滑坡誘發(fā)填方路堤滑塌分析-以小灣電廠岔小線廠外段K15+250段路堤邊坡為例

滑坡誘發(fā)填方路堤滑塌分析-以小灣電廠岔小線廠外段K15+250段路堤邊坡為例

中國(guó)電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司昆明650051Summary：本文以小灣電廠岔小線廠外段K15+250段路堤邊坡為例，分析了一類由滑坡誘發(fā)的路堤邊坡滑塌的影響因素，破壞機(jī)制及防治工程設(shè)計(jì)，得出如下結(jié)論：（1）路堤滑塌受地形地貌、降雨、人類工程活動(dòng)等因素影響，同時(shí)與其下方的滑坡密切相關(guān)。（2）H2滑坡使得擋墻墻腳局部臨空，失去支撐，加之上部車輛自重荷載、震動(dòng)荷載等影響，最終邊坡在雨后坍塌，形成滑坡，該滑坡為一小型牽引式土質(zhì)滑坡。（3）路堤滑塌防治工程可采取錨拉樁+樁間板方案或錨拉樁+托梁+衡重式擋土墻方案，兩種方案均能達(dá)到治理的目的。Keys：滑坡；填方路堤；滑塌；防治工程0引言山區(qū)公路因地質(zhì)環(huán)境、地形地貌條件限制，常遭受各種地質(zhì)災(zāi)害威脅，填方路堤出現(xiàn)沉降、滑塌是常見(jiàn)的路基病害之一，嚴(yán)重影響駕駛安全，給沿線人民交通出行帶來(lái)不便。道路病害已有大量研究，韓濤[1]、李俊[2]等對(duì)水毀路基災(zāi)害的識(shí)別、危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、穩(wěn)定性、防治措施作了研究；楊靜[3]等通過(guò)調(diào)查，分析了山區(qū)公路路基病害的類型和成因；一些學(xué)者[4-5]還分析了高速公路滑坡、路基病害處理技術(shù)等。本文以小灣電廠岔小線K15+250段路堤邊坡為例，分析滑坡誘發(fā)的填方路堤滑塌情況，為類似道路病害提供參考。1滑塌體與滑坡特征1.1路堤滑塌特征如圖1、圖2所示，H2滑坡發(fā)育與公路路堤擋墻下方，H2滑坡在長(zhǎng)期的降雨等作用下，發(fā)生變形滑動(dòng)，導(dǎo)致岔小線公路K15+250m路段擋墻基礎(chǔ)掏空、半幅路面出現(xiàn)沉降拉裂。2021年8月15日上午，岔小公路K15+250m路段下?lián)鯄A(chǔ)失穩(wěn)坍塌，進(jìn)而造成內(nèi)側(cè)路面牽引式坍塌。主滑方向約280°，滑塌面積約520㎡，滑體方量約2600m3?；w后緣以拉張裂縫為界，該裂縫長(zhǎng)約40~45m，走向約192°，中部與公路走向近平行，兩端與公路主軸線斜交，形成滑坡左右邊界。裂縫寬約35~40cm，深度約85cm~120cm，下錯(cuò)約20~120cm，裂縫中部外側(cè)半幅道路已整體下滑，形成近陡立的滑坡壁。左側(cè)牽引作用導(dǎo)致?lián)鯄ρ胤挚p處整體下滑，未整體下滑的擋墻頂部有拉裂縫延伸至此，其底部局部臨空，擋墻有進(jìn)一步垮塌趨勢(shì)。右側(cè)擋墻墻頂外側(cè)塌陷，拉裂縫貫穿墻底，臨近滑坡部分擋墻呈臺(tái)階狀錯(cuò)斷，局部臨空。坡體下滑后，堆積于下部沖溝中，部分滑體覆蓋于H2滑坡上部，上部堆積體中塊碎石粒徑較小，約5~20mm。漿砌塊石擋墻滑塌潰散后，塊石運(yùn)動(dòng)距離較遠(yuǎn)，堆積于滑坡下部，部分滾落至H2滑坡后緣，塊石成分為白云質(zhì)灰?guī)r，塊徑多為0.2～0.4m，最大塊徑可達(dá)0.5～1.0m。

圖1路堤滑塌與滑坡平面圖1.2滑坡基本特征H2滑坡平面上呈“舌”形，縱向長(zhǎng)約83m，橫向?qū)捈s22m，主滑方向約242°，面積約1826m2，后緣高程為2117m，前緣高程為2084m，高差為33m。厚度約4~11m，平均厚度約7.5m，滑坡體方量約13695m3。該滑坡左側(cè)（在滑坡頂從上往下）以下滑形成沖切陡坎為界，下部陡坎高約1.0~2.5m，坡度約45°~55°，滑坡左上部陡坎高約5.0~7.5m，導(dǎo)致部分擋墻墻角臨空?；掠覀?cè)以沖溝為界，沖溝下切深度約1.5~2.0m，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查走訪，該滑坡在右側(cè)沖溝侵蝕、掏蝕作用下，雨季經(jīng)常有小規(guī)模溜滑、滑塌，而非一次性滑坡最終形成現(xiàn)狀。H2滑坡后緣被H1滑坡所覆蓋，分界明顯，覆蓋厚度約0.5~4.0m。H2滑體物質(zhì)成分為粉質(zhì)粘土夾碎石，厚度一般在2.0～6.0m。粉質(zhì)粘土呈紅褐色，成分以黏粒為主，粉粒為次，成可塑狀~軟塑狀，黏性較差，碎石母巖成分為砂巖、灰?guī)r等，顆粒一般在20～50mm含量約25%~30%，此外有少量自上部斜坡崩落塊石，塊徑約20~50cm。坡表植被較好。圖2全貌照片

2地層巖性滑坡區(qū)出露地層巖性為第四系全系統(tǒng)填筑土層（Q4ml）、第四系殘坡積（Q4el+dl）、第四系滑坡堆積層（Q4del）、寒武系第五段白云質(zhì)灰?guī)r（?wl5），如圖3，由新至老簡(jiǎn)述如下：（1）第四系①第四系全系統(tǒng)填筑土層（Q4ml）主要為人工填筑的路基碎石土、人工澆筑的混凝土路面，路基填土為含碎石為粉質(zhì)粘土，厚度一般在0.3～7.0m。碎石母巖成分為砂巖、灰?guī)r等，顆粒一般在5～20mm含量約15%~20%。②第四系全新統(tǒng)殘坡積層（Q4el+dl）主要分布于公路上部或下部斜坡地段，為含碎石粉質(zhì)粘土，紅褐色，可塑狀，碎石成分為白云質(zhì)灰?guī)r，粒徑約2mm～25mm，碎石含量在5%~10%。③第四系滑坡堆積層（Q4del）H1滑坡堆積物主要為含碎石粉質(zhì)粘土，厚度一般在0.3～7.0m。粉質(zhì)粘土呈紅褐色，成分以黏粒為主，粉粒為次，成可塑狀，部分粉粒含量較高，黏性較差，碎石母巖成分為砂巖、灰?guī)r等，顆粒一般在5～20mm含量約15%~20%。此外，漿砌塊石擋墻垮塌潰散，塊石運(yùn)動(dòng)距離較遠(yuǎn)，塊石成分為白云質(zhì)灰?guī)r，塊徑大小不一，大者可達(dá)0.5～1.0m，小者多在0.2～0.4m。H2滑坡堆積物為含碎石為粉質(zhì)粘土，厚度一般在4～11m。粉質(zhì)粘土呈紅褐色，成分以黏粒為主，粉粒為次，成可塑狀~軟塑狀，黏性較差，碎石母巖成分為砂巖、灰?guī)r等，顆粒一般在20～50mm含量約25%~30%，此外有少量自上部斜坡崩落塊石，塊徑約20~50cm。（2）寒武系第五段白云質(zhì)灰?guī)r（?wl5）灰白色、灰黑色白云質(zhì)灰?guī)r，在道路內(nèi)側(cè)、下部溝谷切割處均有出露，晶粒結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，錘擊聲清脆，層面產(chǎn)狀為358°∠65°，發(fā)育兩組節(jié)理，產(chǎn)狀為L(zhǎng)1：217°∠45°，L2：271°∠85°，巖芯呈塊狀、短柱狀。圖3滑塌區(qū)1-1主剖面圖3路堤滑塌影響因素及破壞機(jī)制3.1滑坡影響因素分析根據(jù)調(diào)查和收集資料分析，滑坡變形與其所處的地質(zhì)環(huán)境密切相關(guān)：（1）地形地貌：地面地形坡度較陡，公路上部坡度約30°~35°，公路下方地形坡度約20°~25°，具備滑移條件。（2）降雨影響：①、降雨使路基填筑體飽水軟化，土體自重增加，入滲后沿土體裂隙面構(gòu)成的滑動(dòng)面徑流排泄，降低了滑體與滑床間的摩阻力，抗剪強(qiáng)度降低；②、在長(zhǎng)時(shí)間或強(qiáng)降雨條件下，下方形成H2滑坡，同時(shí)H2滑坡坡腳受沖溝沖刷、侵蝕，不斷產(chǎn)生小規(guī)模溜滑、滑塌，長(zhǎng)期積累，導(dǎo)致?lián)鯄δ_臨空而失去支撐，繼而引發(fā)路基滑坡。（3）人類工程活動(dòng)的影響：人類工程活動(dòng)主要表現(xiàn)為上部車輛荷載作用，由于道路常有重型車輛通過(guò)，拉砂石等車輛載重大，也是導(dǎo)致滑坡的重要因素。3.2滑坡形成機(jī)制分析滑坡形成受地形坡度、降雨及人類活動(dòng)等多種因素影響。所在地形上陡下緩，公路上部地表坡度約30°~35°，公路下方地形坡度約20°~25°，具備滑移條件；在降雨的作用下，道路填筑體本身物理力學(xué)參數(shù)降低，重度增加，且其下方形成H2滑坡，該滑坡下滑使得擋墻墻腳局部臨空，失去支撐，加之上部車輛自重荷載、震動(dòng)荷載等影響，最終邊坡在雨后坍塌，形成滑坡，H1滑坡方量約2600m3，H2滑坡體方量約13695m3，兩個(gè)滑坡體總方量約16295m3。綜上，該滑坡為一小型牽引式土質(zhì)滑坡。4治理工程方案針對(duì)路堤滑塌情況，本工程提出兩種治理方案，如圖4，分述如下：圖4治理方案布置主剖面圖注：左圖為方案一，右圖為方案二方案一：錨拉樁+樁間板挖除受本次滑坡影響已產(chǎn)生拉裂破壞的北側(cè)擋土墻；南側(cè)擋土墻靠近本次滑坡部分已拉裂破壞，且自滑塌位置向南10.0m擋墻受H2滑坡影響，墻腳已臨空，清除擋土墻，修建錨拉樁，樁頂高程與原擋墻頂一致，樁身施加錨索，樁間設(shè)計(jì)擋土板，恢復(fù)路面。方案二：錨拉樁+托梁+衡重式擋土墻挖除受本次滑坡影響已產(chǎn)生拉裂破壞的北側(cè)擋土墻；南側(cè)擋土墻靠近本次滑坡部分已拉裂破壞，且自滑塌位置向南10.0m擋墻受H2滑坡影響，墻腳已臨空，清除擋土墻，修建錨拉樁，樁身施加錨索，樁頂設(shè)計(jì)托梁，衡重式擋墻修建于托梁上，恢復(fù)路面。5結(jié)論（1）路堤滑塌受地形地貌、降雨、人類工程活動(dòng)等因素影響，同時(shí)與其下方的滑坡密切相關(guān)。（2）H2滑坡使得擋墻墻腳局部臨空，失去支撐，加之上部車輛自重荷載、震動(dòng)荷載等影響，最終邊坡在雨后坍塌，形成滑坡，該滑坡為一小型牽引式土質(zhì)滑坡。（3）路堤滑塌防治工程可采取錨拉樁+樁間板方案或錨拉樁+托梁+衡重式擋土墻方案，兩種方案均能達(dá)到治理的目的。Reference[1]韓濤.汶路基水毀災(zāi)害識(shí)別技術(shù)及防治措施研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué).[2]李俊