雷 刚

(中国公路工程咨询集团有限公司，湖北武汉 430052)

1 工程概况

1.1 地形地貌

渝湘高速公路ZK37+080—ZK37+200段滑坡位于重庆市酉阳县，微地貌形态为山前崩坡积堆积斜坡。斜坡的上部是灰岩形成的陡崖，走向NE，坡角为65°，坡高约为100～250 m，局部近于直立。陡崖的下部与斜坡相连接，其连接处为250 m的平台。平台外侧为向东突出呈舌状的山脊，沿山脊延伸的方向总体坡度为20°～25°。舌状山脊突出部分总长度约为400 m，其前部与长青子河相接。

1.2 地层岩性

滑坡位于一个崩坡积堆积斜坡上，其下伏的基岩是志留系地层，后缘及南侧出露的地层为二叠系灰岩，具体的地层岩性见表1。

1.3 地质构造与地震设防烈度

重庆市酉阳县位于咸丰背斜北西翼，岩层总体产状为300°～330°∠30°～35°，在滑坡后部陡崖测得两组裂隙，见表2。

根据《中国地震动参数区划图》(GB 18306—2001)及《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2001)的相关规定，滑坡所在地区的地震设防烈度为6度。

表1 地层岩性特征

1.4 水文地质条件

在本滑坡中前部北侧边界附近，发育1处泉眼。该泉常年有水，原高程为717 m，但由于公路开挖，出露点上移至公路左侧，高程约727 m，但随着公路的进一步开挖，滑体变形加剧，导致该泉眼处地下水不再出露。

表2 裂隙发育特征

该地区下伏地层为灰岩和页岩，地下水主要为松散岩类孔隙水和碳酸盐岩岩溶水。

松散岩类孔隙水:分布在斜坡区较厚的堆积层中，补给类型为大气降雨和后部岩溶水。旱季在坡面上无水源出露，堆积层中块石含量较高，因此暴雨后也很少能见到坡面流。

碳酸盐岩岩溶水:主要分布于二叠系灰岩出露区，四季均有水，由大气降雨补给，水量受降雨影响变化较大。该类型地下水沿竖向岩溶管道或陡倾裂隙下渗。

2 坡体变形原因及形成机制分析

根据现场勘察资料分析可得，该边坡变形的方式为堆积层滑动破坏方式，且为从前向后逐级牵引破坏的方式。其破坏特点如下:

1)第一级边坡破坏时，只在边坡中部桩基附近形成裂隙，裂隙呈直线展布。随着蠕滑变形加大，裂隙在桩前向两侧扩展，直到边坡的边缘，但在桩后，由于桩基的约束，地表很长一段时间都不发生变形。

2)随着上覆地层的进一步下滑，坡体开始发生较大变形，裂隙开始呈水平状近似直线展布。只在最靠近桩的地方才开始形成近弧形的圈椅形态变形区，这种变形方式类似于垮塌方式。

3)随着滑体的变形加大，在滑坡的侧边界开始形成微小的、近直线展布的裂隙。该裂隙在边坡后部向小里程方向扩展近50 m。

根据勘察资料，研究区上覆地层坚硬，连续性较好，但裂隙切割明显。下部为原始残坡积粉质黏土夹碎石，前部为破碎的页岩，这两部分相对于上覆地层，相对软弱，且这两部分长期浸泡在地下水中。公路边坡开挖后，形成危害较大的临空面。在上覆岩土层的压力下，软弱层开始产生侧向变形。随着变形的进一步加剧，软弱层逐渐发生土体剪切变形破坏。软弱层的下滑力主要作用在抗滑桩的中上部，下滑力导致抗滑桩产生位移，且使桩前的破碎页岩向坡体外部剪出。同时，桩前土体厚度较小，且连续性也较好，因此，桩前土体受力后开始呈整体状向两侧扩展直至边坡边界。

该边坡上部的灰岩岩块较完整，层厚大，且有裂隙切割，边坡变形从下方的软弱层开始，在变形初期，桩后裂隙宽度越来越大，桩前斜坡被剪出，底部的平台产生纵向裂隙，但坡体表面未见明显变形。

3 有限元模拟

3.1 计算模型和材料参数

在勘察钻孔资料的基础上，本文选取滑坡主剖面(图1)应用FLAC3D建立滑坡模型，对滑坡的稳定性进行分析。对该滑坡的岩土体进行分组，剖分网络包含3 790个节点、1 828个单元。根据勘察资料，将该边坡岩土体分为残积层、坡积层、灰岩、页岩。

图1 工程地质剖面

由于降雨是导致该滑坡破坏变形的诱发因素，因此本文选取治理前暴雨工况对滑坡的稳定性进行演算，计算参数见表3和表4。

表3 滑床体基岩计算参数

表4 滑坡体残坡积层计算参数

3.2 计算结果分析

首先用弹性模型计算得到治理前滑坡的初始地应力，本阶段选取原始状态下对应的岩土体参数。然后，在上述模型的基础上，将本构模型设置为 Mohr-Coulomb模型，对斜坡左侧施加水头，得出该边坡在暴雨工况下，稳定性系数为1.01。运用剩余推立法进行稳定性分析，得出在暴雨工况下，边坡的稳定性系数为0.90～1.04。

该滑坡在治理前暴雨工况下的位移和应力等值线图分别见图2和图3。

图2 治理前暴雨工况位移云图

图3 治理前暴雨工况应力云图

从图2和图3可知，该边坡的位移由下部向上部发散，是牵引式滑坡的典型特征。在邻近公路的临空区位移最大，达到123 cm。同时，该区的应力集中也较严重，在一定程度上对边坡下方的高速公路造成直接威胁。上述分析表明在暴雨工况下，该边坡欠稳定，斜坡中部一个次级变形体的失稳将对其下部的高速公路造成威胁，需要治理。

4 治理建议

根据上述稳定性分析和详细的勘察资料，对该滑坡的治理采取以抗滑为主，以治水为辅，抗滑与治水相结合的综合治理措施。具体治理措施如下:

1)进行两级治理，可采用抗滑桩+削方减载的综合治理方案。

2)对滑体内及外围地表水和地下水，修筑截排水沟，做好截排水工作，同时封闭滑坡体上已有裂缝，以免水体流入滑坡体内。

3)基槽、桩基开挖时采取必要的支护措施，确保施工安全，并作好抗滑桩挖孔时的排水工作。

4)滑坡治理过程中及治理后应加强监测。对滑坡北侧以外的变形区扩大监测范围。

5 结束语

渝湘高速公路ZK37+080—ZK37+200段边坡破坏机制为牵引式破坏。边坡前缘由于松散堆积物及岩体裂隙面的存在，在暴雨情况下，产生崩塌，将前缘隧道口掩埋;边坡中部由于软弱夹层的存在，土层力学性质差，使得覆盖土层与部分强风化层发生滑动，边坡后部则由于坡体前部的牵引作用，上部覆盖层与岩层交界面产生滑动。

在隧道洞口普遍存在地质灾害，因此建议在勘察以及线路选取时，要重视地质灾害对工程的危害，尽可能地将隧道洞口布置在地质构造较简单、排水流畅、不宜积水、地质灾害发生概率较小的地段。

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［2］江源，陶岩，顾卫.高速公路边坡植被恢复效果研究［J］.公路交通科技，2007，24(7):147-152.

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