摘要：滨缓线 K419~420段落出路基，多年来一直处于不稳定状态，靠重点维修来保持通车，耗费了大量的人力、物力。在二线建成通车之后，路基下滑下沉日趋明显，严重威胁列车行车安全。我院承担了对该病害的详细勘察和野外调查工作，根据路基病害产生的环境条件、形成过程及其形态等特征，分析路基不稳定的内在机理和外部因素，确定该段路基病害的主要原因主要是由于发育潜在滑坡变形而造成的。
1 滑坡概况及地面变形特征
1.1 区域构造及地形地貌特征
滨绥线K419~K420 潜在滑坡位于在老爷岭山系中，发育在强烈剥蚀作用的“V”形河谷的一侧山体斜坡中部，山体坡度为 10°~20°，该斜坡上部为晚第三纪上新世中晚期强烈火山喷发形成高位玄武岩区，沿东北一西南方向伸展；下部为第四纪的坡积、冲积和洪积相的卵、砾、砂和砂粘土。
1.2 滑坡范围及野外特征
滑坡周界为 K419+700~ K419+980，面积约为 3500m2，滑体厚度约为 2~7米，滑体后缘约在线路左侧 36 米处，滑体中部两侧可见剪切裂缝，滑体前缘多隆起、鼓丘主轴线约在 K419+80处，长约为 110 米。
虽然滑坡体尚处于蠕变阶段，但也使微地貌及地物发生了一系列明显的变化：
（1）1994年，K419+800+920 路基一次下滑1 米多。
（2）1995年 10月，K419+880 处路基右侧铁路088电杆下滑1.8 米。
（3）K419+800~ K419+900 路基右侧农田每年滑动一条境（约为0.5米），田地中形成隆起、鼓丘，且有泉水出露或有灰绿色泥浆挤出，并在其下形成大片湿地。
（4）线路左右侧的民房均有滑动和墙体开裂迹象，如 1996年 K419+880 右侧 80 米的民房后倾严重，墙体开裂，靠木柱支撑。
1.3 滑坡类型
由于坡体上部先失去平衡，并随着不稳定的岩土体向下滑动，挤压下部岩土体造成下部的滑动，属于推动式滑坡，由于滑体厚度多小于6米，故为浅层滑坡。
2 勘察工作量的布置
根据路基病害情况及设计要求，勘察工作需要查明潜在滑坡的类型、范围、滑体厚度、滑床形态、岩土的物理力学性质，评价滑坡的稳定性。
2.1 工程地质测绘
测绘面积 0.5Km2（比例尺 1：1000），实测8 条工程地质剖面（横向7条，纵向1条），总长度为 2.1Km。测绘内容包括查明不良地质界线，实测具有明显标志的滑坡形迹及其它工程地质现象。
2.2 钻探
本次勘察共布置钻孔 43个，试坑1个，总进尺 83.80米，其中 30 型钻机钻孔 38个，100 型回转钻机孔5 个。
2.3 土工试验
钻孔取原状土样 20件，扰动土样 48 件。除常规试 验外，还做了浸水快剪2 组、浸水残剪6 组、膨胀率的鉴定 组以及水质化验分析。
3 潜在滑坡产生的因素
3.1 膨胀土的影响因素
在路基底部有一层或几层灰绿色、黄绿色或黑紫色 粘性土。其野外特征为：土质细腻，有蜡状光泽，手触摸有滑感，含有钙质结核，土质致密，土块破碎后呈菱块状，更细小的碎屑呈鳞片状，干燥时裂腺发育，裂面光滑，遇水很快崩解。
土工试验鉴定结果表明：该粘性土的综合自由膨胀率 FS为 4%，该粘性土具有膨胀土的野外地质特征，且自由膨胀率 FS大于35%，应判定为膨胀土；同时根据残余抗剪强度的内摩擦角φγ<15°和残余强度系数 α>0.6 等指标的综合确定，该粘性土为中等强度的膨胀土，局部为强膨胀土。
由于该膨胀土的存在，决定了粘性土中的亲水性特别强，在浸水条件下，随着含水量的增加，C、φ 抗剪强度值下降。由于膨胀土的住复胀缩，使原有裂腺扩展并产生新的裂腺，为地下水的活动和滑面的形成提供了有利的 条件。由于滑动面膨胀土的遇水膨胀、失水收缩干裂的特性，使斜坡土体随着干湿季节的变化而发生多次滑动。该浅层滑坡由于受膨胀土的影响而具有较明显特征为：滑动带的膨胀土发生鲫荷膨胀并受温度及水的影响作用，导致强度随着时同的推移不断衰减，促使坡体产生蠕滑直至最后促使坡体整体生滑动。
3.2 地下水诱发作用
水是形成该滑坡的最重要的一个诱发因素。由于坡表面，特别是线路左侧（坡上方向）的坡体表面，多为第四系冲一洪积、坡积相所覆，组成物质多为卵石、碑石、砾、砂及粘土，土质豌松，空隙较大，所以大气降水和出露泉水很难形成地表径流，而是下渗以上层滞水或潜水的形式对路基进行漫蚀；同时在路基底部分布有略向下方向倾斜的膨胀土层，遇到水浸泡时，表面变软，抗剪强度急剧下降，加之该粘土层中含有大量的云母的润滑作用，极易在其表面形成软弱滑动面。在雨季丰水期，大量地表水下渗并存滞于粘土层上，不仅增加了坡体自重，而且会产生静水压力和动水压力，促始水在粘土表面运移，进一步使得软弱滑面逐步贯通，一旦滑面全部贯通，就会形成较大的滑动。
3.3 列车荷载及振动冲击的作用
该段线路坡度为 8.6‰～15.5‰的大坡度，增加运量的同时，也使路基的外部荷载作用加大，加剧了滑坡上部体沿着粘土层软弱表面的剪切滑动。由于坡体的蟠滑作用，基底粘土层软弱面已变为弧度较大的滑面，使列车荷载和振动冲击作用产生的下滑作用明显加强。
3.4 人为因素的影响
人工开挖边坡，坡体上部居民增加，生活用水的增多，都使斜坡的外形和应力状态发生变化，增大了下滑力，相对减小了斜坡抗滑力，导致滑坡的产生。
4 滑带土体的物理力学性质
根据野外钴探现场鉴定和土工试验结果统计分析，将勘察区域内的地层分为5层，各层土的工程地质特征分述如下：
a.上覆层：第四系坡积、冲~洪积相所覆，黄褐色上部较松散，以砂粘土为主，含 20%~50%的卵石、砾石，局部含有漂石（漂石最大径者超过 2.0米），所含物质的含量不均匀，厚度为 0.35~8.6 米。
b.高位玄武岩：上第三系地层，上部风化极严重黄褐色，呈砂粘土夹砂砾状，较松散；中部风化严重，以黑褐色为主，呈碎块状或大块状；下部风化轻微，致密坚硬，以青灰色为主，该层未见底。
c.粘土：上第三系地层，以黄绿色、灰绿色为主，局部为紫黑色，呈可塑状态-硬塑状态，含有云母，有滑腻和蜡状光泽，遇水时膨胀、失水时收缩干裂并极易破碎，根据野外特征和试验确定为膨胀土。
d.粉、细砂互层：上第三系地层，上部以黄褐色、灰白色为主，潮湿，中密；下部以蓝灰色为主，含有大量母，潮湿一饱和，中密
e.中粗砂：上第三系地层，厚度为 0.0-3.75米，灰白色为主，饱和，中密，局部含有圆砾。
f.泥岩：上第三系地层，厚度为 1.7-3.5米，灰黑色，成岩差，风化极严重，肉眼可见黑色碳质斑点。
滑面土体的物理力学性质
5水文地质特征
根据野外调查和钻探资料统计，地下水的分布和含量极不均匀，可分为上层滞水、潜水、岩层裂隙水三种。
5.1 上层滞水
以第四系表面覆盖层下的砂粘土夹砾石、块石为主。厚为 2.0—6.0米，分布和含水量没有规律性，其含水量主要取决于该层底部黄绿色粘土、灰绿色粘土隔水层（或弱透水层）分布面积的大小以及该层中碎石、块石的合量。该层水补给来源主要靠大气降水和岩层裂隙水的补给，其含水量随季节变化而变化。据资料（64年），渗透系数K=0.6 米/天。
5.2 潜水
主要分布在灰白色、灰黄色的细中粗砂互层中，埋藏深度 3.0米—36.0米，局部具有承压性质。补给来源主要是岩石裂隙水和地表水下渗。该层水多泄流于小移棱河河床底部。
5.3 岩石裂隙水
该层水主要分布在由于第三纪上新世中晚期火山运动而形成的玄武岩岩层中。由于玄武岩中的裂隙与岩脉侵入岩接触带的裂隙极为发育且开启性好，成为岩层裂隙水的最主要的富集带。在勘察区域内，形成近乎垂直的带状裂腺含水系统，其富水段主要分布在岩体边缘地段。排泄方式主要以泉水的形式，如在 K419+260 左侧 85 米处有一温泉，- 27℃不冻，流量较大，水质好，是当地居民的生活用水。
6 滑坡的稳定性分析
6.1C、φ值的反算
假定滑坡体处于极限平衡状态，即令稳定系数 FS=1，通过两邻近的瞬间滑动计算断面，建立两个反算式，解出滑带土的抗剪强度指标C、φ反算结果表明浸水条件下滑面重合剪的残余很接近，说明了浸水条件下土体残余抗剪指标能够反映滑面土的实际强度，试验结果与滑坡产生机理是相符的。
6.2 稳定性的计算
在滑坡稳定性计算时，以滑面重合剪试验资料作为滑 面上土的抗剪强度指标进行计算。计算结果表明，该浅层滑坡的滑体厚度较小，滑面总体倾角较小，滑带土的凝聚力相对内摩擦角对不稳定性的影响较大。天然状态下，由于滑面多为粘土，尽管土体已经受到剪切破坏，滑面之间仍有较强的凝聚力使坡体能保持或维持稳定状态，当滑体有地下水渗流时，滑面之间凝聚力受到严重破坏，强度急剧下降，导致滑体稳定系数明显下降。
滑体稳定系数计算
7 结论与建议
勘察区域内具有复杂的地质情况。由于晚第三纪火山喷发、河谷地形的强烈侵蚀、使得局部地层紊乱，地层及岩性变得错综复杂。在实际整治工程中具有较大难度。
通过大量的野外勘察工作和土工试验数据分析，确定该路基病害是由于坡体发育膨胀土推动式浅层滑坡而引起的。滑坡仍处于蠕动变形阶段，尚未发生较大的滑动。待应力储备到一定的阶段就会发生较大滑动。
由于该滑坡体滑动带中发育着膨胀粘性土，如何处理膨胀土的不利影响是至关重要的。一般情况下，膨胀土的表层为气候影响层，厚度为 0.8—2.0米，其强度明显低于下部的强度。整治过程中要注意膨胀土层开挖后将产生不可逆的卸荷膨胀，并在之后注意保湿防渗。
水是形成该滑坡病害最重要的诱发因素，如何排除水（尤其是地下水）的影响是十分关键的。可在滑坡周界之外，设置截水沟，以拦截并旁引地表径流不使流入滑坡体范围之内，增设地下暗沟或支撑滲沟排除滑坡体内的地下水，对于滑坡体地下水出露之处，应尽快给予疏导，使其顺利排除。
针对滑坡类型为推动式滑坡，路基所处的坡体上部受力变形较大，可在路基两侧布置抗滑桩，使滑体与滑床连为一体，从而保持稳定。
论文作者:李栋林
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/17
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