申文军，周文皎，魏少伟，郑云浩，张 学

（1.中国铁路北京局集团有限公司，北京 100031；2.中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，北京 100081）

预计至2020年我国铁路运营里程将增长至15 万km。铁路运输规模的不断扩大一方面给人民的生活带来了极大的便利，但另一方面因为地质灾害引发既有铁路损坏事故也更为频繁，尤其是西南地区，严重危害人们的生命财产安全。铁路地质灾害包括危岩落石、滑坡、泥石流、溜坍等。溜坍与其他地质灾害相比，虽然其规模较小往往仅数方至数百方，但发生的频率较高，分布范围较广，而且往往具有突发性，事先难以预料，故潜在危险性大。

对于溜坍灾害，学者已进行一定深度的研究。王小军等［1］通过对6 种膨胀岩的湿化过程观察和机理研究，从试验和理论2 方面说明膨胀岩的湿化性是造成堑坡溜坍的主要原因；刘仕顺等［2］提出了对雨、雪、冰冻灾害诱发的高路堑边坡表层溜坍整治设计时稳定性验算的必要性；罗一农等［3］针对路堤边坡溜坍风险，建立了层次分析结合专家打分的方法，并验证了该方法的合理性及可行性；张有会等［4］建立了将3 d连续累计降雨量和降雨强度作为2项关键性指标的溜坍预警体系；马强中［5］应用预应力锚索锚固桩预加固坡脚并设置锚索格梁、十字形锚杆格梁加固防护各级边坡，有效治理高陡斜坡的溜坍下滑。

上述研究缺少铁路溜坍的评价方法，如何快速识别溜坍病害类型、风险大小并有针对性地防治溜坍灾害成为了亟需解决的铁路沿线地质灾害问题。本文通过对某山区铁路路基边坡溜坍病害的实地调查，对溜坍病害类型及模式进行剖析，并对其风险程度进行评价。

1 溜坍风险评估方法

溜坍风险评估流程［6］如图1所示。

图1 溜坍风险评估流程图

依据收集资料及现场调查情况，在对挡护设施适宜性、缺损情况评价及通过变形迹象法得出坡体稳定性系数的基础上分析溜坍风险的发生概率，同时评估溜坍病害发生后对线路影响程度，最终通过将风险等级表征为风险事故发生的概率和事故损失等级的乘积形成风险等级划分矩阵，见表1。

表1 风险等级划分矩阵

2 溜坍病害分类

溜坍是指边坡上松散的表层土体由于大量雨水的渗入、浸润以致其饱和，使得土颗粒间的连接大大减弱，土强度显著降低甚至土体成为流动状态，土体产生顺坡流动［7］。

根据对一山区铁路的现场调查，依据成因不同，将铁路沿线溜坍病害分为坡面冲沟内堆积层溜坍、软岩风化物汇水地形浅层溜坍、白云岩溶蚀沟槽内全风化物溜坍3类。

2.1 坡面冲沟内堆积层溜坍

此类溜坍病害多发生于自然边坡冲沟中。冲沟内因长期汇水作用，沟内堆积层一般较厚，土质松散，且含水量大，易发生浅层溜坍。经调查该类病害较为普遍。

1）K1821+050—K1821+450右侧路堑边坡

现场调查线路从山体下部穿越，山体高约130 m，上陡下缓。坡脚设置浆砌片石挡墙，挡墙上部约10 m范围设置1 道截水沟。截水沟上部坡面存在2 条明显冲沟，冲沟直对线路，里程分别为K1821+050、K1821+450，见图2。K1821+050 处冲沟内设置1道吊沟，K1821+450处冲沟未设置排水措施。从截水沟开挖断面看，K1821+450 处冲沟内堆积体松散、潮湿，覆盖层厚度约1.5～2.0 m。2016年K1821+450处冲沟内发生溜坍，溜坍体方量约80 m³，侵线上道。病害发生后在截水沟附近设置挡墙防护。

图2 K1821+050—K1821+450右侧边坡全貌

2）K1912+125—K1912+250右侧边坡

边坡所在山体高约80 m，线路以隧道形式从山体前部通过，边坡下部设置抗滑桩及护面墙，桩顶设置1 道被动网。边坡发育1 道冲沟，冲沟内堆积层较厚，边坡基岩为薄层状强～中风化泥灰岩。K1912+130—K1912+140 有1 道冲沟，沟内堆积层厚度最深部超过4 m。2017年6月29日发生了沟内渗水造成下部覆盖层沿基岩面溜坍，溜坍体方量100 m³，溜坍体将下部被动网砸弯；上部溜坍体也极有可能继续发生下滑，见图3。

目前对既有铁路边坡坡面上部冲沟处理少，一般采用在坡面设置坡面截水沟，但截水沟不能从本质上改善冲沟内岩土体因积水引起强度降低的问题。因此治理此类溜坍的关键在于及时疏排冲沟内积水，若堆积层厚度在2 m 以内，建议在冲沟内设置吊沟，避免冲沟内长期积水，可大大降低溜坍发生概率。若堆积层厚度超过2 m，设置吊沟基础难以满足要求，建议在冲沟平缓部位设置挡墙，挡墙基础应深入稳定地层1.5 m 以上，墙后设置反滤层，墙身设置泄水孔，墙前设置水沟将泄水孔内水排至坡面截水沟内。

图3 K1912+125—K1912+250右侧边坡溜坍

2.2 软岩风化物汇水地形浅层溜坍

此类溜坍病害多发生在松散覆盖层地势低缓一侧坡面，本区段松散覆盖层多出现在软岩地段，成分以软岩风化物为主，如页岩、泥岩、灰岩等。此类地段的覆盖层多呈黏土状，整体强度偏低，在降雨条件下易造成坡面黏性土软化，诱发浅层溜坍。

1）下行线K1729+300—K1729+600右侧边坡

边坡所在山体高约50～100 m，自然坡度平缓，约10°。线路从山体中部开挖通过，边坡位于线路左侧，堑高约20 m。坡脚处设置2 排抗滑桩防护，坡面设置1 道截水沟（截水沟位置见图4）。堑坡顶均开垦为农田。

图4 K1729+300—K1729+600右侧边坡全貌

现场调查发现K1729+300—K1729+460 段天沟上部坡体整体下错开裂，K1729+390处水沟明显外挤，目前K1729+300—K1729+460段发生溜坍。

该段发生浅表层滑坡主要是因为该段地势低洼，为汇水区，积水仅靠堑坡顶部1道天沟，难以快速有效排出坡体外。

治理此类溜坍的关键在于截断地表水，防止坡体过多地受水浸泡冲刷，尤其是低洼汇水区处的排水措施应加强。

2）下行线K1761+500—K1761+800左侧路堑边坡

该工点属丘陵地貌。自然山体平缓，坡度约12°。线路从山体中下部切坡通过，堑坡高约20 m，坡度较陡，约47°。坡面采用挂网植草防护，覆盖层厚0.4～1.0 m。线路走向221°，见图5。

坡体基岩为强～中风化白云岩，现场测得岩层产状303°∠32°。边坡K1761+500—K1761+530、K1761+700—K1761+730段采用混凝土护面墙防护，坡体上部设置1道截水沟。2017年6月，K1761+650处发生10 m表层溜坍，溜坍体方量约30 m³。

现场调查时发现K1761+690—K1761+720 之间堑坡顶部存在1 道贯通裂缝，裂缝走向205°；K1761+670—K1761+690之间水沟下2 m处有1道贯通裂缝，裂缝走向225°，水沟未受损害。

整体来看，目前边坡溜坍与表层开裂处集中在K1761+650—K1761+740区段（图5中虚线所示区域），可能发生溜坍，总方量约为800 m3。此处边坡地势低洼，汇水区域明显，为典型的软岩风化物汇水地形浅层溜坍。因此，除在K1761+650—K1761+750 段设置护面墙外，还应在该段汇水区域坡体上部增设1 道天沟。

2.3 白云岩溶蚀沟槽内全风化物溜坍

白云岩属碳酸盐岩类，长期降雨及风化作用易在全风化层与基岩分界面形成溶蚀沟槽，溶蚀沟槽可大可小。边坡开挖时沟槽内全风化物呈土状，土体含水率较高，如不采取护面等措施，极易发生溜坍。

该段山区铁路白云岩分布较广，调查期间可见白云岩风化形成的沟槽广泛分布，见图6。

以本次调查发现的白云岩溶蚀沟槽内全风化物溜坍典型工点K1806+830—K1806+850 右侧边坡为例进行介绍。边坡所在山体高约20 m，自然坡度平缓，约10°，线路从山体中部开挖通过，边坡位于线路右侧，堑高约10 m，线路从山体下方开挖通过，边坡基岩为全～强风化白云岩。坡面受降雨长期冲刷影响存在溶蚀沟槽，该段白云岩多含黏土矿物，因此沟槽内全风化物呈黄土状，沟槽内全风化岩体发生溜坍后，坡面采用混凝土护面墙防护。

目前在设计施工过程中，对此类白云岩边坡开挖时，设计坡率往往相对较陡，防护形式又多以全坡面喷浆防护为主，而忽略了此类边坡中溶蚀沟槽的潜在危害，沟槽内土体发生溜坍的概率很大，而喷浆面自身强度很低，因此溜坍发生的同时往往伴随着喷浆面的开裂破损。

值得注意的是，部分未防护坡面也因植被茂盛，导致调查过程难以发现溶蚀沟槽全风化物溜坍隐患，易酿成灾害，因此今后在设计施工白云岩、石灰岩等易发生溶蚀的边坡时要特别注意防范此类病害的发生，在防护措施上应以护面墙防护为主。

图6 沿线白云岩边坡多见溶蚀沟槽

2.4 溜坍病害评价实例

根据前文所述调查评估流程，对下行线K1761+500—K1761+800左侧路堑边坡进行评估。

1）适宜性评价。边坡灾害类型为溜坍，易溜坍区域距线路垂直高度在0～10 m。采用植草防护+护面墙防护对溜坍灾害抑制作用较小，根据挡护设施的适宜性分级标准划分表［6］，得出适宜性属二级：较不适宜。

2）技术状况评价。根据边坡挡护设施自身质量等级综合评定法［6］，得出缺损状况属三级：一般。

3）边坡稳定分析。根据变形迹象法，目前堑坡顶部出现贯通张性裂缝，稳定性系数在1.05～1.10，属于不安全。

4）溜坍危险性概率。现有护面墙防护虽无明显损坏现象，但其较不适宜防护此类溜坍病害，边坡目前属于不安全状态，因此溜坍危险性概率为三级：可能发生。

5）事故损失等级评价。据现场调查，边坡可溜坍总方量约800 m3，坡脚距线路水平距离3～10 m，危岩体距线路垂直高度在20～40 m。溜坍体易侵线造成危害，但抢险后较短时间内可以通行，确定其灾害对铁路危害程度属二级：危险。

最终对应风险等级划分矩阵，得出防治等级为Bb：高度风险。

对于高度风险点，对应地质灾害防治等级表［6］应进行尽快整治。

3 结论

通过对一山区铁路溜坍病害成因的剖析总结，进行沿线溜坍的分类，同时为了做到“对症下药”及“有的放矢”地对边坡灾害进行防治，进行了溜坍病害风险评价。主要结论如下：

1）山区铁路溜坍灾害根据成因不同可分为坡面冲沟内堆积层溜坍、软岩风化物汇水地形浅层溜坍、白云岩溶蚀沟槽内全风化物溜坍3类。

2）防治坡面冲沟内堆积层溜坍，应着重改善冲沟内排水条件，及时疏排冲沟内积水；防治软岩风化物汇水地形浅层溜坍，应着重加强坡体汇水区域的排水措施；防治白云岩溶蚀沟槽内全风化物溜坍，在防护措施上应以护面墙防护为主。

3）基于山区既有铁路地质灾害风险评估方法的溜坍灾害评估法结论可靠，值得推广。