肖学沛

(四川省公路规划勘察设计研究院有限公司, 四川成都 610040)

随着高速公路建设不断向地形条件复杂的地区延伸。受地形影响，不少公路在搭建桥梁时落址于各种各样的斜坡上。桥址区内若发生滑坡灾害不仅妨碍工程进行，更是威胁到周围居民的生命财产安全，影响经济的发展。

近年来众多国内外相关学者对滑坡形成机理及治理方式展开深入的研究[1-5]。李辉等[6]以太行山区某典型残破积土滑坡为研究对象，分析了滑坡在支护后的变形机理，并指出切脚后的滑坡坡脚是最不稳定的部位。彭建兵等[7]根据试验与理论分析，指出区域构造应力是黄土高原滑坡灾害高发的主要驱动力之一。戴福初等[8]利用遥感解译确定了青藏高原东南三江流域滑坡灾害空间分布并探讨了滑坡灾害的发育规律及其主要的影响因素。黄晓虎等[9]结合地质勘查和GPS监测数据对三峡库区某古滑坡复活过程分析，认为开挖是导致该滑坡复活的主要诱发因素。

已有研究表明，滑坡的发展演化过程一般要经历初始变形、匀速变形、加速变形和临滑等四个阶段[10-12]，在强降雨、地震及工程扰动等因素影响下极易诱发失稳破坏[13-17]。因此。开展对滑坡的地质调查，加强位移和变形等监测，深入研究滑坡地质灾害的相关特征和致灾因子，对于今后的边坡灾害防治工作具有重要意义。

本文以乐西高速公路S2标段火洛阿莫左右线大桥桥址区老滑坡为例，采用工程地质测绘、工程钻探及试验等相结合的方式，在获取对该滑坡工程地质条件的基础上，对该滑坡的变形特征及成因展开分析研究，并进行天然、暴雨、地震等工况下的推力计算及稳定性分析，为今后类似边坡工程的滑坡治理提供参考。

1 工程背景

1.1 工程简介

研究区位于四川省凉山彝族自治州昭觉县阿并洛古乡火洛阿莫村，地处低纬度高海拔的中山和山原，气候具有高原气候特点：冬季干寒而漫长，夏季暖和湿润，属川西高原雅砻江温带气候区。场地附近有乡村机耕道可达拟设桥梁乐山岸斜坡。桥址区内左线大桥长308 m，起止里程ZK141+775～ZK142+083 m；右线大桥长304.48 m，起止里程K141+770～K142+074.48 m；大桥左右线上部结构均为(3×30+4×30+3×30) m连续刚构桥，上部结构采用预应力混凝土简支T梁，桥面连续；下部结构采用柱式墩，墩台采用桩基础。桥台为重力式桥台，扩大基础。

1.2 工程地质条件

1.2.1 地形地貌

桥址区高程介于1964～2064 m之间，总体上属构造剥蚀中山地貌。大桥与两岸斜坡陡缓相接，其中乐山岸斜坡坡度10～15 °，坡表多为荒地，植被以杂草及少量乔木为主；西昌岸斜坡坡度10～15 °，坡表多为荒地，植被稀少，以少量灌木为主。

1.2.2 地层岩性

根据地调结果，桥址区内上覆第四系全新统崩坡积层(Q4c+dl)、滑坡堆积层(Q4del)、坡洪积层(Q)；下伏基岩为侏罗系中统新村组(J2x)、中统益门组(J2y)；断层角砾岩、三叠系中下统雷口坡及嘉陵江(T1j+2L)及三叠系下统飞仙关组(T1f)。

1.2.3 地质构造

研究区位于川滇南北向构造带的北部，构造线方向以南北向为主，带内褶皱断裂发育。甘洛至竹核断裂为区域性大断裂且附近发育多条次级南北向断裂，向斜东翼受断层的破坏，地层出露不全，断续相联形成次级褶皱。桥区受甘洛至竹核F断层影响，产状变化大，断层上盘优势产状为55～75 °∠15～25 °；断层下盘优势产状为25～55 °∠3～15 °(40 °∠6 °)；F断层产状为：65～85 °∠50～70 °。断层破碎带宽为70～80 m，与大桥斜交。断层上盘乐山岸岸坡发育有两组节理，其中L1：产状为260～280 °∠55～65 °，裂面起伏、粗糙，间距2.0～3.0 m，微张开，可见延伸大于5 m；L2：产状为330～345 °∠70～80 °，裂面起伏、粗糙，间距3.0～5.0 m，微张开，可见延伸大于5 m。

区域内表现为大面积、整体性、间歇性急速抬升的新构造运动特点，同时伴随一些大断裂之间的差异运动，表现为同时存在断裂带的强烈构造运动与断块内部的相对稳定特征。场区地震基本烈度为Ⅷ度区，属Ⅱ类场地，地震动峰值加速度为0.20g，地震动反应谱特征周期为0.45 s。

2 滑坡特征与成因分析

2.1 滑坡特征

2.1.1 滑坡的基本特征

老滑坡体主要分布于ZK141+888至ZK142+175段，滑坡体宽260～280 m(路线方向)，长420～440 m，面积约92 304 m2，坡体平均厚度30～40 m，体积约3 230×104m3，平面上呈葫芦状，前缘标高为1 952 m，后缘标高2 040 m，高差约88 m；现地面坡度10～15 °，平均坡度为10 °，斜坡陡缓相接，多呈台阶状，斜坡坡向略倾北，以20～30 °为主，滑坡体上多为荒地，植被稀少。滑坡体如图1所示。滑坡后缘呈马鞍状如图2所示，局部似凹槽，钻孔揭露表明凹槽内局部充填黏土，为可塑状。

图1 老滑坡体侧面照

图2 滑坡后缘马鞍部位

2.1.2 滑体结构特征

老滑坡坡体结构以碎石、块石为主，表层及后缘少量为黏土、含碎石黏土；碎石、块石石质多为泡砂岩，呈强风化状态，形状为次棱角形—棱角形，结构不均匀，密度为中密，钻孔揭露表明，块石局部见有光滑镜面，面内有擦痕(图3)。

图3 钻孔中揭露的块石

2.2 老滑坡成因分析

滑坡前缘两侧临空，桥墩附近侧有一西高东低的溪沟与另一冲沟近垂直，两沟深切为斜坡的滑动创造了临空面，同时滑坡体前后缘高差约88 m，巨大的高差为斜坡的滑动创造了动力条件；场区内岩层缓倾坡外，为一顺层坡，为滑坡的变形破坏提供有利的条件；场地附近斜坡岩体中发育两组裂隙，岩体在两组节理及层面的切割下呈块体，有利于降雨入渗和风化作用。滑坡区表层出露相对透水的巨厚泡砂岩，地表水通过砂岩裂隙渗入岩体内，一方面增加了岩体重度，并在后缘形成静水压力，另一方面地下水进入岩体后，遇相对隔水的粉砂质泥岩，其遇水后易软化使强度大大降低，下渗的多余雨水将在裂隙面上富集，对岩体有一定的压力，在重力或地震等其它因素下易推动岩体顺层产生蠕滑变形。

3 滑坡体稳定性计算

3.1 计算工况选取

根据勘察结果，主滑剖面2-2’剖面最长，钻孔最多，剖面方向与主滑方向小角度相交，最具代表性，故取 2-2’为主滑面进行稳定性定量计算剖面(图4)。

因场地地震烈度为Ⅷ度且暴雨季节雨量远远大于枯水季节，故稳定性计算分析按天然工况、地震工况及暴雨工况等3种主要工况来计算分析。

3.2 计算参数选取

由于钻孔揭露土体以巨、粗粒土为主，无法直接获取试验参数，因此需要根据现场调查、钻探钻进过程及岩芯揭露情况，同时参考经验来获取强度参数，从而计算滑坡稳定性。因滑坡体的变形特征各处不同，故剖面上针对不同的土体类型采用不同的反算参数。巨、粗粒土抗剪参数具体见表1。

表1 滑坡稳定性计算参数取值

将斜坡条分后采用传递系数法计算，计算公式如式(1)所示, 三种计算结果见表2:

Pi=Pi-1φi-1+γtTi-Ri

(1)

式中：Pi、Pi-1分别为第i块、第i-1块滑体的剩余下滑力，γt为滑坡推力安全系数，φi-1=cos(θi-θi+1)-sin(θi-θi+1)tanθi+1；Ri为作用于第i块段的抗滑力。

表2 不同工况下最不利界面稳定系数计算结果

图4 2-2’剖面工程地质纵剖面

由表2计算结果可知，三种工况下老滑坡均处于稳定状态，而稳定性系数在地震工况下时最低。其计算结果相比于暴雨工况和天然工况分别降低了42.73 %和42.72 %，因此建议以地震工况下的滑坡推力进行稳定性计算较为安全。

3.3 桥区工程地质评价

3.3.1 场地稳定性评价

场区地震基本烈度为Ⅷ度区，属Ⅱ类场地，地震动峰值加速度为0.20g，地震动反应谱特征周期为0.45 s。桥址区位于昭觉向斜核部附近，岩层产状近水平状。桥区位于斜坡上，地下水贫乏；因桥轴线上发育一老滑坡体，老滑坡体厚度大，故场地的修建性一般。

3.3.2 沟床稳定性评价

桥区内冲沟近南北向展布，纵向上地势平坦，纵向上坡度较缓，平均坡度约5 °，该沟近几十年来在强降雨等因素作用下未见变形、拉裂及滑动迹象，沟床在纵向上整体稳定。

3.3.3 斜坡稳定性评价

桥址区两岸与乐山岸斜坡和西昌岸斜坡相接，具体如下：

乐山岸斜坡陡缓相接，多呈台阶状，斜坡坡度10～15 °。断层破碎带陡倾坡内，控制斜坡整体稳定为岩土界面，而岩土界面较缓，平均坡度10～13 °，且岩层浅埋，厚度薄，据调查及访问，该斜坡近年来在强降雨等因素作用下也未见变形失稳现象，斜坡整体稳定。

西昌岸斜坡坡度10～15 °，斜坡陡缓相接，后缘为一马鞍凹槽。斜坡坡向与岩层倾向夹角60～65 °，属斜交坡。控制斜坡整体稳定为岩土界面，而岩土界面较缓，桥轴线方向岩土界面近水平状，主滑方向岩土界面近水平状，同时调查及访问表明该老滑坡体近年来在强降雨等因素作用下也未见变形失稳现象，斜坡现状整体稳定。

4 结论

(1)乐西高速公路S2标段火洛阿莫左右线大桥场区地震基本烈度为Ⅷ度区，属Ⅱ类场地，地震动峰值加速度为0.20g，地震动反应谱特征周期为0.45 s。受地震等因素影响，该区原基岩沿软弱层发生蠕滑形成一老滑坡体。

(2)场区内受F断层影响，岩层产状缓倾临空面形成顺层坡，岩体中发育两组裂隙切割块体，有利于降雨入渗和风化作用。

(3) 桥区两岸斜坡中，乐山岸斜坡呈台阶状，西昌岸斜坡后缘形成马鞍凹槽，两岸斜坡现状均处于稳定状态。对多种复杂工况下的稳定性系数计算结果表明以地震工况下的稳定性系数进行计算更为安全。