田 冉，罗苾菡，杨 洋

(1.四川省地质工程勘察院集团有限公司，四川 成都 610036；2.云南省地质工程勘察总公司，云南 昆明 650051)

0 前言

第三系地层由于成岩时间晚[1-2]，大多存在胶结差、岩性软、易崩解等不良工程地质特性[3-4]，以著名的攀西“昔格达地层”为例[5-6]，该类地层属于典型的第三系半成岩地层，该地层主要由杂色的黏土岩、粉细砂岩等构成，为河湖相沉积，地层压缩性强，物理力学性质差异大。在我国的西南山区合股及山间宽谷、盆地地带大量分布，给工程建设带来了严重危害。本文以云南倘甸一公路滑坡为例，介绍第三系半成岩地区滑坡处治的措施。

1 工程地质环境条件

云南东倘公路于2014年开工建设，该公路地质条件十分复杂，岩堆、不稳定边坡等不良地质发育。位于倘甸镇左侧的一段边坡在完成设计施工后随即发生滑坡，导致防护工程损毁。滑坡全貌见图1。

1.1 地形地貌

该滑坡位于盆地东部边缘，属堆积盆地的第三系丘陵地貌，标高2 100～2 150 m，相对高差50米，地形坡度一般25°～30°。山体间沟谷开阔，切穿含水层成为地下水排泄的富集地带。滑坡区总体地势西高东低，边坡位于公路左侧，向上延伸为斜坡，植被发育。

1.2 地层岩性

该滑坡段的地层主要有第四系地层、第三系地层。

(1)第四系坡残积层(Q4dl+el)粉质黏土，硬塑，褐红色，含约少量的碎石，石质为砂岩、泥质粉砂岩。

(2)第三系(N)含砾粉质黏土，褐黄色、褐灰色，硬塑状，为中等膨胀土，卵砾石成分玄武岩，含量20%～40%不等。

(3)第三系(N)黏土岩，深灰色，半成岩，强风化，呈土夹碎石状、碎石碎块状混杂。

1.3 地质构造与地震

滑坡地处康滇台背斜和康滇台褶皱带之间，主要控制断层为鲁戛—麦地冲断层和路莫照—龙街断层，分别从滑坡的西侧和北侧穿过。区域地质构造背景复杂，总体上新构造运动、深部构造变形、断层活动及现代地壳形变等均较强烈，主要表现在滑坡区以东的小江断裂和以西的普渡河断裂。

滑坡区位于小江断裂和普渡河断裂之间的南北向条状地块的西缘。两条断裂带上历史上均发生过多次M≥6级的强震，最大震级达8级。两个地震带地震活动总体表现为频率高、强度大。中间所夹持的地块与邻近地块处于不等速的相对活动中，滑坡区对于所处地块来说是相对稳定的。对于所处地块的相邻地块来说则是不稳定的。

1.4 岩土力学参数

采用了标准贯入试验、室内土工试验，测得各岩土地层物理力学参数取值如表1。由表1可知，构成本滑坡的主要地层岩土力学参数低，边坡自稳性差。

表1 滑坡区岩土力学参数

1.5 水文地质条件

1.5.1 地下水类型及特征

滑坡区地下水类型划分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水两个类型。孔隙水赋存于第四系残坡积粉质黏土和第三系含量粉质黏土中，主要分布于斜坡上部地层。含水层结构较均匀，堆积松散，天然孔隙比大，富水性强，透水性强。由于地形坡度较陡、含水层松散土体厚度小，孔隙水无稳定水位，一般仅在靠近低洼部位局部饱水。基岩裂隙水主要赋存于新第三系黏土岩风化裂隙中。在整个滑坡区均有分布。其富水性受裂隙类型、性质、发育程度的控制。区内黏土岩节理裂隙较发育，多呈半闭合状。浅表层风化裂隙发育，地下水储水空间较好。富水性中等，透水性较弱。裂隙水分布不均匀，裂隙连通相对较差，含水层间水力联系不密切，无连续水位。

1.5.2 地下水补、径、排

滑坡区微地貌单元为深切斜坡区，斜坡坡度较陡。区内地下水主要接受降雨补给，总体由东向西往坡脚方向径流，在沟谷底部呈散流状排泄。地下水径流途径较长，水的交替循环周期较长。滑坡区地下水类型为孔隙水和裂隙水，为区域水文地质单元的径流区。孔隙水由于含水层透水性较强，主要接受降雨补给，赋存于残坡积和第三系地层的地下水易向低处径流排泄，排泄量受降雨影响明显且较迅速，地下水位不稳定，动态变化大。

由于构造的影响，第三系黏土岩破碎，富水性中等，透水性稍弱；物理力学性质较差，易形成软弱结构面，诱发坍塌、滑坡等地质灾害。

2 滑坡变形特征

2.1 滑坡体空间形态

图2 滑坡工程地质平面图

2.2 滑坡体物质组成及结构特征

据调查，滑坡为土质边坡，边坡体主要物质组成为第三系含砾粉质黏土夹黏土岩地层，土层松散，力学强度低，遇水极易软化，该地层组成的高边坡极易产生滑坡；其中第三系黏土岩分布在边坡上部，属半成岩，强风化，呈土夹碎石状，碎石手捏易碎，力学强度低，遇水极易软化，该地层组成的高边坡同样极易产生滑坡。

滑坡体中部较厚，前、后部较薄，中部厚度为11.2 m左右。除雨季外，边坡体内地下水量总体偏弱，无统一地下水面。

2.3 滑坡体现状

滑坡于2015年边坡防护施工完成后产生滑动，滑动方向垂直于公路。滑坡现状为边坡整体下滑变形，拱形格防护结构已完全破坏，坡体上发育无数的张拉裂缝和鼓胀裂缝；滑坡后缘位于坡口线以外3～10 m，滑坡后缘产生了1～3 m的错落陡坎；滑坡前缘位于坡脚，坡脚挡墙已基本全部被剪断推倒，其中边坡中段已整体下滑，挡墙被下滑坡体掩埋，前缘滑至公路中线。

由于滑坡地层松散，滑坡体上裂缝发育，雨季雨水渗入会引起地层软化，力学强度降低，边坡进一步失稳，滑坡体将会进一步下滑，滑坡的范围和规模也将进一步扩大(图3和图4)。

图3 滑坡后缘陡坎 图4 边坡防护结构损毁

3 滑坡成因分析

滑坡的发生与发展有其基础条件和诱发因素。本滑坡发生的基础条件是岩层性质、水文条件，诱发因素为人类工程活动。

3.1 地层岩性

该段地层为第三系含砾粉质黏土夹黏土岩，自由膨胀率为70%～90%，为中等膨胀土，地层松散，力学强度低，遇水极易膨胀软化，形成不稳定地层，极易产生滑坡；其中第三系黏土岩分布在左侧边坡上部，属半成岩，强风化，呈土夹碎石状，碎石手捏易碎，力学强度低。

3.2 人类工程活动

该段公路以挖方的形式通过，路堑开挖后形成的临空面易造成局部的应力集中，从而引发斜坡的卸荷失稳。上部坡体沿较软弱面滑塌。

3.3 水文地质条件

水是边坡体滑塌产生的重要条件，滑坡的产生和发展多受水文地质条件控制。由于地层松散，雨季雨水容易渗入软化土层，易形成软弱面，诱发坍塌、滑坡等地质灾害。

4 滑坡处治设计及措施

该段滑坡体如果不及时处治，由于滑坡地层松散，滑坡体上裂缝发育，雨季雨水渗入会引起地层软化，力学强度降低，边坡进一步失稳，滑坡体将会进一步下滑，滑坡的范围和规模也将进一步扩大。滑坡会进一步下滑掩埋下侧路基，严重危害公路运营安全。

该段滑坡下滑推力主要来自于边坡体松散土层，又由于原边坡已采用的拱形格和挡墙防护已基本全部破坏，建议采用抗滑桩对滑坡进行处治，同时清理坡面，重新恢复坡面拱形格防护，加强坡面排水，滑坡处治设计图见图5。

图5 滑坡处治设计断面图

具体处治措施：

(1)路基边缘设一排1.5×2 m抗滑桩，桩长均为12 m，出土5 m。桩间设C20片石砼挡墙，墙顶宽50 cm，高5 m，基础埋深1 m。墙填回填50 cm碎石反滤层。桩后三级边坡刷顺后采用现浇拱形格防护，锚杆长3 m。

(2)原路基挡墙上设置锚索框格梁进行加固，框格梁间距5×2 m，10 m为一段，锚索采用4束，锚索长均为18 m(包含10 m锚固段)，入射角度15°，锚索设锚定拉力设计值400 KN。

(3)左侧锚索挡墙后第一级坡面设置锚索框格梁，框格梁间距5×5 m，锚索长均为20 m(包含10 m锚固段)，入射角度15°，锚索设锚定拉力设计值400 KN。第二、三级坡面采用现浇拱形格防护，锚杆长3 m。

(4)边坡脚设仰斜式排水孔，排水孔均为8 m长，水平间距10 m。

(5)各级边坡之间设2 m平台，平台上设排水沟，坡面上设急流槽，理顺排水系统。

5 讨论

第三系半成岩地层水稳性极差，非常容易崩解软化，此外部分黏土岩还有具有很强的膨胀性，因此也导致了该类地层中路堑边坡的稳定性很差[6]。自然斜坡或人工边坡在受到地表水、地下水的作用后出现表面溜坍、垮塌甚至如本文案例中的整体滑坡[7]。弱胶结的砂岩在雨水冲刷下出现流失，坡体表面的防护结构脱空，基本失效。

针对第三系半成岩地层的边坡防护，应在开挖后首先完成截排水沟的施工[8]。边坡表面应进行植物防护[9]，必要情况下可喷洒防冲刷液，坡内应设置小间距仰斜式排水管。对于半成岩边坡，应在具备条件的情况下尽量放缓边坡，坡脚应设置强支挡结构。该类边坡的防护措施，应按照“排水优先、强腰固脚、放缓坡率、生态防护、旱季施工”的思路进行防护设计和施工。

6 结语

从工程建设角度，如果对第三系半成岩地层的工程地质特性认识不清，在工程的建设期或运营期都可能发生滑坡等地质灾害，不仅增加工程费用还可能影响运营安全。因此在第三系半成岩地层修建公路边坡工程时，应结合工程特点，采取针对性的措施，提高防护设计的可靠性和合理性，从而节省造价，提升公路的服役水平。