关于对子靖高速天云煤矿改线段滑坡稳定性的判定

关于对子靖高速天云煤矿改线段滑坡稳定性的判定

刘琦郭夏涛

信息产业部电子综合勘察研究院陕西西安710054

摘要：地质调绘结合岩土工程勘察是滑坡勘察的重要手段，通过全面的野外调绘的定性评价，选取适合的计算模型的定量计算，能够较为准确的判定滑坡的稳定性。笔者通过对子洲至靖边段高速公路沿线一边坡进行实地勘察，较为准确的评价其稳定性，提出了治理建议，为保障高速公路顺利施工及后期运维奠定了基础。

关键词：滑坡；勘察；稳定性研究

一、工程概况

子洲至靖边段高速公路是国道主干线（GZ35）青岛~银川公路的重要组成部分，也是陕西省高等级公路网主骨架的重要组成部分。该段高速公路的修建，对改善陕北地区交通环境，促进和加快地方经济的发展具有十分重要的带动作用。2005年7月，K130+460~760天云煤矿改线段，路基侧边坡开挖过程中，由于施工放炮及连续暴雨等因素，导致K130+460~760段基岩以上3-6级边坡失稳滑塌，后经重新刷坡处理该段目前已处于稳定状态，刷坡后共分十六级边坡，每级边坡高7-10m，平台宽4-8m，综合坡率约为1：1.75。2006年6月，K130+575.3~744.7段已施工完毕的高边坡3-6级边坡又产生局部滑塌，并产生错台裂缝，错台高度2-3m，为保证6级以上边坡稳定，防止产生边坡整体失稳，笔者对该滑坡进行了稳定性勘察，确定了滑坡的范围和规模，评价其稳定性，提出了治理建议。

二、自然地理

滑坡所在地属内陆干旱、半干旱气候区，冬季寒冷，夏季炎热且昼夜温差较大，春季多大风扬沙天气，沙尘暴时有发生。据地方气象部门资料，勘察区多年平均气温6.5C，一月平均气温-8.9C，七月平均气温22.5C，极端最高气温35.9C，极端最低气温-17.3C；多年平均降水量300~500mm，最大年降水量802.4mm，最小年降水量140.3mm，雨季多在七、八、九三个月，多以雷阵雨和暴雨形式发生，多年平均蒸发量1800~2200mm，是降水量的5倍；滑坡勘察区内多年平均风速3.1m/s，最大风速可达17.9m/s；季节性冻土深度0.7~1.0m。

三、工程地质条件

（一）地形地貌

滑坡所在地为黄土梁峁沟壑区，冲沟发育，切割强烈，沟谷多呈“V”形，基岩外露，谷坡较陡，25o~65o，水土流失严重。黄土梁峁与河谷相对高差达150余米。

（二）地层岩性

勘察区出露地层主要为第四系全更新统滑坡堆积层（Q4del），上更新统风积马兰黄土（Q3eol）、中更新统风积离石黄土（Q2eol）、中更新统河流三、四级阶地冲积层（Q2al），其下局部下伏中侏罗系直罗组（J2z）灰色、浅绿色泥岩-砂岩，细粉砂岩夹泥岩互层等，产状较平缓，倾角2o~5o，分布在河谷两岸，构成了滑坡中前部的滑床。

（三）地质构造与地震

滑坡勘察区位于陕北黄土高原稳定地块区，属陕甘宁盆地的一部分，褶皱、断裂不发育，地块隆起是其主要表现特征，地震活动较少，总体上表现出地块较强的稳定性和完整性，未发现有断裂带。

勘察区地震活动相当微弱，据历史记载仅发生过4~6级地震，且分布零散。据《中国地震动参数区划图》和《陕西省活动性构造与地震震中分布图》，勘察区基本地震烈度为Ⅵ度，场地地震反应谱特征周期T=0.35s，地震动峰值加速度a<0.05g。

（四）水文地质条件

根据地下水含水层的岩性、赋存状态和水动力学等特征，勘察区地下水可分为黄土孔隙裂隙水和基岩裂隙水二种。

四、滑坡工程地质特征

（一）滑坡形态

该滑坡位于陕西省榆林市横山县魏家楼乡天云煤矿对面。整体上形态呈“簸箕”形，滑坡后缘高程为1099.71m，前缘高程为1073.32m，高差约27.0m。路基三级边坡切削滑坡前缘，边坡坡度约为45。滑坡前缘宽度约为76.0m，顺主滑方向长约50.0m，滑体最大厚度约为14.0m，体积约2.1104m3，为一中型土质滑坡。

（二）滑坡变形破坏与成因分析

从总体上来看，造成滑坡的成因主要有以下几点：

1、坡体结构是形成滑坡的物质基础。上覆黄土，下伏伏泥岩-砂岩是易滑坡地层，本边坡上部黄土易渗水，下部泥岩相对隔水，从而形成滑动带，使其具备了滑坡的条件。

2、连续暴雨是滑坡产生的直接诱因。

3、高边坡开挖过程中，由于放炮及土方开挖等工程因素，造成土体结构松动，边坡前缘形成高陡临空面，边坡土体发生应力重分布，是形成滑坡的另一重要因素。

五、滑坡稳定性评价

（一）滑坡区域稳定性评价

1.定性评价

现场调查表明，滑坡体所反应的宏观变形迹象已很明显，主要是由于以前爆破施工刷坡及连续暴雨而造成的。坡体后缘错台裂缝不断扩展和下挫，前缘土体有被推出顺坡滑落的现象，均反应了该滑坡目前处于不稳定状态，对公路建设已造成直接威胁。

2.稳定性计算

2.1计算方法

根据《岩土工程勘察规范》推荐的滑坡稳定性计算公式计算本滑坡的稳定系数。

2.2滑坡稳定性计算

根据《公路路基设计规范》，分别计算正常工况（天然状态）和非正常工况Ⅰ（饱水状态）下滑坡稳定性及滑坡推力。利用极限平衡法进行滑坡稳定性计算一般要提供滑坡土体的重度，滑动面的内聚力和内摩擦角。滑面强度参数取值根据土体室内试验值及反算综合考虑，根据反算结果及经验，滑动面强度参数取值如下：c=12kPa，=16.0。考虑到拟建公路的等级及滑坡发生后的破坏性大小，计算滑坡推力时安全系数取k=1.25。

经计算，天然状态下，最终滑坡推力E1=250kN/m；饱水状态下最终滑坡推力E2=465kN/m，稳定系数为0.957，说明在连续降雨的条件下，可能失稳。

（二）边坡未滑区域稳定性计算

运用规范推荐的Bishop法计算边坡稳定系数，计算所需的物理力学参数由土工试验结果报告取平均值，计算结果表明，天然状态下未滑坡段整体稳定性系数为1.202及1.253，但在各种不利条件下可能失稳，建议进行加固处理。

六、边坡治理方案建议

（一）支挡措施

现场变形迹象和稳定性计算均表明，该滑坡处于临界极限平衡状态，在刷坡、护坡等工程活动及降水作用下，随时都有可能滑塌下来，对滑坡前缘的路基施工造成直接的威胁，因此应及时采取措施进行治理。由滑坡横断面图可以看出，滑体厚度较大，滑坡前缘地形陡（约30），若完全清除现有滑坡体，将可能导致其后缘坡体失去支撑而下滑，因此建议在滑坡前缘采用挡土墙或抗滑桩等工程支挡措施，对坡面进行不同程度的防护加固处理。

（二）截排水措施

降雨入渗是加剧该滑坡活动的触发因素。因此，在滑坡坡面上的排水，具体可根据地形和已有自然冲沟设置截排水系统。

参考文献：

【1】JTJ064-98.公路工程地质勘察规范[S].北京，人民交通出版社，1998年

【2】JTJ004－89.公路工程抗震设计规范[S].北京，人民交通出版社，2003年

【3】JTJ051－93.公路土工试验规程[S].北京，人民交通出版社，2004年

【4】JTGB01－2003.公路工程技术标准[S].北京，人民交通出版社，2003年

【5】GB50021-2001.岩土工程勘察规范[S].北京，人民交通出版社，2001年

【6】GB50330-2002.建筑边坡工程技术规范[S].北京，人民交通出版社，2002年

作者简介：

1.刘琦（1986-）男，汉族，陕西西安人，信息产业部电子综合勘察研究院，工程师，从事岩土工程相关工作

2.郭夏涛（1985-），男，汉族，陕西西安人，信息产业部电子综合勘察研究院，工程师，从事岩土工程相关工作