羅金洪

中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，上海 200070

1 工程概況

1.1 地形地貌

鷹廈鐵路K308+500—K308+740 段右側(cè)滑坡位于福建省沙縣龍江車站南端?；聟^(qū)屬于低山河谷侵蝕地貌區(qū)，地形起伏較大，自然坡度 20°～35°［1］。山體植被較發(fā)育。該滑坡兩側(cè)沖溝發(fā)育，小里程側(cè)沖溝位于龍江車站附近，走向160°，大里程側(cè)沖溝位于洋口仔村附近，走向224°。滑坡工點(diǎn)平面見圖1。

圖1 滑坡工點(diǎn)平面

1.2 地質(zhì)條件

1.2.1 地層巖性

滑坡區(qū)出露地層主要為：①第四系坡殘積粉質(zhì)黏土。褐黃、褐紅色，稍濕～濕，可塑，厚1.0～3.0 m。②白堊系沙縣組砂礫巖，厚1.0～2.0 m。③震旦系黃潭組云母石英片巖，全～弱風(fēng)化，原巖為粉砂巖、泥質(zhì)砂巖。全風(fēng)化層厚1.5～13.6 m，強(qiáng)風(fēng)化層厚2.6～18.5 m，中風(fēng)化層厚1.9～5.2 m。

1.2.2 地質(zhì)構(gòu)造

滑坡區(qū)位于閩西南凹陷帶的東北部，鄰近閩西北隆起帶。以NE、NNE向構(gòu)造為主，其次為NW 向構(gòu)造?；聟^(qū)無斷層通過，在滑坡區(qū)NE側(cè)1 km處發(fā)育馬鋪-茅坪正斷層，走向 40°～60°，傾向 NW，傾角 60°～80°。滑坡區(qū)西北側(cè)1.5 km 處發(fā)育涌溪-仙洲斷層，走向40°～65°，傾向NW，傾角70°～80°，其性質(zhì)為先壓后張扭。

在龍江車站北側(cè)沖溝量得一組傾向臨空側(cè)的產(chǎn)狀120°～132°∠25°～40°不利結(jié)構(gòu)面。該結(jié)構(gòu)面為控制滑坡的主滑面。

1.3 氣象、水文條件

1.3.1 氣象

滑坡區(qū)為亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫和濕潤(rùn)，日照充足，夏季較長(zhǎng)，年平均氣溫19.6 ℃，極端最高氣溫40.1 ℃，極端最低氣溫-7.1 ℃。雨量充沛，年平均降雨量1 662 mm，降雨多集中在3 月—7 月，春季陰雨連綿，6月和7月多暴雨。

2016年6月13日至26日連續(xù)14 d普降暴雨，降雨量達(dá)到 669 mm，其中6 月 14 日24 h 降雨量191 mm，6月18日24 h降雨量164 mm，暴雨量級(jí)達(dá)百年一遇。

1.3.2 水文

區(qū)內(nèi)地表水系主要為滑坡坡腳的沙溪河，河寬200 m，流向NE55°。水量較大，受季節(jié)影響明顯。滑坡區(qū)地下水極為豐富，集中在全～強(qiáng)風(fēng)化云母石英片巖中。地下水主要受大氣降水、基巖裂隙水和遠(yuǎn)處斷層水補(bǔ)給，地下水流向與山坡傾向基本吻合，在坡腳開挖探槽時(shí)和龍江車站沖溝附近均有地下水出露。

2 滑坡形態(tài)及成因分析

2.1 滑坡空間形態(tài)

根據(jù)裂縫的展布情況、滑坡嚴(yán)重程度，將該滑坡分成兩個(gè)區(qū)：①Ⅰ區(qū)，里程為K308+500—K308+625；②Ⅱ區(qū)，里程為K308+625—K308+740。參見圖1。Ⅰ區(qū)滑坡體橫向?qū)?25 m，縱向長(zhǎng)約110 m，平面面積1.2 萬m2，滑坡后緣標(biāo)高約148.0 m，前緣剪出口位于路基左側(cè)的路堤，標(biāo)高約96.0m。Ⅱ區(qū)滑坡體橫向?qū)?15 m，縱向長(zhǎng)10～25 m。

滑坡災(zāi)害發(fā)展較快，自 6 月 21 日 16：00 至 24 日18：00滑坡位移837 mm，平均每日位移271.5 mm。自6月20日20：30至23日9：30鐵軌最大位移達(dá)370 mm，平均每日位移約145.6 mm。隨時(shí)可能產(chǎn)生更大規(guī)模的山體滑坡，嚴(yán)重危及鐵路行車安全。

2.2 滑坡變形破壞情況及成因分析

2.2.1 滑坡周界

1）滑坡前緣剪出口。該滑坡前緣有三道剪出口。第一道剪出口位于車站1道和2道鐵軌之間，1 道鐵軌明顯隆起扭曲，向河側(cè)位移20～50 cm，變形范圍為K308+540—K308+600，長(zhǎng)60 m，2 道鐵軌變形相對(duì)較小。第二道剪出口位于2道和3道鐵軌之間，6月23日3 道鐵軌明顯隆起扭曲，向河側(cè)位移10～30 cm，變形范圍為 K308+550—K308+600，長(zhǎng) 50 m；6 月 25 日 3 道鐵軌明顯向河側(cè)位移，鐵軌扭曲成麻花狀。6 月21 日至6 月26 日鐵軌沉陷50 cm，向河側(cè)累計(jì)水平位移1.1 m。第三道剪出口位于向河側(cè)路堤路基面下3.5 m處，坡面出現(xiàn)溜坍，滲水量大。

2）滑坡后緣裂縫。該滑坡后緣有三道裂縫，裂縫總體走向NE30°～40°。第一道后緣裂縫高出路基面20～22 m，可見深度0.5～0.8 m，縫寬5～10 cm，裂縫走向NE30°。第二道后緣裂縫高出路基面28～30 m，裂縫長(zhǎng)40 m，下錯(cuò)0.2 m，可見深度0.5～1.0 m，縫寬5～15 cm，裂縫走向NE40°。第三道后緣裂縫高出路基面40～45 m，裂縫長(zhǎng)30 m，下錯(cuò)1.0 m，可見深度0.5～0.8 m，縫寬20～40 cm，裂縫走向NE35°。

3）滑坡側(cè)界及其他裂縫?；麓罄锍潭藗?cè)界裂縫位于K308+625附近，裸露的基巖崩落、掉塊；K308+600 附近漿砌片石外鼓開裂?；滦±锍潭藗?cè)界裂縫位于龍江車站附近，K308+560、K308+540 處站臺(tái)、柵欄、矮墻錯(cuò)斷；K308+540 處站臺(tái)混凝土面錯(cuò)斷；K308+570處坡面吊溝開裂錯(cuò)位，坡腳邊溝積水嚴(yán)重。

2.2.2 滑動(dòng)面

該滑坡沿順傾向結(jié)構(gòu)面（120°～132°∠25°～40°）滑動(dòng)，主滑面在全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化分界面處，滑動(dòng)方向121°，主滑面傾角22°，滑面為折線型。

2.2.3 滑坡規(guī)模

根據(jù)滑坡的變形跡象及對(duì)滑動(dòng)面的分析，滑動(dòng)后刷方前滑面深約12.0 m，滑體體積為14.0 萬m3?；掳l(fā)生后，現(xiàn)場(chǎng)采取了刷方減載應(yīng)急措施。刷方后滑面深約8.5 m，滑體體積為10.5 萬m3，屬中層中型滑坡。

2.2.4 滑坡成因分析

綜合考慮滑坡區(qū)地形地貌、工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件、滑坡空間形態(tài)、滑坡規(guī)模、人類活動(dòng)的擾動(dòng)、氣象氣候等因素［2-3］，判斷該滑坡破壞模式為多道前緣剪出口、多道后緣裂縫、沿順傾向結(jié)構(gòu)面的滑動(dòng)。由于邊坡土體松動(dòng)、坡體裂縫張開，地表雨水更易下滲并軟化滑帶土，使其力學(xué)強(qiáng)度大大降低，滑面可能會(huì)向深部發(fā)展，邊坡極易整體滑動(dòng)。以下從內(nèi)因和外因兩個(gè)方面對(duì)滑坡成因進(jìn)行分析。

1）滑坡體內(nèi)部致災(zāi)因素：①地質(zhì)構(gòu)造。邊坡巖土體結(jié)構(gòu)面傾向與邊坡坡向一致，為滑坡形成提供了有利條件。②地層巖性。邊坡巖體為云母石英片巖，極易風(fēng)化，巖性軟弱，強(qiáng)度低。③地下水?；聟^(qū)地下水補(bǔ)給充分，在地下水的長(zhǎng)期浸潤(rùn)下風(fēng)化后的云母石英片巖力學(xué)強(qiáng)度降低，促使滑坡發(fā)生。

2）外界誘發(fā)因素：①人類活動(dòng)的擾動(dòng)?；侣穳q邊坡為開挖原始山體形成，路塹長(zhǎng)約240 m，高30～50 m，開挖時(shí)未對(duì)路塹邊坡采取支擋加固和防護(hù)措施，致使路塹邊坡長(zhǎng)期遭受日曬雨淋，加速了巖體風(fēng)化、裂隙張開，雨水滲入導(dǎo)致路塹邊坡巖體強(qiáng)度降低，加上長(zhǎng)期的列車行駛振動(dòng)，破壞了巖體原有應(yīng)力平衡。②氣象氣候因素。經(jīng)受百年一遇暴雨時(shí)，大量地表水下滲，地下水位急劇升高，不僅軟化了滑動(dòng)面巖土體，而且增加了滑體靜水和動(dòng)水壓力。

3 滑坡穩(wěn)定性分析

根據(jù)滑坡發(fā)生時(shí)實(shí)測(cè)斷面數(shù)據(jù)、滑坡空間形態(tài)分布、變形破壞程度、變形速率等情況，推演滑坡發(fā)生的各種可能滑動(dòng)形式，反算單個(gè)或組合滑體在各滑動(dòng)面的力學(xué)參數(shù)。通過多次模擬反算，結(jié)合滑坡勘察取樣室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，確定滑面力學(xué)參數(shù)。

根據(jù)GB 50330—2013《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》，采用傳遞系數(shù)法對(duì)滑坡的穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

3.1 指標(biāo)反算

根據(jù)滑坡破壞形態(tài)、裂縫分布特征，刷方減載前滑坡穩(wěn)定系數(shù)取0.9。通過試驗(yàn)得到巖土參數(shù)，見表1。

表1 牽引段和主滑段巖土參數(shù)

反算得到刷方前K308+547、K308+565、K308+585斷面處原地形滑動(dòng)帶巖土內(nèi)摩擦角分別為12.0°、12.3°、12.7°。不同斷面處地面輪廓、滑面傾角、滑體大小不同。為確保工程安全，考慮最不利情況滑動(dòng)帶巖土內(nèi)摩擦角取12.0°。

3.2 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

經(jīng)反演計(jì)算，滑坡Ⅰ區(qū)刷方后K308+547、K308+565、K308+585 斷面處正常工況下邊坡穩(wěn)定系數(shù)分別為1.06、1.04、1.01；暴雨工況下邊坡穩(wěn)定系數(shù)分別為1.01、0.99、0.97。暴雨工況下邊坡穩(wěn)定系數(shù)小于1.00，因此判定Ⅰ區(qū)刷方后邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

同理計(jì)算，對(duì)滑坡Ⅱ區(qū)刷方后K308+643、K308+666、K308+697 斷面處正常工況下邊坡穩(wěn)定系數(shù)均為1.11；暴雨工況下邊坡穩(wěn)定系數(shù)均為1.08。雖然暴雨工況下邊坡穩(wěn)定系數(shù)大于1.00，但小于1.15，因此判定Ⅱ區(qū)刷方后邊坡也處于欠穩(wěn)定狀態(tài)?；垄駞^(qū)、Ⅱ區(qū)刷方后均需加固治理。

Si基諧振式光學(xué)微腔陀螺的核心敏感元件為一無源的微米級(jí)諧振腔,代替了光纖環(huán)結(jié)構(gòu),極大的減小了陀螺的體積,并提高了穩(wěn)定性,在小型化、集成化上具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),成為各國航天、國防等研究機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn),是慣性導(dǎo)航技術(shù)微型化、集成化的關(guān)鍵器件[1-7]。

3.3 滑坡推力計(jì)算

根據(jù)反算結(jié)果和以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，穩(wěn)定系數(shù)取1.20，計(jì)算得到暴雨工況下剩余水平下滑力，據(jù)其確定錨固工程所需抗滑力，見表2、表3。

表2 Ⅰ區(qū)剩余水平下滑力和錨固工程抗滑力計(jì)算結(jié)果 kN·m-1

表3 Ⅱ區(qū)剩余水平下滑力和錨固工程抗滑力計(jì)算結(jié)果 kN·m-1

4 滑坡治理

4.1 滑坡治理原則

①安全可靠。找準(zhǔn)滑坡原因，分清主次，措施得當(dāng)。②技術(shù)可行。選擇在現(xiàn)有施工水平能夠?qū)崿F(xiàn)的方案。③經(jīng)濟(jì)合理。通過方案比選，選出經(jīng)濟(jì)合理的優(yōu)化方案。④治早治小。對(duì)局部變形先行加固，限制其發(fā)展。⑤因地制宜。盡量就地取材，盡可能采用新型治理技術(shù)。⑥施工簡(jiǎn)便且干擾小。盡量不影響既有線的正常運(yùn)行。

4.2 滑坡治理方案比選

基于對(duì)滑坡穩(wěn)定性的分析，參考同類工程治理經(jīng)驗(yàn)［4-5］，充分考慮對(duì)滑坡已經(jīng)部分采取刷方減載應(yīng)急措施，結(jié)合滑坡治理原則，提出三種治理方案。方案Ⅰ：坡腳多排豎向鋼花管注漿+坡面多排預(yù)應(yīng)力錨索框架梁錨固+坡體內(nèi)設(shè)仰斜式排水孔。方案Ⅱ：邊坡刷方減載+框架錨桿。方案Ⅲ：雙排抗滑樁+框架錨桿。各方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見表4。綜合考慮，確定采用方案Ⅰ。

表4 各方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

4.3 滑坡治理方案

1）Ⅰ區(qū)

①坡面采用12～15 排4φ15.2 預(yù)應(yīng)力錨索框架，錨索長(zhǎng)22.0～28.0 m，框架豎肋沿線路方向間距3.0 m，框架梁截面尺寸為0.5 m（厚）×0.6 m（寬），框架內(nèi)采用三維網(wǎng)植草。②坡腳設(shè)3 排豎向鋼花管注漿。鋼花管采用φ89 厚4.5 mm 無縫鋼管，長(zhǎng)12.0 m，排距1.5 m，沿線路方向間距2.0 m。③由于河流長(zhǎng)期沖刷和水位頻繁升降，K308+510—K308+540 段靠河側(cè)路堤可能坍塌，因此在該段設(shè)2排豎向鋼花管注漿。鋼花管采用φ89 厚4.5 mm 無縫鋼管，長(zhǎng)14.0 m，排距1.5 m，沿線路方向間距2.0 m。④在一級(jí)坡腳平面以上 2.0、5.0、13.0、25.0 m 處各設(shè) 1 排仰斜式排水孔，孔深22.0～32.0 m，仰孔向上翹5°，采用φ110 鉆孔內(nèi)塞φ80 軟式透水管，沿線路方向間距3.0 m。⑤刷方后塹頂外5.0 m 處設(shè)一道截水天溝，截排塹頂雨水，各級(jí)平臺(tái)設(shè)截水溝，坡腳設(shè)側(cè)溝。

2）Ⅱ區(qū)

①從標(biāo)高127.0 m 開始，坡面設(shè)4φ15.2 預(yù)應(yīng)力錨索框架，錨索長(zhǎng)22.0～26.0 m，框架豎肋沿線路方向間距3.0 m，框架豎肋截面尺寸為0.4 m（厚）×0.5 m（寬），橫梁截面尺寸為0.2 m（厚）×0.5 m（寬），框架內(nèi)噴草籽。②修復(fù)塹頂既有截水溝，同時(shí)在距既有水溝外10.0 m處新設(shè)一道截水溝。

4.4 滑坡監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)滑坡水平位移、地下水位。監(jiān)測(cè)期限為一年。監(jiān)測(cè)頻率：施工前1 次，施工期間5 次，竣工后1次。監(jiān)測(cè)斷面為K308+565、K308+697。

4.5 滑坡治理效果

通過多排豎向鋼花管注漿“固腳”和多排預(yù)應(yīng)力錨索框架梁錨固“強(qiáng)腰”，快速控制了滑坡巖體變形的進(jìn)一步發(fā)展，增強(qiáng)了滑坡巖體的安全穩(wěn)定性。仰斜式排水孔、截水溝等排水設(shè)施將巖土體內(nèi)積水排出，并快速引排地表水，提高了邊坡巖土體物理力學(xué)強(qiáng)度。

5 結(jié)語

綜合考慮滑坡區(qū)地形地貌、工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件、滑坡致災(zāi)原因、破壞模式等，通過比較選擇“坡腳多排豎向鋼花管注漿+坡面多排預(yù)應(yīng)力錨索框架梁錨固+坡體內(nèi)設(shè)仰斜式排水孔”的固腳強(qiáng)腰治理方案。

經(jīng)綜合治理后，經(jīng)歷多個(gè)雨季考驗(yàn)，滑坡一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，達(dá)到了預(yù)期效果。