温福铁路K138滑坡病害原因分析及整治

2010-11-29徐琳

铁道勘察 2010年1期

徐琳

(中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北武汉 430063)

1 工程概况

温福铁路地处闽浙二省东部沿海地带,线路所经地区地形地貌较为复杂,地形总的趋势是西北高、东南低。其中温州至苍南段主要为滨海海积平原,局部为低山丘陵区;苍南至福州以低山丘陵为主,地势起伏较大,峰顶高程200～800m,多呈尖顶状,山坡陡峭,自然坡度20°～50°。

K138滑坡位于DK138+341.25～K138+578.75左侧,沿线路长237.5m,滑坡横向宽35m,最大主轴宽55m,滑坡体面积约6100m2,滑动面平均深10m,总体积约60000m3。该段路基原设计在丘陵斜坡中下部以中心挖深4～11m的路堑通过,左侧堑坡高5.5～21.2m,下部设重力式路堑挡墙,墙高3～8m,墙身采用C15片石混凝土;挡墙以上堑坡设M7.5浆砌片石拱型截水骨架护坡;护坡高约8.0m。

2006年开工,2007年3月设计边坡骨架护坡施工完毕,挡土墙也仅75m未施工。2007年5月底,施工挡土墙基础时,因台风影响造成连续降雨无法施工,至2007年6月15号,台风降雨过后,发现K138+360、+390、+420、+480、+500、+510、+530左侧骨架护坡底部以上3m左右多处有地下水渗出。山体上部缓坡出现多条弧形裂缝,天沟边堑坡产生了明显滑动。K138+430～K138+488段路堑左侧挡土墙顶山体沿平台截水沟向右侧产生滑动,骨架护坡上出现多处开裂(1～3号裂缝),天沟处出现开裂,裂缝宽5～10cm。

2007年6月18日上午,山体沿骨架护坡上部天沟边整体下滑,形成5号弧形裂缝,后缘错台高0.5～1.2m,裂缝宽10～80cm,且堑顶外约15～30m既有小路也出现两条小裂缝(6号、7号不连续裂缝,裂缝宽1～3cm);至6月20日,6号、7号裂缝形成连续弧形裂缝,裂缝宽5～10cm,后缘错台1～5cm高;并同时出现8号裂缝(裂缝宽2～6cm,后缘错台高1～3 cm,见图1)。

图1 滑坡工程地质平面

2 自然地理

该工点处于丘陵斜坡,相对高差20～60m,自然坡度15°～28°,坡表灌木丛生,植被发育,冲沟较发育。线路于丘坡中下部以挖方通过,挖深4～12m,左边坡最高达22m。

该区属亚热带海洋性气候,四季分明,冬天严寒,夏无酷暑,雨量充沛,温暖湿润,植被茂盛,无霜期长,台风频繁,年平均气温13～19℃,极端最高气温43.2℃,极端最低气温-3.4～-10.5℃。年平均降水量1 100～1800mm,年最大降水量2552.6mm,最小905 mm,每年4月至6月为雨季,7月至9月为台风季节,10月至第二年2月为旱季。

3 地层岩性

该区基岩为侏罗系上统小溪组下段(J3X),由一套火山碎屑沉积岩组成,地层由新到老分述如下:

(1)第四系残积土(Qel),主要为粉质黏土,淡红色、灰黄色,一般为硬塑状,遇水易软化,软化后呈软塑状,局部夹凝灰岩角砾,厚3～6m,分布于丘陵中部滑坡体表层。

(2)第四系坡积—洪积层(Qdl+pl),块石、碎石土,灰绿色—褐黄色,稍密—中密,稍湿,结构较松散,厚2～3.5m。

(3)小溪组下段(J3x),由浅灰或灰色凝灰质砂岩,粉砂岩夹少量灰色流纹质晶屑凝灰岩等组成。凝灰岩全风化层,厚大于6m,灰黄色夹灰绿色,岩芯呈硬塑状,夹凝灰岩块,局部为软塑状,含高岭土。以下为强、弱风化层(青灰色)。

4 水文地质

(1)该区地表冲沟发育,地表水多以片流的形式向冲沟汇集,沿冲沟向下排汇谷地中,流量受季节影响变化较大,尤以台风影响较大,每年7月至9月为台风季节,台风经常带来大到暴雨,大量雨水渗入地下。

(2)孔隙潜水主要存在于上部第四系残积、坡积(Qel+dl)层黏土,粉质黏土及凝灰岩全风化层中。在坡残积土中,呈多层和透镜状组成,具上层滞水性质,含水条件很不稳定。在凝灰岩全风化层中,由于母岩结构和成分的差异性以及风化的不均匀性,造成空间分布的复杂多变。地下水位2.5～11.3m,变化幅度大,主要受大气降水补给。

(3)裂隙水主要存在于基岩构造裂隙、层间裂隙和风化裂隙之中,不同岩性接触带也常含水,一般水量小,只在构造发生较强烈、构造破碎带及岩层节理裂隙发育部位,地下裂隙水才稍丰富。

5 滑坡形成的原因

对滑坡发生、发展过程结合地形地貌、地层岩性及水文地质条件等方面的综合分析,滑坡形成的主要原因有如下几点:

(1)山坡上覆坡残积、洪积粉质黏土,块石、碎石土结构松散,孔隙大,易于地表水的下渗,加之受区域地层的影响,岩层挤压破碎,糜棱岩普遍存在,叶腊石化、渌泥石化易见,节理裂隙发育,有利于地下水的运移。一方面,地表水经松散的块碎石土下渗在相对隔水的全风化岩层间易形成潮湿的软弱面;另一方面,地下水的运移、不断地侵蚀和软化软弱结构面,使斜坡体随软弱结构面易产生向外的蠕变,在全风化与强风化层面间或全风化层的软弱夹层形成滑动面。从钻孔及施工开挖揭示分析,随路堑开挖,滑坡由浅部向深部发展,滑动面大部分形成于全风化凝灰岩层内的软弱结构面间,局部形成于全风化与强风化的界面附近(见图2)。

(2)人为活动。本段路堑是拉槽贯通式开挖,形成长达150m,高10～21m的高边坡,且支挡滞后,破坏自然山坡的平衡状态。

图2 代表性横断面K138+450

(3)气候及水的作用。本区属亚热带海洋性气候,水量充沛,受台风影响,暴雨多发。2007年5月28日～6月15日,因台风影响,温福铁路沿线连续强降雨,6月5日至6月11日普降暴雨,大量的雨水沿坡面灌渗,地面裂隙的出现又增加了表水的下渗。土体因吸水饱和形成饱和软化带。这不仅增大了岩土体的重量,而且地下水对滑带土的长期浸润致使其抗剪强度显著降低。同时雨水下渗使地下水水力坡度增大,动水、静水压力增大,下滑力剧增。

综上所述:工点岩土特性是发育滑坡的内在原因,而台风影响连续强降雨及施工开挖、支挡不及时,使山体失去平衡是滑坡产生的外部原因,因此该滑坡属典型的工程滑坡。