米亚罗滑坡变形机理及治理方案

2021-03-19康伦杨昌风邵江罗博宇

四川建筑 2021年6期

康伦杨昌风邵江罗博宇

通过地质钻探及研究工作，发现米亚罗滑坡其致灾因素主要为地形地质条件、地震影响、降雨及附近高速公路隧道爆破施工影响;文章在研究山体变形成因机制基础上，判别滑坡体长期稳定性，提出了三种处治方案进行对比分析，科学制定了绕避滑坡体的治理方案，可供类似滑坡变形公路损毁处治参考。

滑坡变形; 致灾机理; 稳定分析; 隧道绕避

P642.22 A

[定稿日期]2021-06-07

[作者简介]康伦（1988～），男，硕士，工程师，从事公路路线路基设计工作。

2020年7月24日至2020年7月30日四川省阿坝州米亚罗段国道317线K254+660～K254+780段出现路基开裂、路面凸起及内侧挡墙开裂等变形现象，且变形扩展较快。由于正值雨季，坡面表层垮塌严重，鉴于该边坡变形迹象强烈，情况危急，若受强降雨等不利条件影响，可能诱发较大规模的滑移失稳，威胁交通及行人安全。地灾发现后，相关部门立即响应，组织专业人员现场调查和地质钻探工作，分析滑坡体变形机理及规模，并研究治理方案。本文通过对米亚罗滑坡进行变形机理成因分析，为国道317线滑坡治理或路线绕避方案研究提供科学依据。

1 米亚罗滑坡变形机理分析

1.1 滑坡变形体规模

米亚罗滑坡变形体位于米亚罗镇西侧约1.5 km，分布于杂古脑河左岸。滑坡平面形态呈圈椅状，滑坡体前缘宽约300 m，纵向长约350 m，后缘距公路高差约350 m，滑动方向145°，坡形较顺直。变形体平均厚度约30 m，变形体方量约320×104 m3，为大型牵引式崩滑堆积体滑坡（图1）。

1.2 滑坡变形特征

滑坡体前缘为推挤抗滑变形区，宽度约200 m，以崩滑、坡面溜滑及路面臌胀为主要变形特征。坡脚覆盖层厚约25 m，上部为砾砂及碎石，下部为块石土，推测滑坡剪出口位于河床砾砂与块石土附近;中部为主滑变形区，以两侧的下错裂缝、坡体中部张拉裂缝及局部滑塌为主要变形特征。中部覆盖层厚度达53 m，成分以崩坡积碎、块石及角砾为主，骨架空隙以粘土充填。滑坡后缘以牵引错台为主要变形特征。

据钻孔揭示，滑体主要物质组成为崩坡积块碎石堆积体。以坡形、错台及裂缝延展形迹推测，滑体错动带发育于块石土底部厚5～10 m的块石质土层中。

1.3 滑坡变形体成因

1.3.1 地形条件及地层结构

测区位于四川省西北部，属高山侵蚀峡谷地貌区，地形切割剧烈，山高谷深。滑坡位于来苏河左岸，区内相对高点为北东侧山脊，标高约3 150 m，相对低点为来苏河河床，标高约2 756 m，相对高差约394 m。边坡中上部为林地，植被发育。滑坡所处边坡为两山脊之间的凹槽，坡向约210°，坡度60～70°。坡体下部较陡，单面临空，中部为上山道路开挖形成的宽缓平台，上部较坡脚稍缓，滑坡中上部斜坡发育多级台阶。

坡体多被第四系松散物覆盖，局部出露基岩，坡体表部覆盖崩坡积的块碎石土，结构松散。下覆基岩为三叠系杂谷脑组变质砂岩和千枚岩，千枚岩受力易分解为薄片，易风化成岩屑，遇水易泥化、软化，岩体结构有利于发生变形破坏。

1.3.2 地质构造及地震的影响

工点位于米亚罗断层南侧，岩体较破碎。受汶川地震影响，后期米亚罗附近出现多次余震的影响，工程区附近多次发生崩塌、滑坡等地质灾害。地震作用破坏了坡体结构，降低了边坡的自稳能力，为坡体进一步变形提供了条件。

1.3.3 季节强降雨影响

降雨是诱发山体变形的主要因素之一，尤其是持续高强度降雨。2019年雨季持续降雨时间较长，雨量较大，引发了坡脚处浅层滑塌;2020年雨季米亚罗遭遇了20 d左右持续强降雨影响，加之坡面裸露，裂缝未及时封闭，地表水渗入坡体内，导致岩土体强度条件改变。特别是短时强降雨，坡体内水体不能及时排泄，岩土体吸水饱和，坡体稳定性骤减，当强度降低到一定程度，在滑体重力作用下滑体将沿软弱面产生变形滑动。

1.3.4 汶马高速隧道施工影响

米亚罗滑坡体距离汶马高速公路米亚罗2号隧道轴线约200 m，高速公路隧道施工采用钻爆法，爆破施工加剧了坡体内结构的变化，进一步降低了边坡的稳定性;受爆破施工的影响，斜坡中上部坡表产生了新生裂缝，也为地表水下渗提供了通道。

2 米亚罗变形体稳定性分析

2.1 滑带C、Φ值确定

根据取土实验分析和反算指标两种途径进行对比分析，根据现场所调查滑坡稳定性情况及反算的滑带抗剪强度参数，考虑实际滑带土中的含水率等影响，对实验参数进行适当折减，最终确定主滑段天然状态下参数为c= 9 kN，φ=33.2°，饱和状态下c= 6 kN，φ=26.4°;抗滑段天然状态下参数为c=2 kN，φ=23.7°，饱和状态下c=2 kN，φ=20.3°。据滑体取样原状土体容重试验结果，主滑段天然、地震容重取21.4 kN/m3，饱和容重取21.4 kN/m3;抗滑段天然、地震容重取19.4 kN/m3，饱和容重取20.2 kN/m3。

2.2 计算工况

场地区域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，地震基本烈度为Ⅷ度，应进行地震工况计算。本次滑坡计算采取以下3种工况：天然工况（自重）、暴雨工况（自重+极端暴雨）、地震工况（自重+强地震）。

2.3 滑坡稳定性及下滑推力计算

根据确定的工况及参数，按坡体现状，对1号及2号断面进行推力计算（圖2）。

根据滑坡体特征将主滑断面1-1，剖面划分为13个条块，采用滑坡稳定性计算软件分析得知：当设计安全系数取K=1.3，三种工况条件下都是中部的滑块6的滑块推力最大，天然工况下6号滑块的推力F=21 030.45 kN/m;地震工况下6号滑块的推力F=2 483.30 kN/m;饱和工况下6号滑块的推力F=33 192.90 kN/m。

2.4 滑坡稳定性评价及发展趋势

现阶段滑坡体天然工况处于基本稳定状态，暴雨及地震工况处于欠稳定状态。现边坡变形迹象强烈，若后续发生强降雨等不利条件诱发，坡体可能发生较大规模的滑移失稳。因紧邻G317线，对来往交通及行人安全构成很大威胁，并有造成交通断道及堰塞湖可能。

3 处治设计方案

3.1 方案拟定

根据现场勘察结果，初步拟定了以下三个方案：

（1）方案一（抗滑桩方案）：结合前缘滑面较缓的特点，本方案将路堤抬高10 m于滑体前缘形成反压，避免滑体前缘的溜滑;于左侧路肩处设双排H型抗滑桩，桩长分别为20 m、25 m，以适应前缘河道冲刷及巨大滑坡推力;同时，于现滑塌坡面上设置3×3 m预应力框架锚索，以进一步分提滑坡推力;同时，于滑坡外围周界设置环形截排水沟（图3）。

本方案设抗滑桩138根，锚索152 400 m，施工工期约10个月。投资费用约1.97亿元。

（2）方案二（本岸隧道绕避方案）：该方案考虑在滑坡体本岸设置长约820 m长的隧道从滑坡体下稳定基岩层通过，设计标高距离基岩面约40 m;投资费用约9 000万元，建设工期约18个月（图4）。

（3）方案三（换岸隧道绕避方案）：该方案考虑换至滑坡体对岸设置长约790 m长的隧道绕避滑坡体，同时需要设置桥梁120 m/2座跨越来苏河;投资费用约11 000万元，建设工期约18个月。

3.2 方案优缺点及比选

治理方案比较见表1。

经方案比选，方案二（本案隧道绕避方案）工程投资费用最低，完全绕避了滑坡体，能起到一劳永逸的效果，同时，施工隧道期间既有道路的保通容易;因此，建議采用方案二（本岸隧道绕避方案）。

通过对米亚罗滑坡变形体进行现场调查、地质钻探工作，分析变形体成因机制，判别变形体稳定性，从而提出了三种处治方案。经对比分析，推荐采用隧道绕避的方案，可供类似地震山区滑坡变形公路损毁后，科学制定处治或绕避方案参考。

参考文献

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[3] 柴永，朱保坤，张建涛.山区公路滑坡工程地质勘察实例剖析[J].科技风.2018.（19）.

[4] 杨军.高速公路滑坡治理问题的研究[J].黑龙江科技信息.2013（21）.