淺析黔石高速公路沿線崩坡積體分布

劉偉杰

(西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川成都 610031)

石柱至黔江高速公路起點(diǎn)是石柱境內(nèi)的三店，與墊利高速相接，終點(diǎn)在冊山與渝湘高速相接，路線全長83.180 km,全線整體為南東—西北向布設(shè)。作為本工程項目的主要不良地質(zhì)，崩塌的發(fā)生及崩坡積體的形成、變形、穩(wěn)定性對工程的實施、建筑物的安全有很重要的影響。黃青能[1]等研究了崩塌形成的地質(zhì)條件等問題；胡厚田[2]初步探討了崩塌的分類，并將其破壞模式大致分為五類；盧黔[3]等探討了崩坡積體失穩(wěn)判斷的依據(jù)；符曉、吳宏鈞[4-5]等分析了具體崩坡積體的成因及穩(wěn)定性。本文主要是對石柱至黔江高速公路沿線崩坡積體統(tǒng)計分布的概括總結(jié)，并以其中特定崩坡積體為例，分析其成因、穩(wěn)定性、對工程的影響以及對應(yīng)的治理措施。

1 崩坡積體分析

1.1 崩坡積體分布統(tǒng)計

通過勘測統(tǒng)計，石柱至黔江高速公路沿線對項目影響較大的崩坡積體共有9處，分別為：①杉樹坪崩坡積體(YK23+030至YK23+520)②大堰崩坡積體(K27+700至K27+860)③麻柳壩崩坡積體(K33+141至K33+563)④香溪村崩坡積體(YK38+040至YK38+240)⑤望水堡崩坡積體(K49+200至K49+700)⑥吊咀溝崩坡積體(K50+460至K50+780)⑦五重巖崩坡積(K65+300至K65+640)⑧大院子崩坡積體(K72+600至K72+980)⑨干溪溝崩坡積體(K73+000至K74+140)。崩坡積體的形成是由地形條件、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、結(jié)構(gòu)面、人類工程活動等綜合因素共同決定的[6]，本節(jié)統(tǒng)計了崩坡積體在不同高程、不同地貌類型、不同地層巖性的分布規(guī)律。

1.1.1 崩坡積體在不同高程上的分布規(guī)律

路線區(qū)最高點(diǎn)高程為1 668 m,最低點(diǎn)高程為334 m，最大高差為1 334 m。以400 m高差進(jìn)行劃分，高程在334～734 m之間的崩坡積體有：望水堡崩坡積體、吊咀溝崩坡積體、五重巖崩坡積、大院子崩坡積體、干溪溝崩坡積體；高程在734～1 134 m之間的有：麻柳壩崩坡積體、香溪村崩坡積體；高程在1 134～1 668 m之間的有：杉樹坪崩坡積體、大堰崩坡積體。數(shù)量統(tǒng)計如圖1所示。

圖1 崩坡積體在不同高程上的數(shù)量分布

1.1.2 崩坡積體在不同地貌上的分布規(guī)律

路線區(qū)主要屬渝東南巫山、七曜山強(qiáng)巖溶化峽谷中山區(qū)，與山地和盆地相接，地貌發(fā)育特征主要受上揚(yáng)子臺褶帶控制。區(qū)內(nèi)地形起伏大，主要表現(xiàn)為中山與低山地形，溝壑發(fā)育，峽谷眾多。碳酸鹽巖分布區(qū)近河地段地形切割強(qiáng)烈，形成陡峭的峽谷，志留系碎屑巖山區(qū)，多呈脊?fàn)?、臺狀低中山或中山。崩坡積體在不同地貌上的分布如圖2所示。

圖2 崩坡積體在不同地貌上的數(shù)量分布

可見，崩坡積體主要分布在低山地區(qū)。

1.1.3 崩坡積體在不同巖性上的分布規(guī)律

路線區(qū)地層出露比較齊全，除了部分地層缺失外，從古生界寒武系至中生界侏羅系地層及第四系地層均有出露，主要巖層有白云巖、灰?guī)r、頁巖、泥質(zhì)粉砂巖，杉樹坪崩坡積體和大堰崩坡積體處的巖層主要是泥粉質(zhì)砂巖、灰?guī)r、白云巖，其余崩坡積體處以頁巖、粉砂巖為主，分布直觀圖如圖3所示。

圖3 崩坡積體在不同巖性上的數(shù)量分布

1.2 沙樹坪崩坡積體分析

1.2.1 影響因素

1.2.1.1 地形地貌

為穹狀隆升溶蝕峽谷中山地貌，由北向東短軸穹隆背斜構(gòu)成，穹隆核部出露地層為寒武系地層，兩翼主要是碳酸鹽巖分布地帶，喀斯特地貌發(fā)育，近河地段地形切割強(qiáng)烈，形成陡峭峽谷，切割深度為100～300 m，陡崖由石灰?guī)r及白云巖構(gòu)成，因龍?zhí)逗忧懈钭饔?，河溝呈“V”字型，樹枝狀水系發(fā)育，溝床尖深狹窄，溝內(nèi)大部分為基巖出露或第四系崩坡積塊碎石土層覆蓋。

1.2.1.2 地層巖性

寒武系下統(tǒng)中至薄層狀白云巖、灰?guī)r、頁巖及泥質(zhì)粉砂巖。產(chǎn)狀為35 °～100 °，∠15 °～70 °

1.2.1.3 地質(zhì)構(gòu)造

路線區(qū)大地構(gòu)造位于揚(yáng)子淮地臺重慶臺坳重慶陷褶束與上揚(yáng)子臺坳渝東南陷褶束，重慶陷褶束與渝東南陷褶束以七曜山基底斷裂為界。為一系列北北東向褶皺群呈有規(guī)律的帶狀分布，走向N20 °～40 °E，正斷層發(fā)育，多發(fā)育在背斜軸部，是燕山褶皺的第二次縱張構(gòu)造。區(qū)內(nèi)斷層構(gòu)造還發(fā)育龍?zhí)稊鄬拥取?/p>

1.2.1.4 水文地質(zhì)條件

路線區(qū)內(nèi)零星分布第四系松散層，出露古生界寒武系至中生界侏羅系地層，巖性為泥巖、頁巖、砂巖白云巖、灰?guī)r。主要含水層為三疊系須家河組、嘉陵江組、大冶組等，主要隔水層為侏羅系中下統(tǒng)、三疊系巴東組、二疊系吳家坪組、梁山組等。路線區(qū)地下水主要以第四系松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、碳酸鹽巖類裂隙溶洞水的形式賦存。

1.2.2 分析

通過實地勘測，室內(nèi)試驗等綜合分析，崩坡積體的發(fā)育由地形地貌、地層巖性、結(jié)構(gòu)面等因素共同決定。沙樹坪崩坡積體處為中山地貌，高差較大，路線所經(jīng)過地區(qū)地形坡度較陡。區(qū)內(nèi)分布第四系土和強(qiáng)風(fēng)化巖石，發(fā)育有結(jié)構(gòu)面，在重力作用下，為崩塌的發(fā)展提供了條件，加之在地震力、降雨等外界因素的作用下，形成大型堆積體邊坡。沙樹坪崩坡積體在路線平面圖上的位置如圖4所示。

圖4 沙樹坪崩坡積體

2 崩坡積體治理

工程上對崩坡積體等不良地質(zhì)路段特殊地基的處治，以因地制宜、就地取材、經(jīng)濟(jì)合理的原則，考慮其對工程影響的重要性、破壞的影響程度等因素采取相應(yīng)的治理措施。對崩坡積體的主要治理方法有清除崩坡積體、放緩邊坡坡率、采取橋梁等形式減少對崩坡積體的影響、路基設(shè)置樁板墻和路堤擋土墻等支擋結(jié)構(gòu)、采取路塹擋土墻加固坡腳，襯砌拱防護(hù)形式防護(hù)破面等。不同的治理措施需要結(jié)合特定的崩坡積體特征、工程安全性及工程經(jīng)濟(jì)性要求等[7-8]。

以沙樹坪崩坡積體為例，經(jīng)分析，沙樹坪崩坡積體處于整體基本穩(wěn)定狀態(tài)，但崩塌體結(jié)構(gòu)比較松散，如果以路基形式通過，開挖可能會造成局部滑塌，對工程安全和經(jīng)濟(jì)造成影響，所以此段以橋梁形式通過。故在此修建龍?zhí)逗犹卮髽颍瑴p少對坡體的擾動破壞，并對坡積體的局部地方采取清方卸載處理，保證了橋梁的安全性。龍?zhí)痘ネㄊ搅⒔籄匝道橋處剖面圖如圖5所示，全長104.5 m，中間設(shè)立1號、2號橋墩，兩邊設(shè)立0號、3號橋臺，0號橋臺處上方是第四系土層和強(qiáng)風(fēng)化基巖，從剖面圖看，1號橋墩右側(cè)是強(qiáng)風(fēng)化基巖和第四系土層，長約60 m,傾角約40 °，開挖可能會造成局部滑塌，所以這里采用橋梁形式通過，并清除局部坡積體，減少對龍?zhí)逗犹卮髽虻挠绊憽?/p>

圖5 龍?zhí)痘ネ⒔籄匝道處剖面

3 結(jié)論

黔石高速公路沿線有多處崩坡積體，其中對工程影響較大的共有九處。根據(jù)分析統(tǒng)計結(jié)果，崩坡積體主要分布在高程為400～600 m的低山地區(qū)，地層巖性以頁巖和粉砂巖為主。對崩坡積體的防治需要考慮多重因素，沙樹坪崩坡積體整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，但開挖會造成局部滑塌，影響工程安全性，為減少對坡積體的影響，此段以橋梁形式通過，對局部清方卸載，保證橋梁安全性。