鄒俊華，朱自強(qiáng)，魯光銀，周 勇，易治中

(1.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410083; 2.湖南致力工程科技有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410205)

滑坡在山區(qū)高速公路中是一種較常見的地質(zhì)災(zāi)害，其是斜坡巖土體在重力作用下，沿一個(gè)或多個(gè)破裂滑動(dòng)面向下做整體滑動(dòng)的過程與現(xiàn)象?；聦?duì)工程施工影響大，主要表現(xiàn)在:①給工程建設(shè)帶來直接或間接的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，規(guī)模較大的可能造成重大的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失;②阻礙工程建設(shè)進(jìn)度，延長(zhǎng)工程建設(shè)工期。

在我省湘西及湘南地區(qū)，高速公路開挖引起的路塹邊坡滑坡較為常見，為指導(dǎo)滑坡的處治方案設(shè)計(jì)，保證工程的施工安全，對(duì)滑坡的規(guī)模、范圍及空間分布狀態(tài)的探查不可或缺。傳統(tǒng)的純鉆探工藝在滑坡勘察中一般較難確定滑動(dòng)面(帶)的準(zhǔn)確位置，高密度電法及深部位移監(jiān)測(cè)在滑坡勘察中綜合運(yùn)用有其獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)，在工程滑坡勘察中對(duì)滑動(dòng)面的判定取得了較好的效果。筆者結(jié)合湖南省永順至吉首高速公路K80+190～K80+270 段左路塹邊坡滑坡勘察實(shí)例，探討高密度電法及深部位移監(jiān)測(cè)在滑坡勘察中的綜合運(yùn)用。

1 項(xiàng)目概況

湖南省永順至吉首高速公路(簡(jiǎn)稱“永吉高速公路”)為湖南省高速公路網(wǎng)規(guī)劃“七縱九橫”中第七縱之重要組成部分，主線全長(zhǎng)85.247 km，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)采用雙向四車道高速公路，路基寬度24.5 m、行車速度80 km/h。

項(xiàng)目所在地區(qū)處于湘西武陵山區(qū)，地貌單元主要為構(gòu)造剝蝕低山、丘陵以及構(gòu)造剝蝕－喀斯特溶蝕低山，地形切割強(qiáng)烈，溝壑縱橫，河谷發(fā)育，線路走廊帶原始地面高程大致在200～700 m 之間，地形起伏大，坡度陡，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地層巖性多樣，以崩塌、滑坡為主的不良地質(zhì)發(fā)育，工程地質(zhì)條件復(fù)雜，不良工程地質(zhì)地段占比較大。

本項(xiàng)目在建設(shè)期，產(chǎn)生了多處滑坡，為滑坡治理，滑坡勘察成為先決條件?；驴辈熘?，查明滑坡范圍、周界，尤其是滑動(dòng)面空間分布是滑坡勘察的重中之重，同時(shí)也是難點(diǎn)。

K80+190～K80+270 段左路塹邊坡為全切方路段，最大挖方為2 級(jí)坡，坡率1∶0.75，最大坡高27.86 m，原設(shè)計(jì)邊坡防護(hù)型式為漿砌片石拱形骨架內(nèi)植草護(hù)坡。邊坡按設(shè)計(jì)開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后不久，第二級(jí)邊坡中間部位出現(xiàn)滑塌，滑塌后緣壁延至開挖坡口線以上約40 m 位置，滑坡順路基方向?qū)捈s65 m，滑坡周界呈圈椅狀。

2 勘察方法

2.1 物探

本次勘察中主要采用高密度電法進(jìn)行，其原理與常規(guī)電阻率法大體相同，是以巖土體的電性差異為基礎(chǔ)的一種電探方法，根據(jù)在施加電場(chǎng)作用下地中傳導(dǎo)電流的分布規(guī)律，推斷地下具有不同電阻率的地質(zhì)體的賦存情況，對(duì)較大的突變界面，一般代表地層界線，地層中不連續(xù)面或異常體，如滑坡體、塌陷松散帶等地質(zhì)異常，利用此特殊性從而探查滑動(dòng)面位置。本次物探儀器采用重慶市某廠研制的DUK—2A 高密度電法測(cè)量系統(tǒng)［1］。

2.2 鉆探

采用北京探礦機(jī)械廠XY —100 型工程地質(zhì)鉆機(jī)，土層與土狀全風(fēng)化巖層，深度15 m 以內(nèi)采用沖筒沖擊，無水干鉆，套管護(hù)壁;滑帶及其上下3 m 一般也采用無水干鉆;含硬塊巖層、中風(fēng)化巖層主要采用雙管單動(dòng)金剛石鉆頭回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，套管或泥漿護(hù)壁，全取芯，孔徑一般不小于110 mm。

2.3 深部位移監(jiān)測(cè)

利用勘探鉆孔，設(shè)置滑坡深部位移測(cè)斜裝置，進(jìn)行滑坡深部位移動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，以在勘察階段更準(zhǔn)確判斷滑動(dòng)帶埋深位置，掌握滑坡深部動(dòng)態(tài)［2］?？衫^續(xù)監(jiān)測(cè)滑坡在處治施工期、處治完成后期、直至高速公路通車運(yùn)營(yíng)期滑坡動(dòng)態(tài)，起到對(duì)處治設(shè)計(jì)修正指導(dǎo)、處治效果檢驗(yàn)判斷、預(yù)警滑坡災(zāi)害作用。該測(cè)斜儀系統(tǒng)具有輕便、測(cè)量深度精度高特點(diǎn)。本次監(jiān)測(cè)采集儀器采用武漢某廠研制的滑移式基深測(cè)斜儀［3］。

3 勘察成果及資料分析

本次以永順至吉首高速公路K80+190～K80+270 段左路塹邊坡滑坡勘察為例，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘及兩階段勘察資料知，該場(chǎng)地地層主要有表層較薄的粉質(zhì)粘土，其下為厚度較大的碎石土，碎石粒徑4～10 cm 居多，棱角狀，少量次圓狀，稍濕—濕，厚度3～9 m;下伏寒武系下統(tǒng)清虛洞組砂質(zhì)頁巖夾泥質(zhì)頁巖薄層，砂質(zhì)頁巖呈粉粒結(jié)構(gòu)，薄片狀構(gòu)造，成分以石英為主，鈣、泥質(zhì)膠結(jié)，受構(gòu)造擠壓影響，巖體節(jié)理裂隙極發(fā)育，巖體呈碎塊鑲嵌結(jié)構(gòu)，受風(fēng)化作用影響，基巖上層強(qiáng)風(fēng)化層厚度較大。

根據(jù)滑坡規(guī)模、范圍及大小，本次垂直路線方向布設(shè)2 條、順路基方向的一級(jí)平臺(tái)上布設(shè)1 條共3條物探剖面?zhèn)染€及4 個(gè)深部位移監(jiān)測(cè)孔［3］(平面圖見圖1)。

圖1 場(chǎng)地物探側(cè)線及鉆孔布置平面圖

物探側(cè)線編號(hào)為 A —A'、B —B'、C —C'，側(cè)線的布設(shè)依據(jù)地質(zhì)調(diào)查、綜合現(xiàn)場(chǎng)地形及滑坡規(guī)模所定，鑒于該場(chǎng)區(qū)的工作性質(zhì)，首先采用物探方法，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集并經(jīng)室內(nèi)仔細(xì)分析后，圈定滑動(dòng)面的粗略位置，以此作為依據(jù)，在物探側(cè)線上布設(shè)鉆孔，通過鉆孔深部位移監(jiān)測(cè)驗(yàn)證物探所探測(cè)滑動(dòng)面的深度是否正確［4］。

剖面B—B'起點(diǎn)位于K80+213.58 左184.01 m處，終點(diǎn)位于K80+211.49 左4.10 m 處，測(cè)線長(zhǎng)度180 m，測(cè)點(diǎn)間距為1 m。根據(jù)測(cè)線B—B'視電阻率等值線擬斷面圖(見圖2)，分析其電性特征可知:在測(cè)線末段(大致為120～160 m )頂部出現(xiàn)較明顯的電性畸變異常區(qū)，結(jié)合地表地質(zhì)調(diào)查、推測(cè)為滑坡體。

剖面C—C'起點(diǎn)位于K80+254.19 左180.45 m處，終點(diǎn)位于K80+224.98 左3.28 m 處，測(cè)線長(zhǎng)度180 m，測(cè)點(diǎn)間距為1 m。根據(jù)測(cè)線C—C'視電阻率等值線擬斷面圖(見圖3)，分析其電性特征可知:在測(cè)線末段(大致為115～170 m )頂部出現(xiàn)較明顯的電性畸變異常區(qū)，結(jié)合地表調(diào)查，推測(cè)為滑坡體。

圖2 高密度視電阻率圖B－B'

在B—B'側(cè)線剖面上于K80+214.02 左36.21 m 位置布設(shè)ZK1 進(jìn)行深部位移監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)孔數(shù)據(jù)分析，勘察期間該孔在9.1 m 位置有明顯位移突變，據(jù)此推測(cè)該孔的滑動(dòng)面位置為9.1 m(累計(jì)位移圖見圖4)。

圖3 高密度視電阻率圖C－C'

在C —C'側(cè)線剖面上于 K80+250.66 左57.98 m 及K80+243.00 左28.88 m 位置分別布設(shè) ZK3、ZK4 鉆孔進(jìn)行深部位移監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)孔數(shù)據(jù)分析，勘察期間ZK3 于該孔11.30 m 有明顯位移突變(累計(jì)位移圖見圖5);ZK4 于10.00 m 位置有明顯位移突變(累計(jì)位移圖見圖6)，推斷位移突變位置為滑動(dòng)面位置［5］。根據(jù)物探分析可知，物探所推測(cè)滑動(dòng)面與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)吻合程度非常好，可見，根據(jù)物探推斷滑動(dòng)面是十分準(zhǔn)確的。

圖4 ZK1 累計(jì)位移圖

圖5 ZK3 累計(jì)位移圖

圖6 ZK4 累計(jì)位移圖

以上深部位移監(jiān)測(cè)測(cè)得滑動(dòng)面深度和相應(yīng)物探剖面在對(duì)應(yīng)的位置測(cè)得滑動(dòng)面深度極度一致，可見，物探的推斷結(jié)果是十分準(zhǔn)確的。

4 結(jié)語

1)滑坡勘察中，結(jié)合物探探測(cè)滑動(dòng)面可以減少鉆孔工作量，彌補(bǔ)鉆探以點(diǎn)代線(面)推測(cè)滑動(dòng)面的缺陷，同時(shí)節(jié)省工程費(fèi)用及給工程工期節(jié)省大量時(shí)間。

2)在復(fù)雜的滑坡中，由于滑坡體的下滑導(dǎo)致無法調(diào)查剪出口的準(zhǔn)確位置，而通過物探可以得到較為準(zhǔn)確的位置，從而為滑坡后續(xù)繪制滑動(dòng)面、分析下滑力等提供地質(zhì)依據(jù)。

3)根據(jù)鉆探取芯在巖石切層滑坡中判斷滑動(dòng)面是極其困難的，本次滑動(dòng)面附近所取芯極破碎，質(zhì)軟，鉆進(jìn)過程中漏水，可以判斷監(jiān)測(cè)所測(cè)的滑動(dòng)面位置是準(zhǔn)確的。

4)實(shí)踐證明，高密度電法及監(jiān)測(cè)的綜合運(yùn)用在降低成本及工期同時(shí)在工程滑坡勘察中對(duì)滑動(dòng)面的探測(cè)是極為有效的，是值得在工程中廣泛推薦的。

［1］謝永堅(jiān)，劉志輝，曾田勝.工程物探技術(shù)在高速公路工程勘察中的應(yīng)用［J］.公路，2006(8):292 －294.

［2］熊 壯，王詩東，朱世山，等.高密度電法在滑坡勘察中的應(yīng)用研究［A］.中國(guó)地球物理2013——第二十四分會(huì)場(chǎng)論文集［C］.2013.

［3］江玉樂，周清強(qiáng)，黃 鑫，等.高密度電阻率法在滑坡探測(cè)中的應(yīng)用［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008，35(5):542 －546.

［4］杜利生.物探勘察在復(fù)雜滑坡滑坡勘察勘察中的應(yīng)用分析［J］.山西建筑，2013(21):82 －83.

［5］白 宇，劉少聰，張 倩.鉆孔傾斜儀在滑坡監(jiān)測(cè)中的運(yùn)用［J］.礦山測(cè)量，2012(6):45 －47.