50 mm降雨,地表水下渗形成地下水,地下水一方面作为润滑剂和软化剂,使岩体发生软化,急剧降低岩土强度指标,另一方面是产生动水压力和浮托力使滑体正应力下降;同时地表水入渗土体增大了滑坡体重量,并且降低了滑动面的抗剪强度,增大了下滑力。b.人类工程活动:前缘开挖高3 m~7 m,造成临空面,对边坡失稳产生不利因素。

3.2 形成机制及变形模式分析

滑体的变形是破碎岩体在多种因素组合下发展的结果。滑坡地处斜坡地带,前缘由于修建公路,进行边坡开挖,有较好的临空面,使坡体内积累的应力有释放的空间。受地形及基岩顶板控制沿完整层面向较低处径流排泄,在地下水的长期径流作用下,自身抗剪强度降低,在该处形成软弱带。特别是在持续降雨或者暴雨的影响下,另一方面滑坡后缘裂隙水的注入,产生了静水压力,并且地下水使滑带处岩土体发生软化,导致其抗剪强度迅速减弱,同时滑体土因饱水而自重增加,土体在自身不利因素作用下沿软弱界面产生了蠕动变形,滑面在后缘坡度较大,能量聚集较大,在降雨及人类工程活动影响下,后缘岩土体向下推动,产生滑移。

3.3 滑坡稳定性计算

结合滑坡变形特征及现在稳定状态,综合判断为目前在降雨条件下处于临滑状态,采取反演更符合实际情况,由于滑面呈折线形,采用基于极限平衡理论的折线形滑面(带)传递系数法验算该滑坡的稳定性较为适合。由于滑坡前缘先开裂,中部公路出现横向贯通拉裂缝,最后后缘出现圆弧形裂缝,滑面后缘滑面较陡,后缘对前缘进行推动,致使整体出现变形,因此进行整体和公路至滑坡前缘两个反算,先进行公路至滑坡前缘反算,得出其c,φ值,然后根据前缘c,φ值反演后缘至公路c,φ值,得出剩余下滑力,为设计提供支撑。

滑坡主轴断面见图2。

根据《公路路基设计规范》,结合工程重要性及目前变形情况,安全系数Ks=1.20。滑体饱和重度取23.5 kN/m3,天然重度取23.2 kN/m3。在斜坡区域,存在统一地下水,考虑地下水水压力,考虑公路车辆荷载,取20 kN/m2。计算结果:公路至滑坡前缘,C=12.0 kPa,φ=7.3°;后缘至公路,C=13.0 kPa,φ=8.0°;整体剩余下滑推力887.25 kN/m。

4 防治方案建议

结合滑坡特征,建议采取排水加支护措施。

支护:破碎岩体厚度较大,建议采用抗滑桩的形式对滑坡进行支挡,由于公路存在安全隐患,建议抗滑桩位置设在公路右侧旁。同时滑坡前缘由于正在施工公路,应在公路左侧上方设置抗滑桩,防止滑坡前缘失稳,对修建公路造成影响。

排水:对滑体中部公路排水系统进行修复,同时在滑坡前缘正在施工公路坡顶修建排水系统,同时建议对滑坡体农田改为种植草木等植物,防止大量地表水下渗土体补给地下水。

5 结语

通过上述地质结构、水文条件和稳定性评价,形成以下结论:

1)滑坡的诱发因素:斜坡结构、水文地质条件、地貌特征以及人为因素的综合作用下促使了该滑坡的形成。

2)滑坡在暴雨工况下处于欠稳定状态,必须采取措施对滑坡进行治理,以确保安全。

3)滑坡的失稳因素和坡体结构是治理滑坡依据,文章中的实例能为类似调查评价及工程设计提供参考。

参考文献:

[1] 王恭先.滑坡与滑坡防治技术[M].北京:中国铁道出版社,2004.

[2] 工程地质手册编委会.工程地质手册[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社,2007.

[3] 曹剑波,张剑彪.达万铁路K78滑坡分析及治理[J].工程技术研究,2016(8):18-19.