西藏某公路堆积体边坡稳定性勘察

唐 俊， 王 辉

(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

1 工程概况

该段边坡位于西藏自治区昌都市江达县岗托镇境内，起止桩号为K7+530～K7+640，位于金沙江西岸，拟建公路线位与坡体走向垂直。

2 勘探方法及工作量

本次勘察在收集相关资料的基础上，采用工程地质调绘、钻探结合室内试验等综合勘探手段对该边坡进行了综合勘探。完成剖面1条，钻孔2孔，勘探进尺92.4m，完成1/10 000地质调绘地形图A3图幅1幅1.0km2，1/2 000地质调绘地形图A3图幅1幅0.30km2。通过上述工作，基本查明了该边坡范围内的工程地质条件，为初步设计提供了必要的地质依据及设计参数。

3 气象、水文

3.1 气象

项目区属高原寒温带半湿润山地气候区，气候寒冷，具有低温干燥,日照充足,昼夜温差大，垂直分带明显的特点。年平均气温6.5℃，最大冻土深度0.8 m，每年10月下旬冻结开始，至次年4月上旬解冻完。年平均降水量613.3 mm，年最大降水量758.9 mm，最小降水量423.8 mm；年平均蒸发量1 637.1 mm，最大蒸发量1 911.1 mm，最小蒸发量145.9 mm，表现为蒸发量大、年温差小、日温差大的特点。蒸发量将近是降水量的4倍。年均日照时间2 051.7 h，无霜期156 d；每年10月份至次年5月份为季风期，多东南风，6～9月份为雨季，雨季降雨量占全年降雨量的87.8%，夏季常伴有短时大雨或暴雨及雨雪、冰雹交加现象，易造成山洪、泥石流灾害。平均相对湿度50%。主导风向为东南风和西北风，多年平均风速1.4 m/s，最大风速18 m/s。

3.2 水文

边坡位于金沙江西岸，地表水主要为金沙江及其一级支流岗托沟，如图1所示。

图1 边坡位置全景照片

金沙江由北向南从边坡东部流过。岗托沟位于金沙江西岸，呈树枝状分布，河床比降较大，河道狭窄，急流险滩常见，水力资源丰富，于路线左侧汇入金沙江。

边坡区河水水位变化大，流速较大，雨季流域暴雨强度大，汇流快，具有洪水暴涨暴落、洪峰流量较大的特点，而且河水含大量沙、石，冲刷力强。

4 场地工程地质及水文地质条件

4.1 地形、地貌

边坡区地貌主要为金沙江一级阶地，冲洪积堆积地貌，主要分布于金沙江西岸，地形变化相对较大，地面标高3 025～3 100 m。边坡坡脚修建G317，刷坡高度在8.0～10.0 m，坡度较陡，在60°左右。坡体上部坡度较缓，坡度在5～15°，植被较为发育，以灌木和杂草为主。

4.2 地层

本边坡段场地上部第①层和第②层为第四系残坡积(mQel+dl)角砾土、碎石土，第③层和第④层为第四系冲洪积(Qal+pl)细砂、卵石土，如图2所示。结合地质调绘、钻孔资料，场地地层具体工程地质特性分述如下：

图2 坡体开挖出露地层照片

①角砾土：灰白色，松散，粒径0.2～2.0 cm含量55%左右，粒径大于2.0 cm含量少，呈棱角形、次棱角形，成分主要为片岩，空隙为粉土等充填。层厚1.8 m左右，属于Ⅲ级硬土。

②碎石土：灰白色，松散，粒径0.2～2.0 cm含量15%左右，粒径2.0～6.0 cm含量55%左右，少量约8.0 cm，呈棱角形、次棱角形，成分主要为灰岩、片岩，空隙为粉土等充填。层厚1.0～3.3 m，属于Ⅲ级硬土。

③细砂：黄褐色，中密～密实，夹少量卵砾石，层厚在3.3～4.1 m，属于Ⅱ级普通土。

④卵石土：杂色，中密～密实，粒径0.2～2.0 cm含量15%左右，粒径2.0～6.0 cm含量70%左右，少量可达15.0 cm，呈亚圆形、次棱角形，空隙为粉土充填，局部夹少量漂石。层厚在31.3～32.8 m，属于Ⅲ级硬土。

④1细砂：棕褐色，稍密，偶夹卵石，层厚1.3～1.5 m，属Ⅱ级普通土。

⑤中风化片岩：灰绿色、青灰色，鳞片变晶结构，片状构造，岩质较软，节理裂隙发育，岩芯较完整，呈柱状、长柱状。未揭穿，属于Ⅴ级次坚石。

4.3 地质构造

项目区构造单元属于冈底斯-喜马拉雅构造区(Ⅰ)和羌塘-三江构造区(Ⅱ),为冈瓦纳大陆与泛华夏大陆的接合部位，主要构造形迹为断裂及褶皱。受构造影响，其岩体节理裂隙发育。边坡区未见断层构造发育。本次调查主要观测点描述见表1。

表1 调绘点一览表

4.4 新构造运动和地震

项目区新构造运动是在老构造运动的基础上发展起来的。在燕山-喜山期部份地区上升为陆地，侵蚀夷平作用使本区形成起伏平缓的高原原始地形。本区新构造运动主要表现为地壳的抬升而引起的活动断裂、地震、水热活动现象以及各级夷平面形成，冰川及其冰斗、角峰、刃脊地貌和第四系湖盆、谷地、河流阶地形成等。

根据《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2015)，场地基本地震动峰值加速度为0.15g。

4.5 水文地质

路线地表水系主要为金沙江水系。边坡段路线位于金沙江西岸。

边坡区地下水以松散岩类孔隙水为主。地下水主要接受大气降水、地表水、冰雪融水和常年性支谷侧向潜流补给。碎石土渗透能力强，有利于各种水源的入渗补给。在山麓斜坡上，由于分布位置高，一般高出当地河水面数米、数十米，地形上有利于地下水排泄而不利于赋存，且边坡地表蓄调水能力很弱，加上降水多为大、暴雨，地表集水流失快，停留入渗补给地下水短暂，从总体上看，补给条件差。

残坡积碎石土在突然接受大暴雨补给时，水位急剧上升，就会因排泄条件不畅而产生很大的动水压力，使土体抗剪强度降低而导致边坡坡面不稳，产生土质滑坡及塌方等病害。

由区域水文地质资料及附近工点水质分析资料可知，地表水及地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性。

4.6 不良地质和特殊性岩土

本次勘察表明，边坡区不良地质为强震区，特殊性岩土为冻土。

4.6.1 不良地质

本场地的地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.40 s，属强震区，设计应考虑采取抗震措施。

4.6.2 特殊性岩土

特殊性岩土主要为季节性冻土。根据区域资料，沿线年最大冻深为90 cm，每年10月下旬冻结开始，至次年4月上旬解冻完，总体来讲冻土对本项目影响不大。

5 边坡稳定性分析评价

5.1 定性分析

边坡区地貌主要为金沙江一级阶地，斜坡属下陡上缓型，稳定性较差。坡体上部坡度在5～15°，植被较为发育，以灌木和杂草为主，未见裂缝发育，可见少量台坎，如图3所示。边坡下部修建G317，刷坡高度在8.0～10.0 m，坡度较陡，在60°左右。边坡表层为2.0～3.0 m残坡积层，下为冲洪积卵石土，夹砂透镜体层。坡脚设置挡墙，坡面无防护，现状坡面破坏、滑塌较为普遍，如图4所示。边坡天然状态下稳定性较差，在暴雨或连续降雨状态下可能发生整体失稳，形成滑坡，对该拟建公路以及现状G317影响大。

图3 边坡坡顶照片

图4 边坡下部G317刷坡及滑塌照片

5.2 定量分析

(1)计算方法选择。根据定性分析的情况，选取典型断面(K7+530～K7+640段)进行稳定性计算。

本段边坡主体以角砾土、碎石土、细砂、卵石土为主，属土质坡，本次选用简化Bishop法计算。

(2)边坡体岩土的物理力学指标。本边坡地层计算参数采用本段边坡岩土试验，并参考附近同地质单元试验参数，结合工程经验和反演法计算综合确定。具体参数见表2。

表2 计算参数建议值一览表

(3)稳定性计算。本次边坡稳定性计算选用南京库伦公司的GEO5岩土软件。稳定性计算结果见表3。

表3 稳定性计算结果

5.3 稳定性评价

结合定性分析及定量计算结果，可以判明:该段边坡正常工况处于欠稳定状态，非正常工况下处于不稳定状态，可能滑动方量约3.81万m3。

6 边坡的处治建议

本次通过定性分析和代表性断面的定量计算，边坡稳定性差，建议对边坡加固，同时应做好封水、截排水措施。

7 结 论

(1)本次勘察在收集地灾资料的基础上，采用地质调绘、钻探及稳定性计算，判明该段边坡正常工况处于欠稳定状态，非正常工况下处于不稳定状态。

(2)拟建公路线位与边坡走向垂直，边坡稳定性差，对拟建公路安全影响大，且对现状G317运营存在安全隐患，建议对边坡加固，同时应做好封水、截排水措施。

(3)场地基本地震动峰值加速度分区属0.15g，属强震区。

(4)影响滑坡稳定的因素十分复杂，计算参数选取有一定人为因素，本段边坡计算参数采用附近同地质单元试验参数结合工程经验和反演法计算综合确定。