病害坡体是否为滑坡的分析

某公路以挖方路堑的形式从山体中下部通过,两侧冲谷发育,造成坡体呈相对突出形态的宽约160m的山脊。山脊整体上台陡缓相交状,即工程边坡所在段自然坡度约25~30°,后部为宽约120m的宽大平台,多有水田分布。平台后部多有民居分布,其后为自然坡度约30~35°的崩坡积体。在该崩坡积体后部反向的深约8m左右的沟谷地形,并有鱼塘分布,其后为高大、植被茂盛的山体。
公路路堑的左侧边坡设计坡率1:1~1:1.5,最大开挖高度38m,采用坡脚高约9m的挡墙和坡面绿化进行防护;右侧边坡设计坡率1:1,最大开挖高度为10m,采用坡面绿化进行防护。
边坡开挖到位后由于暴雨作用左侧边坡发生了大规模变形,在距坡脚约168m的部位形成贯通的张拉裂缝,造成后部大量民居损坏严重,滑坡周界明显,二级边坡中部土岩界面出剪出口形态明显,边坡滑塌、溜滑严重,地下水渗流丰富。

图1 左侧路堑开挖后坡体病害全貌

图2 坡面溜滑、坍塌严重
图3 后缘民居开裂严重
图4 滑坡侧界贯通
滑坡发生后,相关技术人员认为坡体整体上呈现圈椅状地貌,存在典型的双沟同源,后部深约20m左右的沟谷地形为拉陷槽,且存在宽大的陡缓交界平台。也就是说从形态上该段线路经过的突出山脊为老滑坡,该结论将势必直接影响工程处治方案和工程造价,故笔者应邀进行了现场调查,并经分析认为该段坡体病害并非老滑坡复活,而是富水堆积体开挖后引发的工程滑坡,其原因如下:
1、坡体突出和双沟同源是老滑坡的一种特征,但并非老滑坡所特有。这在一些性质软弱的堆积体或结构面控制的岩质坡体中,也会由于后期地表水改造后也会存在此类地形地貌。尤其是形成圈椅状地貌后部的所谓的深约20m,宽约35m的拉陷槽,从现场后实际为后部高大山体的汇水径流形成的冲沟,并形成了该段自然坡体突出的一个侧界。

图5 坡体后部的凹槽形态与池塘

这是因为作为滑坡的拉陷槽,其前部滑体厚度应相对较大,且拉陷槽的标高应相差不大。但从现场看,“拉陷槽”前部为较单薄的坡度30~35°的地表存在大量块石的崩坡积体,且根据该部的钻孔看,该部位下伏基岩较浅,不存在坡体大规模滑动的条件。且该凹槽呈现标高不断下降的冲沟形态,并一直向后延伸向后部高大山体。

图6 崩坡积体中巨大块石分布

2、路堑边坡后部宽约120m的宽大平台并非老滑坡大规模滑动形成的滑坡平台。这是因为要形成宽约120m的宽大平台,则老滑坡的规模应是大型或巨型滑坡,且滑动距离较大。但从现场看,右侧高约10m的路堑边坡均由稳定的泥岩构成,而左侧边坡的一级与二级中下部也出露稳定的泥岩。
图7 右侧边坡由稳定的泥岩构成
这就是说依据上部堆积体的厚度、长度不足以形成大型滑坡而产生宽120m的宽大平台。即使该平台实为崩坡积体依附于陡缓相交的老地面形成,而非滑坡平台。
图8 路堑边坡后部的宽大平台
3、该段突出的山脊地下水相当丰富,人工边坡出现了大规模的溜滑、滑塌,其后部的宽大平台地下水基本与地面平齐,这似乎与突出山脊地下水不发育是相矛盾的。
图9 宽大平台部位地下水与地面近于平齐
但从现场看,该山脊后部山体高大而植被相当茂盛,形成的丰富地表径流在宽大平台后部形成的深约20m的冲沟和池塘,造成大量地表水沿颗粒粗大的崩坡积体下渗并流向山脊前部。但由于前部平台宽大,造成地下水在一定的平台范围内不能快速向两侧排泄,故造成平台部位地下水丰富而多水田。边坡开挖后形成的新的临空面直接改变了坡体的渗流场。尤其是堆积体下伏隔水的泥岩,造成边坡开挖后地下水沿土岩界面渗流严重。
图10 前缘土岩界面渗水、滑塌严重
4、边坡开挖约38m造成坡体出现主轴长约168m的变形,这似乎超出了一般边坡的开挖卸荷影响范围。但这是由于坡体地下水相当丰富,土岩界面隔水效果好而造成坡体开挖后依附于土岩界面在地下水的作下发生了较大范围的变形所致。
尤其是坡体病害在路基开挖到位后形成的工程滑坡主轴长约118m,但由于没有采取积极的工程措施而长期放置后对高边坡进行了放缓坡率的再次刷坡,造成滑坡抗滑段削弱和坡体参数不断下降,导致滑坡范围扩大后发展形成了长168m的主轴。
5、开挖形成的高边坡含水率高,自然休止角小,因此,虽然采用1:1~1:1.5的坡率放坡,但坡体仍然存在溜滑、坍塌严重的安全隐患。因此,本次病害治理除了对工程滑坡进行有效治理外,还应兼顾富水高边坡的治理。

图11 高边坡滑塌严重

综上,该段坡体病害并非老滑坡复活,而为富水不良地质体开挖后形成的工程滑坡。滑坡宽约160m,主轴长约168m,滑坡平均厚约15m,体积约35万方,高边坡最大高度约38m。故建议采用在坡体后部设置基底置于基岩的截水盲沟对坡体地下水进行有效截排,坡体前缘设置抗滑桩对工程滑坡进行有效支挡,高边坡上设置边坡渗沟和支撑渗沟,对工程滑坡与高边坡进行综合处治的工程方案。

图12 建议采用的工程地质断面图

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