杭瑞高速公路杨树坪滑坡的成因与稳定性分析

张五洲

摘 要：滑坡对应路基段为深挖路堑段，岩层产状顺倾，工程开挖后坡脚临空；坡体内灰岩裂隙发育，层间含泥化夹层，在受到基岩裂隙水和风化作用时，其抗剪强度降低，坡体稳定性下降；人类工程活动和大气降水使坡体滑移变形进一步发展，进而产生大规模的滑坡。通过稳定性分析并计算剩余下滑力，提出滑坡的治理方案。

关键词：滑坡 工程地质条件 深层位移 稳定性

1 概述

杭州至瑞丽高速公路（思南至遵义段）第SZTJS-12合同段K262+600～K262+780段右侧边坡地处湄潭县大沟湾，东连填方路基，西接杨树坪大桥，右侧最大坡高40.258m。区属构造剥蚀低山沟谷斜坡地貌，覆盖层为碎石土，出露岩性为奥陶系下统湄潭组中厚层至厚层状粉砂质泥岩、灰岩、泥岩。出露岩层产状173°∠23°，设计该段路线走向250°～258°，边坡为顺向坡。该路段路基开挖至第一级边坡时，整段路基开始出现滑塌而停工，滑坡深度超过20米，坡顶以上45米区域内出现裂缝；据初次滑塌的处理意见在进行第三级边坡以上部分施工时，边坡出现新的、更大范围的滑塌，坡顶190米区域内出现裂缝，最大裂缝宽度达10cm，滑动现象明显。

2.滑坡区概况

2.1地层岩性

滑坡区坡体上覆第四系全新统残坡积碎石土、路堑开挖引起的滑塌体，下伏奥陶系下统湄潭组粉砂质泥岩、灰岩（局部夹泥质灰岩、泥灰岩）、钙质泥岩（局部夹泥灰岩）。灰岩岩体节理、张性～微张裂隙发育（当存在斜破临空面时易沿节理、裂隙面产生下滑现象），岩质较坚硬，岩体较破碎，节理面间局部见粘土充填，层面间存在泥化现象。

2.2地质构造

滑坡地处黔北台隆湄潭复背斜湄潭背斜西北翼，以南北向褶皱、北东向断裂为主，褶皱主要有湄潭背斜，断裂主要有湄潭——黄家坝——走马井断裂。

滑坡区出露地层产状为倾向122°～177°，倾角6°～23°（岩层倾角由坡脚向坡体后缘逐渐变缓为6～8°），在路基开挖段内呈顺倾产状。节理裂隙发育情况主要受区域构造作用控制，该边坡主要发育2组（1、倾向有NW，其节理产状316～330°∠62～79°；2、倾向有NE，其节理产状50～63°∠62～82°）。以剪切、闭合～微张裂隙为主，密度1～2条/m不等（这类裂隙在外力作用下将岩体分割成矩形、不规则形块体等）。

2.3 水文地质条件

路线右侧为缓倾斜坡，地表水系不发育，坡面无积水体，大气降水沿坡面汇集下渗流向坡脚，覆盖层及强风化层结构松散，透水性强，部分地表水下渗坡体。场区地下水丰富，类型为松散岩孔隙水和基岩裂隙水，下伏中风化泥岩为相对隔水层。滑坡体左、右两侧均有地下水出露，常年积水。

3.滑坡体特征

根据钻探、高密度电法、钻孔深部位移测斜和地质调查等成果综合分析确定，滑动主要沿灰岩的泥化夹层发生，此夹层厚度仅有3mm～12mm，局部达30mm，且灰岩岩体裂隙发育，裂隙在外力作用下将岩体分割成矩形、不规则形块体，因此滑塌体前部灰岩呈大块崩塌状，层间相对错动。估算滑坡体积约85×104m3，根据《工程地质勘察规范》的分类标准，该滑坡为大型岩质顺层滑坡。

为探求滑坡的运动和变形规律，在滑坡面上布置11个深部位移测斜孔对坡体进行深部位移监测，以确认滑动面的具体位置。

滑坡变形监测是分析滑坡地质结构、变

形动态特征的依据，是滑坡整治工程信息化设计及灾害预测、预报的可靠技术保障。其中滑坡深部位移监测是滑坡变形监测的重要内容，其可准确确定滑面位置，研究滑坡目前性状及其发展趋势，以及为整治工程提供重要的实时动态信息。如图1、图2，JCK2（K262+645右侧60m）测斜孔位移曲线所示，在地面以下9m处形成了较明显的滑动面，滑动面以上位移较大，而下部位移较小；JCK3（K262+645右侧100m）测斜孔位移曲线所示，在地面以下16m处形成了较明显的滑动面，滑动面以上位移较大，而下部位移较小。曲线显示在滑坡体内部已形成明显的贯通性滑动面，表明滑坡在监测时段内以中厚层整体滑移为主。

根据监测资料和钻探成果可以对滑坡滑动面的分布情况、滑动机制作出判断。杨树坪滑坡主滑纵剖面上的JCK7、JCK8监测孔前期位移均较小，并没有形成贯通性滑动面的迹象。但随着工程开挖的进行，后期监测资料成果显示，已有沿JCK2测斜孔距孔口9m处、JCK3测斜孔距孔口16m处形成潜在贯通性滑动面的迹象。这与JCK2测斜孔下部隆起开裂带和JCK3测斜孔后缘地面裂缝扩张是一致的，这也是路基边坡坡脚开挖后使得滑坡体产生临空面这种人为因素引起坡体失稳和7、8月该地连降暴雨诱发坡体失稳的反映。杨树坪滑坡主滑纵剖面上的JCK2、JCK3测斜孔在2013年9月中旬以前，位移都较大，但自9月底起，滑坡变形有所减缓，这是由于路基边坡施工过程中刷坡减荷后将土石方堆于坡脚起到暂时支挡坡体下滑作用和该段时间天气晴朗的原因所造成的。可见人类活动和大气降水是杨树坪滑坡变形发展的主要原因。

4.穩定性分析及治理方案建议

4.1稳定性分析

根据滑坡调查结合钻探、挖探、高密度电探及钻孔深部位移测试，滑动面形成受已有结构面控制，此结构面处在灰岩层中，为层间泥化夹层（厚度3mm～12mm），取样进行室内试验。

滑面强度指标参照土工试验结果，采用反算法进行主滑段滑动面抗剪强度指标计算。根据反算结果，计算主滑段面各断面稳定系数见下表：

稳定性计算结果表明，该滑坡在现状条件下，在自然状态和暴雨状态下的稳定系数基本小于1.0或接近1.0，说明滑坡处于不稳定状态。设计边坡条件下，因边坡持续开挖，将使滑坡的稳定性降低。

该滑坡周界清楚，前缘剪出口清晰，牵引变形特征明显，受前缘开挖影响和降雨的影响，牵引变形正在逐步加剧。目前滑坡整体上处于相对不稳定状态，在降水和开挖等因素影响下，滑坡容易产生进一步的滑动，滑面会延伸至中风化灰岩与下层泥岩的交界面，甚至更深。滑坡一旦整体滑动将会给施工造成很大影响，将给后期治理带来困难。

4.2剩余下滑力计算

根据上述滑坡力学参数值，采用传递系数法，使用软件对滑坡三个断面（K262+680、K262+720和K262+755）分别进行剩余下滑力计算，计算结果如下表：

4.3治理方案建议

有以上分析计算可知：①路基右侧边坡为滑坡体，滑坡推力较大，本着滑坡治理“固脚强腰”的原则在路基右侧边缘及滑体中部分别设置一排抗滑桩，以防止坡体继续下滑，抗滑桩锚固段应自灰岩下稳定中风化泥岩算起；②为防止上排抗滑桩桩顶以上坡体发生浅层滑移，从桩顶溜出而“冒顶”，在上排桩以上坡体适当位置设置框架锚索进行防护；③由于右边坡仍在滑动，因此在滑体内进行施工作业安全隐患较大，为保证施工安全，建议对已开挖的路槽进行反压回填；④为减少大气降水的影响，建议对坡体后缘裂缝进行回填封闭，并在开挖坡口线以外设置必要的排水措施以疏导地表水。

本滑坡按上述主要结构布置后在各段均辅以截排水措施进行治理，至今已通车营运一年多，坡体趋于稳定，滑坡治理达到预期的目的。

5.结论

根据上述分析，可以得出以下结论：

（1）滑坡治理成功与否必须勘察论证分析准确，既要分析论证滑坡参数又要结合实际准确区分各区段岩土体的真实组成和结构，并清楚说明水的影响程度。

（2）滑坡深部位移监测是研究滑坡体内位移特征行之有效手段，它不仅能及时发现滑动面的发生、发展及其位置，而且可结合钻探反映滑坡的变形机制及发展趋势。

（3）治理结构物的布置需要充分考虑岩土组合特征，考虑滑动与工程施工的關联性和独立性，在充分分析论证后选择最有效位置设置支护结构（位置不合理会造成结构物工程量的增加，进而造成投资浪费或不安全），因此结构物位置的选择对此类滑坡治理尤为重要。

参考文献：

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