・第３８卷第ｌ８期 １５４・ ２ ０ １ ２年６月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨｎ ＣＴＵＲＥ Ｖｏｌ｜３８ Ｎｏ．１８ Ｊｕｎ． ２０１２ 文章编号：１００９—６８２５（２０１２）１８—０１５４—０２ 雅西高速公路昔格达地层高边坡稳定性分析 高芳芳 （１．四川大学锦城学院，四川成都邓睿 张燕 ６１００３１； ６１００５９） ６１１７３１；２．中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都３．成都理工大学地球科学学院，四川成都摘要：雅西高速公路Ｋ２０３＋１１０～Ｋ２０３＋２００段位于昔格达地层，结合该段线路挖方高边坡，对引发其失稳的原因进行简要分 析，并通过计算判断该高边坡在天然状态、饱和状态和地震状态等不同工况条件下的稳定性，提出相应的工程措施，从而保证公路 工程建设安全顺利进行。 关键词：昔格达地层，高边坡，稳定性 中图分类号：Ｕ４１６．１４ １ 概述 昔格达地层是分布于我国西南地区的一套半成岩，工程性质 差，因其具有特殊的地质结构和物理力学性质，该地层中产生滑 坡的密度在我国易滑地层中名列前茅…。雅西高速公路沿线广 泛分布昔格达地层，因此能否正确评价该地层高陡边坡的稳定 性，分析其失稳的主要因素，采取合理的治理措施，对公路工程的 建设及安全性具有重要意义。本文以雅西高速公路Ｋ２０３＋１ １０～ Ｋ２０３＋２００段右侧路堑挖方高边坡为例，进行稳定性分析。 ２边坡工程地质特征 雅西高速公路Ｋ２０３＋１ １０～Ｋ２０３＋２００段挖方高边坡路基位 于冕宁县曹古乡大马乌村，挖方边坡路基全长９０ ｍ，右侧最大挖 方高度３５ ｍ，左侧为半填半挖路堤，设计路面宽度为２４．５０ ｍ。 ２．１ 地形地貌 场地总体属于高中山河流侵蚀堆积阶地地貌，经构造运动及 河流侵蚀切割形成陡坎斜坡地形，地势西高东低。斜坡坡度３０。一 ５０。不等，坡面植被发育。公路从斜坡中下部通过，线路左侧为地 形平坦宽阔的曹古河谷地形，河流距斜坡坡脚约４０ ｍ，与线路近 平行；线路右侧高边坡挖方位于两条冲沟之间，冲沟里程分别为 Ｋ２０２＋９６０一Ｋ２０３＋０００和Ｋ２０３＋２１０～Ｋ２０３＋２２０。 ２．２地层岩性 测区内地层主要为第四系全新统滑坡堆积（Ｑ： ）、冲洪积层 （Ｑ： ＋ｐ１）漂石、坡残积层（Ｑ： ）低液限粘土，第四系中上更新统冲 洪积层（Ｑ ‘）漂石和第三系上统昔格达组（Ｎ： ）粉砂岩。 滑体堆积物（Ｑ： ）：灰色，深灰色，主要由粘性土和漂石卵石 及砾砂土组成，厚５ ｍ～８ １ＴＩ。透水性较好，稍湿，松散。分布在第 二条冲沟Ｋ２０３＋２１０一Ｋ２０３＋２２０段右侧顶沟地段。 漂石（Ｑ： ）：灰色，深灰色，稍密一中密，潮湿，漂石含量约 ６０％，卵石含量约２５％，余为圆砾及砂砾填充，石质成分为流纹 岩，砂岩等。该层主要分布在草古河床、河漫滩及冲沟沟底及沟 口处，厚度大于３０ ｍ。 低液限粘土（Ｑ： ）：棕黄色、棕红色，可塑～硬塑，稍湿，含约 １０％角砾，地表局部分布有漂石。该层分布在斜坡坡顶表层，钻 孔揭露厚度约２．６ ｍ一４．２ ｍ。 漂石（ ）：灰绿色、暗红色等杂色，中密，潮湿，漂石含量 约占５５％～６０％，卵石含量约占１５％～２０％，圆砾含量约占１０％， 孔隙间由粘性土和砾砂弱胶结填充。该层在Ｋ２０３＋１７０Ｒ４５钻孔 揭露厚度为１４．５ ｍ，Ｋ２０３＋１７０Ｒ２０钻孔深度内未揭穿，见图１。 收稿日期：２０１２—０３。０７ 作者简介：高芳芳（１９８５一），女，助教 文献标识码：Ａ Ｋ２０３＋１７０Ｒ４５．２ ０３２．０５ ２ ０４０ ２ ０３０ ２ ０２０ 线Ｋ２线 ０３ １＋ ７０３１ ・２８ ， 孵 繁 ２ ０１０ ２ Ｏｏ０ １ ９９０ １ ９８０ 图１高边坡横剖面示意图 昔格达组（Ｎ ）：粉砂岩为主，浅黄色，灰黄色，弱风化，粉粒 结构，泥质微胶结，厚层状构造，局部夹有灰色薄层泥岩。Ｋ２０３＋ １７０Ｒ４５钻孑Ｌ揭露该层顶部标高２ ０１４．９５ ｍ，钻孔控制深度内未揭 穿，见图１。 ２．３水文地质条件 区内地表水主要为曹古河内水流。该河常年有水，流量约 ３０ ０００ Ｉ＇／１ ／ｄ，具有典型的山区河流特征，水量大小受季节影响大， 洪峰水流将对公路填方坡脚形成冲刷。地下水主要为松散层孔 隙水和基岩裂隙水。松散层孔隙水赋存于低液限粘土（Ｑ ）和 漂石层（Ｑ ）中，水流受季节影响变化大；基岩裂隙水赋存于昔 格达组（Ｎ： ）粉砂岩中，沿岩层面及裂隙倾角斜坡渗流并向坡下 排泄。 ２．４地质构造 测区位于安宁河断裂带内，５０年内超越概率为１０％的场地 地震烈度为８．９度，基岩水平峰值加速度为３１５ ｃｌｌｌ，／／ｓｅ￣。。地表测 得昔格达组粉砂岩层理产状为９１。 １３。。 ３边坡稳定性分析 ３．１ 边坡失稳因素分析 昔格达地层极易形成失稳地质结构面。根据昔格达地层边 坡稳定性分析 ｊ，该地层路堑边坡可分为四种类型：稳定型、次稳 定型、次不稳定型、不稳定型（见表１）。 雅西高速公路Ｋ２０３＋１１０～Ｋ２ｏ３＋２００段高边坡具有以下三 个特点：一是岩层缓倾向坡外，二是高陡边坡，三是上覆厚层坡残积 层。因此，该段边坡属于次稳定边坡～不稳定边坡，最有可能发生 的即是沿上覆坡积层与岩层交界处滑动，形成滑坡（见图１）。 昔格达地层边坡稳定性的主要影响因素为 ０ Ｊ： １）结构面。岩体节理裂隙发育，岩石破碎，为滑坡形成提供 软弱结构面，同时亦为地下水的渗漏、运移创造通道。 第３２ ０ ８卷纂１１ ２ ６智 年 月 ８２）水的作用。 ３）切坡开挖作用。 高芳芳等：同７ｊ ７ｊ守： 雅西高速公路昔格达地层高边坡稳定 Ｅ 同 日倌］△ 同 圾倔疋 ［￣ Ｔ，ｙ、ｃｒ ｑ—－ ・１５５・ 系数小于１．０，边坡不稳定。由此可见，水的作用（使土体处于饱 和状态）和地震是该开挖高边坡稳定性的主要影响因素，应对开 ４）地震和工程爆破作用，对岩土体的结构破坏较大，极易诱 挖边坡采取相应支护措施。 发滑坡。 表１ 昔格达地层边坡稳定性分类 边坡类型 边坡特点 稳定型 粉质细砂岩纯边坡、水平岩层边坡、岩层微倾坡内边坡、岩层斜倾 边坡一端的边坡 岩层陡倾坡内的边坡、土覆坡积层较薄的边坡、风化节理发育的边 次稳定型 坡、坡顶有局部汇水的边坡、含较大泥质透镜的边坡、岩层缓倾坡 外的边坡、岩层水平或缓倾的高边坡 次不稳定型 大型卸荷节理发育的边坡、大型剪切节理倾向坡外（节理下方未 出露） 不稳定型 岩层陡倾坡外的边坡、冲沟强烈冲刷坡脚的边坡、上覆坡积层较厚 图２ Ｉ—Ｉ 计算剖面 的边坡、大型剪切节理倾向坡外的边坡 表２岩土物理力学参数表 由于该段挖方高边坡并未切穿易滑地质结构面（岩土分界 岩土类型 工况条件 密度／ｇ・ｃｍ－３ 粘聚力／ｋＰａ 内摩擦角／（。） 面），因此其稳定性主要受到结构面、水和地震因素的影响。 低液限粘土（Ｑ ｌ＋ｅ１） 天然／饱和 １．９ｌ／１．９５ ２５．０８／１９．００ １９．２／１４．８４ ３．２边坡稳定性计算 漂石（Ｑ］Ｉ ） 天然／饱和 ２．２／２．２５ ２２／１３ ３５／３Ｏ 昔格达组粉砂岩（Ｎ２ｘ） 天然／饱和 １．９４／１．９７ ２３ ６，１４ ７ ２２．２／１７．９ 雅西高速公路Ｉ（２０３＋１１０～Ｋ２０３＋２００段右侧路堑挖方高边 坡设计坡比为１：１．００分台阶放坡，坡高１０ ｍ，右侧最大挖方高度 表３边坡稳定性计算成果表 工况条件 稳定系数 ４０ ｍ。挖方段边坡表层第四系漂石呈中密状，具有弱胶结性，力 天然状态＋地下水 １．１４ 学强度较高，拟开挖边坡最终危险破裂面为漂石和昔格达组粉砂 ２ ２ ２ ２ ２ ２ ２ ２ ２ ２ ２ 天然状态＋地下水＋地震 ０．９６５ 岩的接触带，形成近似圆弧滑动面，啪嘶童ｉ 叭啪 毗咄 然后土体从坡脚剪出。 饱和状态＋地下水 ｌ＿０８５ 依据《建筑边坡工程技术规范》和《地质灾害防治工程设计规 饱和状态＋地下水＋地震 Ｏ．９３１ 范》的相关规定，可采用传递系数法（推力传递法）来计算边坡稳 ４结语 定性㈨。 结合地质勘察成果和边坡稳定性计算分析，可得出以下结论 稳定系数 和剩余推力 计算公式如下： 及建议： ∑（ Ｈ ）＋Ｒ １）线路右侧高边坡在天然状态和地下水条件下，处于稳定状 态；而在饱和状态和地下水条件下，或者地震影响下，边坡稳定性 ＝ —■ —一， ∑（ｒ，ｌ－Ｉ ）＋ 较差，将会发生滑动； ２）建议对边坡采取缓坡比开挖、喷锚护坡、修建截水沟等措 Ｆｉ＝（ ｓｉｎｅｔｆ＋Ｑ ＣＯＳＯ￣ ）＋［Ｃｉｆｌ＋（ ＣＯＳ０／ —Ｑｆｓｉｎｏｔｆ） ］／Ｋ，＋ 施综合处治； Ｆｆｌ 一１。 ３）线路左侧为半填半挖，建议先清除坡面松散的基层，进行 ｎ一１ 其中， ＝ｃ。ｓ（ 一０ ）一ｓｉｎ（０ 一０ ）ｔａｍｐ ；Ｔｉｎ ＝ 分层碾压填筑，坡脚修筑挡墙护坡； Ｊ一； ４）加强对开挖高边坡两侧冲沟及滑坡的监测或防治，防止其 ・ 。ｉ＋ｌ ｉ＋２… 一ｌ；Ｒｆ＝ ｔａＩｌ‘ ＋ＧＬｉ；Ｊ７、７ｆ＝Ｑ ｃｏｓＯ￣； ＝Ｑｆｓｉｎ０ｉ。 对高边坡稳定性产生不利影响。 根据该边坡滑动面特点及影响因素，对挖方高边坡重点剖面 参考文献： Ｉ—Ｉ 进行稳定性分析（见图２），计算中充分考虑天然状态、饱 ［１］ 黄绍槟，吉随旺，朱学雷，等．西攀路昔格迭地层滑坡分析 和状态、地震状态以及地下水等不同工况条件的影响。 ［Ｊ］．公路交通科技，２００５，２２（６）：４１—４４． 根据相关试验数据及经验值，计算中采用如表２所示的岩土 ［２］ 文丽娜．攀枝花至西昌高速公路新九地区昔格达地层边坡稳 物理力学参数。 定性分析［Ｄ］．成都：西南交通大学硕士论文，２００４：１６－２０． 通过计算可知（见表３），在天然状态和地下水条件下，稳定 ［３］ 尹紫红，杨俊斌，李 燕．西攀高速公路某滑坡稳定性分析 系数大于１．１，即该开挖高边坡稳定，加上地震影响后，稳定系数 ［ｊ］．铁道建筑，２００５（４）：５２—５４． 小于１．０，边坡不稳定，将会失稳；在饱和状态和地下水条件下，边 ［４］ 李金燕，孙艾林．马舍坑滑坡稳定性计算分析及防治对策 坡稳定系数为１．０８５，即处于极限平衡状态，加上地震影响后，稳定 ［Ｊ］．江西煤炭科技，２０１１（２）：１０７－１０９． Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｈｉｇｈ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｘｉｇｅｄａ ｓｔｒａｔｕｍ ｏｎ Ｙａ－Ｘｉ ｈｉｇｈｗａｙ ＧＡＯ Ｆａｎｇ－ｆａｎｇ’ＤＥＮＧ Ｒｕｉ ＺＨＡＮＧ Ｙａｎ。 （１．Ｊｉｎｃｈｅｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１１７３１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ ２ｎｄ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３１，Ｃｈｉｎａ；３．Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００５９，Ｃｈｉａｎ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｙａ—Ｘｉ ｈｉｇｈｗａｙ Ｋ２０３＋１ １０一Ｋ２０３＋２００ ｓｅｃｔｉｏｎ ｌｉｅｓ ｉｎ Ｘｉｇｅｄａ ｓｔｒａｔｕｍ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｓｌｏｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｐａ— ｐｅｒ ｂｒｉｅｆｌｙ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｂｌｅ ｃａｕｓｅｓ，ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅｓ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｓｌｏｐｅ ｕｎｄｅｒ ｖａｒｉｏｕｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｎａｔｕｒａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｓａｔｕｒａ— ｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｓｍｏｏｔｈ ａｎｄ ｓａｆｅ ｈｉｇｈｗａｙ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｏｎ－ ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｘｉｇｅｄａ ｓｔｒａｔｕｍ，ｈｉ【ｓｈ ｓｌｏｐｅ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙ