重慶奉云高速公路挖斷村滑坡的成因分析與治理措施

王 宏，鐘 寧，王志超

（1.重慶交通大學(xué) 土木建筑學(xué)院，重慶 400074;2.重慶高速公路發(fā)展有限公司，重慶 400042;3.武警交通第一工程處，重慶 400016）

重慶奉云高速公路挖斷村滑坡的成因分析與治理措施

王 宏1，鐘 寧2，王志超3

（1.重慶交通大學(xué) 土木建筑學(xué)院，重慶 400074;2.重慶高速公路發(fā)展有限公司，重慶 400042;3.武警交通第一工程處，重慶 400016）

近年來(lái)西部公路建設(shè)突飛猛進(jìn)，而公路沿線滑坡災(zāi)害也頻繁發(fā)生，因此有必要對(duì)其深入研究并進(jìn)行相應(yīng)的方案實(shí)施和工程治理。通過(guò)對(duì)重慶奉節(jié)—云陽(yáng)高速公路挖斷村滑坡的工程地質(zhì)水文條件、地質(zhì)構(gòu)造及滑坡特征總結(jié)了該滑坡的形成機(jī)制，對(duì)該滑坡進(jìn)行成因分析，最后提出了防治方案及治理措施，對(duì)今后高速公路大滑坡的整治提供了參考。

滑坡;形成機(jī)制;成因分析;治理措施

挖斷村滑坡位于奉節(jié)縣朱衣鎮(zhèn)挖斷村西、奉節(jié)中學(xué)東北向，國(guó)家重點(diǎn)公路杭州—蘭州線重慶奉節(jié)—云陽(yáng)高速公路B9合同段內(nèi)。高速公路在該段以NW43°的走向由挖斷村與奉節(jié)中學(xué)之間穿過(guò)，為深挖方路段，中線位置挖方最大高度32 m。

挖斷村后部初次出現(xiàn)裂縫時(shí)，邊坡高程已挖至一級(jí)邊坡平臺(tái)處。隨后在坡體左右側(cè)也出現(xiàn)了開(kāi)裂現(xiàn)象，且裂縫長(zhǎng)度和寬度均在不斷擴(kuò)展中。根據(jù)測(cè)量最遠(yuǎn)裂縫距離開(kāi)挖坡口線水平距離達(dá)250 m，形成了規(guī)模較大的挖斷村新生滑坡［1］。

滑坡的變形嚴(yán)重影響了高速公路的正常施工和將來(lái)的運(yùn)營(yíng)安全。坡體產(chǎn)生變形后，需對(duì)挖斷村新生滑坡采取應(yīng)急搶險(xiǎn)方案工程［2］。

1 滑坡段工程地質(zhì)條件

1.1 地形地貌

該區(qū)為剝蝕低山丘陵地貌，屬中～淺切割區(qū)。場(chǎng)地地勢(shì)總體呈東北高、西南低之勢(shì)，地形較為平順，坡面稍有起伏，平均坡度11°～15°，坡體被開(kāi)發(fā)成階梯狀。場(chǎng)地地貌類別主要以構(gòu)造剝蝕為主，坡體兩側(cè)均發(fā)育有沖溝，其中右側(cè)沖溝下切強(qiáng)烈，溝谷呈“V”型，深30～40 m。

1.2 氣象水文

挖斷村滑坡區(qū)域?qū)賮啛釒駶?rùn)季風(fēng)氣候，多年平均氣溫16.5℃，濕度大、云霧多，日照少，水熱組合差異大且不協(xié)調(diào)，常出現(xiàn)災(zāi)害性暑雨天氣。多年平均降雨量1 261.9 mm，且主要集中在夏、秋兩季，多暴雨和霪雨。雨水呈酸性，pH值為6.17，氣候條件有利于溶蝕作用。

1.3 人文環(huán)境

滑坡區(qū)域?yàn)檗r(nóng)業(yè)區(qū)，坡面植被主要以蔬菜為主。坡面分布有7個(gè)大小不等灌溉用水塘，水塘面積約170 m2。農(nóng)戶的生活用水取用和排放，基本無(wú)正規(guī)引排設(shè)施，向地下滲漏嚴(yán)重。上述地表水的不當(dāng)利用和排放，連同降雨入滲，均對(duì)滑坡的變形和發(fā)展產(chǎn)生了不利影響。

1.4 地層巖性

該滑坡區(qū)地層主要為老滑坡堆積物、古滑坡堆積物及三迭系中統(tǒng)巴東組泥灰?guī)r和互層狀泥、砂巖，對(duì)該滑體各地層分述如下:

老滑坡堆積物主要成分為強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r，亞黏土充填，滑體厚度一般15～25 m。

古滑坡堆積物主要由上部的泥灰?guī)r和下伏的泥巖地層組成。上部的泥灰?guī)r層受古滑坡滑動(dòng)的影響而在較大范圍內(nèi)發(fā)生了強(qiáng)烈的松動(dòng)變形，巖體松動(dòng)變形后加劇了巖體與外界的水份和空氣的交換，風(fēng)化呈“滲入性”特征，工程性質(zhì)較差;滑體下部的泥巖層在古滑體中所占厚度不大，根據(jù)調(diào)查和鉆探分析厚度應(yīng)在15～30 m之間。由于古滑坡滑動(dòng)過(guò)程為緩慢的重力式滑移，因此滑體物質(zhì)還保留有原巖層理。泥巖在該區(qū)域內(nèi)廣泛分布，該套地層厚度較大，泥灰?guī)r受節(jié)理切割嚴(yán)重;巖質(zhì)較脆，容易破碎，工程性質(zhì)較好。

1.5 地質(zhì)構(gòu)造與地震

該區(qū)域所處的一級(jí)構(gòu)造單元為新華夏系第三隆起帶和第三沉降帶之結(jié)合部位，屬四川沉降褶皺帶之川東褶皺帶的一部分，該區(qū)域的主要構(gòu)造為朱衣河背斜。

該區(qū)域地震活動(dòng)不頻繁，根據(jù)GB18306—2001《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05 g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35 s，相當(dāng)于地震基本烈度Ⅵ度。

1.6 水文地質(zhì)條件

該滑坡區(qū)地形平坦，后部山體具有較大的匯水面積，大氣降雨少量以地表徑流的形式從坡面排入左、右兩側(cè)自然沖溝內(nèi)，大部分降雨滲入坡體內(nèi)形成了地下水。

該區(qū)域主要為古滑坡以及老滑坡堆積物，滑坡后部山體匯水面積巨大，為地下水的補(bǔ)給區(qū)，坡體內(nèi)地下水沿滑坡體內(nèi)裂隙向低洼處徑流，并向坡體兩側(cè)沖溝內(nèi)排泄。施工開(kāi)挖對(duì)地下水有較大的影響?；碌陌l(fā)育與地下水的分布關(guān)系密切。古滑坡體中泥巖泥質(zhì)含量較高，為相對(duì)隔水層，因此地下水一般在滑體中泥巖上部聚集。

工程地質(zhì)縱斷面見(jiàn)圖1。

圖1 挖斷村滑坡工程地質(zhì)橫截面分布圖（單位:m）Fig.1 Cross section map of Waduan village landslide engineering geologic

2 滑坡的特征及產(chǎn)生原因分析

2.1 滑坡的特征

挖斷村滑坡區(qū)域內(nèi)共發(fā)育有4個(gè)滑坡:挖斷村古滑坡、鄉(xiāng)村公路上部的老滑坡，發(fā)育在低洼地形上的淺表層滑坡，以及公路開(kāi)挖形成的挖斷村新生滑坡。

2.1.1 挖斷村古滑坡

挖斷村古滑坡體范圍較大，為特大型超深層基巖古滑坡，從地形上分析挖斷村所在的坡體及其前部的奉節(jié)中學(xué)部分區(qū)域均在古滑坡范圍內(nèi)，分布區(qū)域以兩側(cè)的沖溝為界。新建奉云高速公路從古滑坡體中后部通過(guò)。

古滑坡體物質(zhì)由上部的泥灰?guī)r和下伏的泥巖兩部分組成。由于該滑坡的滑移過(guò)程并非快速滑動(dòng)，屬于緩慢的重力式滑移，滑體在滑動(dòng)過(guò)程中受外力作用巖體均在不同程度上發(fā)生了彎曲變形，因此滑體內(nèi)泥灰?guī)r巖層產(chǎn)狀變化較大，局部地段甚至不連續(xù)。

2.1.2 鄉(xiāng)村公路上部的老滑坡

老滑坡位于兩山梁之間的圈椅狀洼地內(nèi)，斜坡坡度較周圍正常山坡緩，為典型的老滑坡地貌形態(tài)，整體形態(tài)呈簸箕狀，與高速公路斜交。坡體物質(zhì)主要由碎、塊石組成，成分為強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r和泥巖。由于該滑坡滑動(dòng)距離較遠(yuǎn)，滑帶特征明顯?；瑤Э梢?jiàn)明顯擠壓揉搓跡象，局部碎塊石含量較高處可見(jiàn)滑坡滑動(dòng)形成的擦痕。

由于老滑坡前部高速公路的開(kāi)挖卸荷出現(xiàn)變形跡象，但后緣及兩側(cè)界無(wú)明顯變形跡象，整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，且老滑坡剪出口距離高速公路較遠(yuǎn)，對(duì)公路應(yīng)無(wú)直接威脅。

2.1.3 淺表層滑坡

挖斷村淺表層滑坡平面形態(tài)呈長(zhǎng)舌形，與公路大角度斜交。因連續(xù)降雨，在滑坡后形成了很大的裂縫?；伦笥覀?cè)界為坡體上凹形地的兩側(cè)界，前緣剪出口位于高程360 m附近，高速公路從滑坡前緣通過(guò)。該滑坡滑體主要由4～9 m厚的殘坡積亞黏土組成，碎石含量較高，約30% ～40%，屬中型碎石土滑坡?；瑤梁枯^高，工程地質(zhì)條件較差。

2.1.4 挖斷村新生滑坡

1）滑坡的形態(tài)特征

挖斷村新生滑坡對(duì)應(yīng)奉云高速公路里程為RK85+930～RK86+170，發(fā)育在一小山脊上，地形較為平緩，滑坡平面形態(tài)呈舌形，沿路線方向?qū)?40 m，垂直路線長(zhǎng)280 m，高程介于326～426 m之間，前后緣垂直高差100 m，與高速公路垂直?；掠覀?cè)以及滑坡體內(nèi)各發(fā)育有一沖溝，右側(cè)沖溝較大，切割較深，伴有季節(jié)性流水?；虑胺礁咚俟吠鈧?cè)為奉節(jié)中學(xué)。高速公路在該段以NW43°的走向由挖斷村與奉節(jié)中學(xué)之間穿過(guò)，為深挖方路段，挖方最大高度37m。

由于挖斷村新生滑坡發(fā)育在古滑坡上，滑動(dòng)面下部巖體仍較為破碎，如若不加以治理繼續(xù)開(kāi)挖滑坡的剪出口也將進(jìn)一步向深部發(fā)展沿開(kāi)挖最低處發(fā)生滑動(dòng)。

2）滑坡的結(jié)構(gòu)特征

挖斷村坡體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，滑體為特大型滑坡?；麦w物質(zhì)主要為古滑坡堆積物，成分為強(qiáng)風(fēng)化泥巖、泥灰?guī)r。該滑坡主要由工程開(kāi)挖引起，為工程誘發(fā)滑坡。

挖斷村滑坡以坡體內(nèi)沖溝為界可在橫向上將滑坡劃分為東西兩部分。東部滑塊為被動(dòng)滑塊，滑體成分主要為古滑坡堆積物，高速公路從此處通過(guò)僅對(duì)前緣進(jìn)行了少量的開(kāi)挖。在邊坡開(kāi)挖前該段坡體完全處于穩(wěn)定狀態(tài)，開(kāi)挖后受西部滑塊的牽引出現(xiàn)變形。該滑塊滑床為強(qiáng)～弱風(fēng)化泥巖，巖體較完整;西部滑塊雖然為主動(dòng)滑塊，但各斷面變形速度也有較大的差異。該滑塊中上部滑床主要由強(qiáng)～弱風(fēng)化泥巖組成，前緣滑床物質(zhì)為古滑坡堆積物巖性為強(qiáng)風(fēng)化的泥灰?guī)r，巖質(zhì)較為破碎。

2.2 滑坡的形成原因分析

2.2.1 地層巖性是滑坡形成的根本條件

挖斷村所在坡體為古滑坡堆積體，古滑體厚度極大，雖古滑坡的滑動(dòng)過(guò)程為緩慢的重力式滑移，但由于巖體受古滑坡滑動(dòng)的影響，一方面因在較大范圍內(nèi)發(fā)生了強(qiáng)烈的松動(dòng)變形，另一方面巖體松動(dòng)變形后加劇了巖體與外界的水份和空氣的交換，風(fēng)化呈“滲入性”特征，即巖體在較大范圍內(nèi)以相互接近的程度同時(shí)受到風(fēng)化，表層風(fēng)化殼對(duì)下部的屏蔽能力非常差，因此形成了巨大的“酥”“松”帶，進(jìn)而使巖石強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度均顯著的降低，故在工程開(kāi)挖作用下極易發(fā)生整體的滑動(dòng)［3］。

2.2.2 工程活動(dòng)是滑坡形成的主要原因

工程活動(dòng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面:一方面路塹施工開(kāi)挖邊坡，形成長(zhǎng)200 m，高幾十米的高陡邊坡，使坡體失去支撐，同時(shí)坡體向臨空面卸荷進(jìn)行應(yīng)力調(diào)整，促使坡體向臨空面變形松弛，使坡體穩(wěn)定性降低;另一方面，施工過(guò)程中使用炸藥進(jìn)行爆破，爆破引起的震動(dòng)作用使坡體變得更加松散，從而有利于地表水的下滲和第四系孔隙水對(duì)滑體的補(bǔ)給，增大坡體的下滑力［4］。

2.2.3 地下水的影響

滑坡后部山體匯水面積巨大，坡體內(nèi)地下水沿坡體內(nèi)地下水通道向邊坡兩側(cè)沖溝內(nèi)徑流，由于高速公路施工開(kāi)挖改變了原有的地下水徑流通道，使地下水向開(kāi)挖邊坡徑流，使之在隔水層處聚集、蔓延并軟化浸潤(rùn)，降低其抗剪強(qiáng)度，形成了滑動(dòng)面。

2.2.4 連續(xù)降雨的影響

該滑坡區(qū)域常遭遇連續(xù)降雨，降雨入滲致使滑體重度增加，并軟化了滑帶，加劇了該滑坡的變形;

再有前部挖斷村新生滑坡發(fā)生滑動(dòng)，將誘發(fā)老滑坡復(fù)活。

3 方案考慮

由于該滑坡性質(zhì)復(fù)雜，外擾因素多，對(duì)滑坡的認(rèn)識(shí)盡依據(jù)鉆孔及調(diào)查資料是很難準(zhǔn)確把握的，所以只有隨工程實(shí)施過(guò)程所揭露的地質(zhì)情況及深孔位移、地表位移檢測(cè)情況做進(jìn)一步的分析和認(rèn)識(shí)，因此對(duì)于大型滑坡的治理工程進(jìn)行分期實(shí)施是必要的。

根據(jù)上述該滑坡的結(jié)構(gòu)特征和形成原因分析，該滑坡為一大型老滑坡，它的變形主要是由于滑坡前部路基挖方部分挖除滑坡抗滑段，引起滑坡局部復(fù)活變形。該滑坡體積大，推力較大，滑體破碎?？够尾灰怂⒎?，而后部坡體為另一級(jí)老滑坡體，刷方易引起后部老滑坡體復(fù)活變形，即該滑坡不具備刷方減載條件，因此考慮強(qiáng)支擋方案，治理措施以抗滑樁為主，即為第一期工程。在一期工程實(shí)施完成后，如果滑坡變形在前部開(kāi)挖后趨于穩(wěn)定，則可不實(shí)施二期工程，假如變形未趨于穩(wěn)定，或在暴雨等不利情況下變形仍在發(fā)展，一排抗滑樁難以抵擋巨大的滑坡推力時(shí)，可考慮采用兩排抗滑樁進(jìn)行支擋，即為第二期工程。

由于該滑坡滑體大，治理費(fèi)用高，考慮將工程措施分期實(shí)施也是合理的。

4 治理工程措施［5］

4.1 邊坡坡率調(diào)整

共設(shè)置4級(jí)邊坡，其中，一二級(jí)邊坡坡率均為1∶1，三級(jí)邊坡坡率為 1∶1.25，四級(jí)邊坡坡率 1∶1.5，一級(jí)坡高為8 m，二三四級(jí)坡高為10 m，一二三級(jí)平臺(tái)寬均為2 m。

4.2 抗滑樁［6－7］

為抵擋滑坡推力，在滑體上部及下部各設(shè)置一排抗滑樁，其中下排樁布置于二級(jí)平臺(tái)，后排樁布置于距右線中線約166 m處的坡面上，樁間距垂直于滑動(dòng)方向中～中均為6 m，抗滑樁均采用鋼筋混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑。

4.3 錨桿框架［6］

為防止坡面風(fēng)化剝落，在一級(jí)邊坡設(shè)置三排錨桿，沿坡面走向間距3.0 m，垂直距離3.0 m，框架內(nèi)植草綠化。在二三級(jí)邊坡設(shè)置4排錨桿，沿坡面走向間距3.0 m，垂直距離3.0 m;錨桿端部設(shè)置Ⅱ型錨桿框架，框架內(nèi)植草綠化。

4.4 仰斜排水孔

為排出滑坡體中的水，在一級(jí)邊坡坡腳位置設(shè)置一排仰斜排水孔，仰斜排水孔的位置應(yīng)根據(jù)施工時(shí)邊坡出水情況現(xiàn)場(chǎng)確定。

4.5 截排水溝

為防止上部山坡表水進(jìn)入滑坡體，于滑坡周界外側(cè)各設(shè)置一道截排水溝，將水排入路基側(cè)溝。由于滑坡周界外側(cè)水溝穿越滑坡后部鄉(xiāng)間公路，因此在水溝穿越公路的位置埋設(shè)混凝土涵管。

4.6 附屬工程

在坡體各級(jí)坡面及錨桿框架內(nèi)均進(jìn)行植草綠化;追蹤坡面所有裂縫，待裂縫開(kāi)挖后用黏土夯填密實(shí);為防止地表水下滲至坡體，一三級(jí)平臺(tái)采用厚30 cm的M10漿砌片石進(jìn)行鋪砌等。

治理施工完后的情況見(jiàn)圖2。

圖2 挖斷村滑坡治理施工完后的效果布置圖（單位:m）Fig.2 The effect layout map of Waduan village landslide after constructing management

5 結(jié)論與建議

高等級(jí)公路的發(fā)展在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，而邊坡的穩(wěn)定是保證其正常使用的前提。針對(duì)挖斷村滑坡，從滑坡工程地質(zhì)、水文條件入手，總結(jié)和分析出滑坡形成的滑坡特征和成因機(jī)理，綜合考慮施工安全、環(huán)保要求因素的特點(diǎn)，以及滑坡治理的安全性、經(jīng)濟(jì)性、合理性，對(duì)類似滑坡的勘察和施工治理工作起到借鑒作用［8］。

通過(guò)以上幾個(gè)方面的分析，對(duì)該滑坡的治理有以下結(jié)論和建議:

1）挖斷村滑坡的形成主要是由于施工開(kāi)挖引起的誘發(fā)滑坡，滑坡變形速度會(huì)隨暴雨的沖刷和滲透而加快，穩(wěn)定性將進(jìn)一步的降低，所以對(duì)其滑坡實(shí)施緊急處治是必要和必需的。

2）采用抗滑樁進(jìn)行分期防護(hù)，不至過(guò)大面積的影響原古滑坡體，對(duì)治理后該滑坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定提供基礎(chǔ)和保證。

3）采用“分期實(shí)施”的治理措施理念，即進(jìn)行一期工程的同時(shí)對(duì)滑坡進(jìn)行變形觀測(cè)，視檢測(cè)結(jié)果決定二期的治理工作，這樣可提高施工效率和降低工程造價(jià)。

4）開(kāi)挖面積大，運(yùn)輸和挖除土方量大，對(duì)環(huán)境影響較大，在施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的恢復(fù)和保護(hù)［9］。

5）對(duì)地下水相對(duì)豐富的滑坡地段布設(shè)仰斜排水孔，合理設(shè)置排、截水設(shè)施，完善排水系統(tǒng);為村民生活污水設(shè)置排水溝;將大氣降水引流至坡體兩側(cè)溝谷內(nèi)。

6）一期治理工程結(jié)束后，為驗(yàn)證其滑坡穩(wěn)定性及實(shí)施效果，并為二期治理工程的實(shí)施與否提供檢測(cè)成果依據(jù)，應(yīng)繼續(xù)對(duì)深部位移測(cè)斜孔及地表位移觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。

［1］ 中鐵西北科學(xué)研究院有限公司.奉節(jié)—云陽(yáng)高速公路挖斷村滑坡治理工程設(shè)計(jì)說(shuō)明［R］.蘭州:中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，2008.

［2］ 徐邦棟.滑坡分析與防治［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2001.

［3］ 鐘寧.以退為進(jìn)治理武合路白鹿山隧道洞口滑坡病害［J］.重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2007，26（1）:44-47.

［4］ 胡鑫.蘭渝鐵路渭源車站滑坡穩(wěn)定性分析及治理［J］.甘肅科技縱橫，2009，38（1）:164-165.

［5］ 朱超.淮南市新謝隔堤滑坡成因分析及治理措施［J］.江淮水利科技，2009（1）:22-24.

［6］ 郭春陽(yáng).抗滑樁與錨索在滑坡治理中的應(yīng)用及比較［J］.北方交通，2009（1）:128-131.

［7］ 李海光.新型支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程實(shí)例［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［8］ 張鴻，方華，尚愛(ài)國(guó).北晨亭隧道洞口山體滑坡綜合治理及效果評(píng)價(jià)［J］.華東公路，2008（6）:67-71.

［9］ 郭偉.對(duì)高速公路滑坡治理的思考［J］.產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2008，12（7）:132-133.

Causes Analysis and Control Measures of Waduan Village Landslide on Feng-Yun Expressway in Chongqing

WANG Hong1，ZHONG Ning2，WANG Zhi-chao3
（1.School of Civil Engineering ＆ Architecture，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China;
2.Chongqing Expressway Development Co.Ltd，Chongqing 400042，China;
3.First Engineering Department of People’s Armed Police Traffic Agency，Chongqing 400016，China）

With the rapid development of western highway construction in recent years，the disasters frequently occur along the roads.It is necessary to study the disasters and implement corresponding control measures.According to the analysis on engineering geological and hydrological conditions，geological structures and landslide characteristics of Waduan village landslide on the expressway from Yunyang to Fengjie in Chongqing，the formation mechanism of the landslide is summarized.Finally，the cause analysis of the landslide is carried out，and the prevention plan and treatment measures are proposed to provide reference for the renovation of expressway landslide in the future.

landslide;formation mechanism;cause analysis;control measures

U417.1+1

A

1674-0696（2010）01-0085-05

2009-09-21;

2009-10-14

王 宏（1985-），男，甘肅隴西人，碩士研究生，主要研究方向:橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力、穩(wěn)定性及空間非線性分析。E-mail:whxilin@163.com。