東風亭滑坡災害分析及分區(qū)分塊治理對策

■方炬洋

（福建省交通信息通信中心，福州 350001）

1 引言

上杭蛟洋至城關高速公路古石樞紐互通東風亭滑坡（MK34+900～GK0+200 段左側邊坡）位于上杭縣東風亭。因高速公路線路占用國道，國道改線從坡體一側通過（如圖1）。該邊坡原設計最大高度為50m，坡頂有一110kV 的高壓電塔。

邊坡開挖后揭露地質較差，地下水豐富。工程建設過程中，受多次持續(xù)降雨影響，邊坡發(fā)生滑坡變形。坡體變形后部分已施工完畢的錨固工程出現破壞，坡體中部巖體解體較嚴重，坡體外移最大約1m，坡面外鼓嚴重，局部最大裂縫30cm。邊坡的穩(wěn)定性狀態(tài)持續(xù)降低，形成了MK35+020～+120（A 區(qū)）段和MK35+120～GK0+270（B 區(qū)）段兩塊滑坡體，滑坡體體積約70 萬m3，屬于大型的山體滑坡地質災害。根據該滑坡變形特點，需要對其進行分區(qū)分塊分析治理[1-2]。

圖1 滑坡及治理工程平面布置示意圖

2 工程地質概況

2.1 地形地貌

該滑坡區(qū)為剝蝕低山坡麓地貌，山坡呈上緩下陡，山頂寬緩渾圓，植被較發(fā)育，以草灌為主。山坡中部自然坡度約15～20°，頂部自然坡度約30～40°，可見完整基巖外露，人工開挖邊坡相對較陡，約35～52°，相對高差約50～90m。

2.2 地層巖性及構造

地質勘察揭示[3][4]，該段山體滑坡場區(qū)覆蓋層為坡殘積層粘性土（Q4el+dl），最大厚度約為11.8m。

其中A 區(qū)巖體以花崗斑巖為主，下覆全風化～中風化花崗斑巖層，風化強烈，呈砂土狀～塊狀結構，裂隙發(fā)育，原巖結構可見，滑坡體基巖主要為花崗斑巖；巖層產狀210°～280°∠15°～65°，邊坡坡向與巖層產狀切割后呈斜交。

B 區(qū)滑坡體基巖為石炭系（C1l）的砂巖及硅化石、白堊系禾口組（K1z）碳質粉砂巖夾少量煤系地層及燕山期侵入花崗斑巖（γ5）等。下覆全風化～中風化砂巖及硅化石，薄層狀構造，風化裂隙發(fā)育，兩者互層出現，厚度不一。鉆孔巖芯呈土柱狀～呈長柱狀及短柱狀，遇水易軟化。其中夾層為碳質頁巖（C1l），片狀構造，厚度約40cm；煤系地層（K1z），主要出露于邊坡坡腳，厚度約40cm。巖層產狀350°∠64°，且見F48 斷層通過，產狀240°∠52°，硅化石受擠壓破碎，糜棱發(fā)育，裂隙發(fā)育并見有個別構造角礫，膠結松散，巖石破碎，質軟。層面順傾：280°∠45°；不利結構面發(fā)育：268°∠90°、300°∠12°、265°∠63°（很濕，夾泥）、340°∠55°、340°∠4°（剪出口）（如圖2～4）。

該滑坡區(qū)內巖體差異風化現象嚴重，組成滑坡的強風化砂巖層較深厚，一般為15～21m，節(jié)理裂隙發(fā)育，局部呈全風化狀，形成相對隔水層，遇水易軟化，為易滑地層，為該邊坡發(fā)生變形的地質基礎。

圖2 滑坡斷面Ⅰ-Ⅰ′工程地質剖面及整治工程示意圖

圖3 滑坡斷面Ⅱ-Ⅱ′工程地質剖面及整治工程示意圖

圖4 滑坡斷面Ⅳ-Ⅳ′工程地質剖面及整治工程示意圖

2.3 水文地質特征

區(qū)內地下水主要有第四系孔隙潛水、基巖裂隙水兩種類型。受滑坡區(qū)外的地下水補給，滑坡區(qū)地下水豐富，受巖體中的全風化砂巖、硅化石及其他軟弱夾層的相對隔水層影響，滑坡巖體透水性一般，地下水位埋深變化較大，變化幅度達25m。直接受大氣降水補給，呈明顯季節(jié)特征，勘查期間處于雨季，坡面滲水點較多。

3 滑坡病害成因分析

根據工程地質勘查及坡體變形分析，該滑坡為中厚層的基巖滑坡。高速公路及國道改線以路塹的方式在山坡腳開挖通過，觸發(fā)滑坡的發(fā)生，在各種不利因素的綜合影響下，形成滑坡地質災害。邊坡發(fā)生變形的主要原因如下：

（1）東風亭滑坡所在區(qū)域地質構造強烈，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體風化劇烈，地層層理混亂，滑坡體中存在軟弱夾層。

（2）組成滑坡體的巖層為砂巖，屬于透水巖層，且強風化層較厚，節(jié)理裂隙發(fā)育，有利于地表水的下滲補給地下水，而軟弱夾層（碳質頁巖、全風化砂巖）透水性差，形成相對隔水帶，容易遇水浸泡而形成軟弱帶。

（3）該邊坡前期發(fā)生較多的淺層變形失穩(wěn)，引起滑坡巖土體節(jié)理裂隙進一步張開，上下幾層軟弱帶較為貫通，形成垂直方向和水平方向的過水通道，為地表水的快速下滲補給地下水提供了有利條件，而地下水受軟弱夾層及弱風化完整基巖隔水影響，排泄較慢，地下水水位提升較快，增加了滑坡體的動靜水壓力，使滑坡土體的有效應力降低，誘發(fā)了滑坡的發(fā)生。

（4）塹頂自然山坡地形較緩，局部為小平臺，植被較茂盛，匯水面積較大，地表徑流條件較差，地表水易快速下滲補給坡體地下水，惡化坡體穩(wěn)定條件。

（5）該段公路以路塹的方式在山坡中下部開挖通過，形成較大的臨空面，觸發(fā)基巖滑坡的發(fā)生。

4 滑坡穩(wěn)定性分析

4.1 滑坡穩(wěn)定性定性分析

東風亭滑坡處于地質災害滑動大變形后的調整階段，以蠕動變形為主，現階段滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，局部區(qū)域穩(wěn)定性較差。隨著雨季的持久強降雨影響，降低坡體的穩(wěn)定性，可能使坡體再次發(fā)生滑移變形。

4.2 滑坡穩(wěn)定性定量分析

采用國內外廣泛應用的Geo-Slope/W 軟件包進行滑坡穩(wěn)定性計算，反算主滑帶巖土強度參數[5]。結合地質勘察報告，選用較為嚴格的剛體極限平衡方法—Morgensten&Price 法，選取A 區(qū)滑坡體的主滑斷面（Ⅳ-Ⅳ′）及B 區(qū)滑坡的2 條主斷面（Ⅰ-Ⅰ′、Ⅱ-Ⅱ′）進行計算分析（如表1）。結果表明三處特征斷面安全系數均小于1.2，穩(wěn)定性較差。

5 滑坡工程整治對策

根據該滑坡變形特征分析，該滑坡由兩塊滑體組成，故對兩個滑坡處以不同的治理工程措施。

表1 穩(wěn)定系數評估值、計算值及反算指標參數和預加固力一覽表

A 區(qū)滑體局部微地貌地形前部變形區(qū)域較緩，后部地勢較陡；坡體變形裂縫較為發(fā)育，且裂縫發(fā)育離線路中線較遠，滑坡前部剪出口位于坡體中下部；場區(qū)變形體地質以全風化花崗斑巖為主，厚度較薄，下覆基巖為中風化花崗斑巖。根據工程地質及變形特點，A 區(qū)滑坡體以采用清除滑坡變形體為主，對后部刷方邊坡進行加固處置可確保工程穩(wěn)定。工程治理方案主要采用刷方減載、清除變形體、坡體中部設置寬平臺，結合擋墻、錨索框架、平孔排水等綜合措施進行處治（如圖4）。

B 區(qū)滑坡體局部微地貌坡體地形較緩，坡體后部存在一高壓電塔；坡體滑面位于坡體中上部，后部變形裂縫距離線路中線較近；坡體變形體以深厚層全風化～強風化砂巖及硅化石為主，控制性滑面為軟弱夾層，以碳質頁巖、全風化砂巖及煤系地層為主，且埋藏較深，致使滑坡前部坡體潛在滑面位于坡腳附近，后部潛在變形體較長，對坡體變形規(guī)模、穩(wěn)定性等影響較大。根據工程地質及變形特點，B 區(qū)滑坡體需采用強支擋、強加固等工程措施對滑動面及潛在滑動面進行支擋方可確保工程穩(wěn)定。工程治理方案主要采取清除滑坡前部部分滑體，并設預應力加固工程；滑坡后部以預應力錨索抗滑樁[6]進行加固；同時結合平孔排水、預應力錨固工程等綜合治理措施（如圖2、3）。

除采取上述工程治理措施外，在工程建設過程中及工后運營階段，還采取滑坡變形體的長期變形監(jiān)測措施進行穩(wěn)定性觀測。

6 結語

根據東風亭滑坡的工程地質特點，變形破壞特征、規(guī)模，提出采用分區(qū)分塊分析方法，針對性地對病害成因進行系統分析。同時，通過對滑坡體特征斷面的穩(wěn)定性定性分析與定量評價，結合滑坡區(qū)的微地形地貌特征和工程實際，提出了相應的工程治理對策?；轮卫砗蟮拈L期坡體監(jiān)測數據表明，坡體穩(wěn)定，工程治理達到了預期效果。

[1]王恭先，等.滑坡學與滑坡防治技術[M].北京:中國鐵道出版社，2004.

[2]廖小平，等.路塹邊坡工程理論與實踐[M].北京:中國鐵道出版社，2011.

[3]JTJ064-98，公路工程地質勘察規(guī)范[S].

[4]GB5002I-2001，巖土工程勘察規(guī)范[S].

[5]JTJ013-95，公路路基設計規(guī)范[S].

[6]鐵道部第二勘測設計院.抗滑樁設計與計算[M].北京:中國鐵道出版社,1983.