韩 健

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

膨胀土（岩）是一种高塑性黏土，黏粒成分主要由蒙脱石、伊利石等亲水矿物组成。土体随环境的干湿变化，具有吸水膨胀、软化、崩解和失水收缩、开裂、硬结现象，以及反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定。

顺向坡是指坡面走向、倾向与岩层走向、倾向一致或接近一致的层状结构的斜坡，包括自然顺层斜坡和人工开挖顺层边坡。斜坡岩体沿岩层层面、软弱夹层面或层间错动面剪切滑移而形成顺层滑坡是其主要的变形破坏方式。

文章以某既有铁路为例，简要介绍其中一处路堑滑坡病害发育情况，对其产生的原因进行分析并研究切实可行的治理方案。

1 工程概况

某膨胀土（岩）地区既有铁路已开通运营近10年，因施工质量不到位及养护不善等，出现了多处路基病害，威胁着铁路运营安全。其中某一路堑滑坡段路基长约300m，该段路堑左侧共2级边坡，最大边高度约20m，滑坡体体积约5万m3。

1.1 地形地貌

该段属于剥蚀丘陵区，地形起伏，自然坡度为20～30°，相对高差为20～30m。

1.2 地层岩性

地表覆盖第四系全新统残坡积粉质黏土（Qel+dl1），4棕红色、褐黄色，层厚1～4m，硬塑，Ⅱ级普通土，σ0=150kPa。

下伏基岩为下第三系渐-始新统泥岩（E2+3Ms）：紫红色、灰白色，泥质结构，薄层-中层状构造，岩质软，局部夹粉砂岩薄层。全风化，层厚1～6m，Ⅲ级硬土，σ0=200kPa；强风化，层厚2～4m，节理裂隙很发育，Ⅳ级软石，σ0=250kPa；弱风化，节理发育，Ⅳ级软石，σ0=400kPa。遇水极易软化、崩解，承载力急剧降低。泥岩主要节理产状为314°∠87°，41°∠86°，呈“X”形节理，组合产状对边坡稳定不利，节理间距为0.4～0.6m。

1.3 不良地质及特殊岩土

该段不良地质主要为顺层，岩层层理产状为5°∠16°，岩层走向与线路走向夹角为2°。岩层倾向线路右侧，左侧路堑边坡形成顺层，层面c=3kPa，φ=16°。

特殊岩土主要为膨胀土，由粉质黏土及全风化泥岩组成，主要分布于山坡表层，层厚1～4m，红褐色夹杂灰白色、黄褐色团块，土体裂隙较发育，见擦痕及光面。膨胀土主要物理力学性质指标如表1所示。

表1 膨胀土主要物理力学性质指标

根据《铁路工程特殊岩土勘察规程》（TB 10038—2012）中膨胀土（岩）的主要判定指标，判定该段膨胀土具有弱膨胀性。

1.4 水文地质及地震参数

地下水主要为基岩裂隙水，主要赋存于泥岩中，由大气降水补给，水量较小。地下水位埋深较大，勘察期间未见地下水露头。地震动峰值加速度小于0.05g，相当于地震基本烈度小于六度，地震动反应谱特征周期为0.35s。

1.5 气象条件

项目地处亚热带，属亚热带季风气候，年平均气温在14～22℃，年平均降水量为1237～1510mm。雨水多集中在4～8月，其降水量占年总量的51%。

2 滑坡现场调查情况及原因分析

2.1 现场调查

2019年7月6日—14日当地连续暴雨、大暴雨后，该段路堑边坡发生了变形滑塌，现场调查、测绘及勘探后得到滑坡应急测绘正射影像，如图1所示。

图1 滑坡应急测绘正射影像

边坡平台排水沟及堑顶截水沟多处淤积、堵塞，排水不畅，排水沟外侧沟壁挤压破坏严重。一级边坡明显变形，发育多条弧形裂缝，裂缝宽3～35cm，错距10～40cm，裂缝延伸长度16～20m，裂缝后壁倾向线路，倾角约85°。路堑挡墙整体发生挤出、位移，墙顶平台上发育有2条挤压鼓胀裂缝，裂缝平行于线路。现场边坡裂缝及损毁情况如图2所示。

图2 现场边坡裂缝及损毁情况

2.2 原因分析

2019年7月6日—14日当地遭受多轮强降雨袭击，出现近年持续时间最长的连续暴雨、大暴雨天气，最大日降水量为105.9mm。边坡平台排水沟及堑顶截水沟淤积、堵塞，排水不畅，降水大量下渗。表层粉质黏土及全、强风化泥岩在长期、大量的降雨入渗情况下，其含水率增大，自重增大，抗剪强度降低，自稳性变差，引发变形滑塌。

滑坡发生后，铁路公司组织设计、施工、监理单位以及工务段等多方进行了病害整治责任分析会。根据勘查滑坡段现场破检结果，会议研究后明确：施工单位未按设计图纸施作路基段防护工程，支挡防护不到位，施工质量差，是发生边坡滑坡的主要原因。

3 滑坡治理方案建议

根据现场路基病害情况，从支挡加固、边坡防护及路基排水等方面综合考虑，及时采取针对性的措施进行整治，以保障铁路运营安全。滑坡段治理措施横断面如图3所示。

图3 滑坡段治理措施横断面

3.1 支挡加固

根据滑坡原因分析，此次滑坡病害除了连续强降雨的直接因素，施工质量差以及未按原设计方案进行加固防护是滑坡产生的主要原因。因此，此滑坡病害的治理措施主要从加强支挡防止再次发生滑坡的角度入手。

为避免滑坡体继续发展，在滑坡体后缘设置一排抗滑桩。采用钢筋混凝土浇筑，桩身尺寸为2.0m×2.25m（宽×厚），桩间距为6.0m，桩长12～14m；桩后插钢筋混凝土预制板，间隔或分层开挖桩前滑坡体并拆除损毁挡土墙；桩前平台宽度不小于5m，采用锚杆加固等措施加强桩前剩余土体的整体稳定性。

3.2 边坡防护

为有效隔防雨水，减弱膨胀土的干缩湿胀效应，增强边坡土体的稳定性，结合浅层破坏情况，该段路堑边坡采用带截水槽的锚杆框架梁内空心砖客土植草防护。框架梁采用钢筋混凝土浇筑，桩顶以上二级边坡锚杆长度为12.0m，桩前边坡锚杆长度为6m，边坡坡率在1∶1.75～1∶2。

3.3 路基排水

由于表层粉质黏土及全风化泥岩具弱膨胀性，泥岩遇水极易软化、崩解，因此加强排水措施设置，确保排水畅通，减少水对路基的影响，是整治膨胀土（岩）路基病害、保证路基稳定的关键。

立即截排地表水及坡面积水，对所有裂缝采用黏土夯填封闭，避免雨水冲刷边坡和下渗到膨胀土中。堑顶外根据地形设置天沟，边坡设置仰斜排水孔等地下排水措施，并及时疏通淤积、堵塞的排水沟，修复已损坏的侧沟，保证排水通畅。

4 结束语

滑坡稳定性主要受其内部因素（地质结构和地层岩性）控制，同时又受外部因素（降雨及人类工程活动）影响。干湿循环导致膨胀土（岩）强度衰减以及顺层边坡易沿软弱层面滑动的受力特点是膨胀土（岩）地区顺层滑坡病害频发的主要内因，水是促使滑坡发生和发展的主要外因，加强路基防排水是保证边坡稳定、整治膨胀土路基病害的关键所在。对滑坡体清方减重、设置支挡结构（抗滑桩），可以有效改善滑体的力学平衡条件，是滑坡治理中广泛采用的工程措施。