某在建铁路工程滑坡成因与工程治理

2012年12月
（中）路桥科技
科技创新与应用
某在建铁路工程滑坡成因分析与工程治理浅析
孙鹏
（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京102600）
2012年3月某在建铁路DK60+624～+870段发生工程滑坡，滑坡体总体积约120万m 2，滑坡体按照形成原因分为三个次级滑坡体。

穿越滑坡体段线路中，DK60+624～695段为在建DK60+605大桥，共71m ，涉及3、4号桥墩及5号桥台；DK60+695～+850段为路基低填浅挖地段，共155m ，填方段长72m ，挖方段长83m ；DK60+850～+870段为四号隧道，共20m ，设计为明洞段落。

1区域工程地质概况
(1)地形地貌。

DK60+624～+870段工程滑坡地处黄土丘陵区，地形起伏较大，高程1210～1286m ，相对高差20～76m 。

工程所在位置为山前黄土
缓坡地带，表层覆盖风积砂质黄土、坡积块石土，坡顶分布有危岩、落石；地形单倾，东北高西南低，工程范围内发育4个冲沟。

地形地貌见图1。

(2)地层岩性。

该区地层岩性为：第四系人工填土、砂质黄土、块石土；下伏三叠系中统砂岩、泥岩互层。

各地层从新到老分述如下：第四系全新统人工填土（Q4ml ）：紫红色夹灰白色，松散，稍湿，主要由砂岩、泥岩组成，层厚5-15m 。

第四系上更新统风积砂质黄土（Q3eol3）：广泛分布于隧道洞身地表，厚度为3～16m 。

黄褐色，稍密，稍湿，土质较均，垂直节理发育。

第四系上更新统坡积块石土（Q3dl8）杂色，松散，稍湿，钻探揭示厚度为2～16m ，分布砂质黄土层下，一般直径约0.5m ，最大者可达1m ，块石成份为砂岩，填充砂质黄土、泥岩风化物。

三叠系中统砂岩、泥岩互层（T2Ss+Ms ）：工点范围内均有分布，砂岩，灰白色，钙质胶结，厚层构造，泥岩，紫红色，泥质结构，中薄层构造；全风化～弱风化，岩层产状:N20°W/5°S 。

(3)地质构造。

本区地质构造较为简单，未见岩浆活动和变质作用，只有中生代及其以后的沉积地层出露。

岩层基本水平，倾角一般只有1～5度，为一较稳定中生代负性构造单元。

工点范围内未见对工程有重大影响的地质构造。

(4)水文地质特征。

本段线路冲沟发育，地下水主要为基岩裂隙水，接受大气降水及地表水的下渗补给，其补给能力受降水强度、降水持续时间、地形及地表节理、裂隙的发育程度控制。

局部土石界面处在雨季分布有上层滞水。

本次勘察期间未发现地下水。

图1DK60+624～+870滑坡工程地质简图
2滑坡基本特征及类别
2.1滑坡发生过程及形态特征
DK60+695～+850段路基工点中路堑部分于2011年8月开挖，约半个月开挖成型，2012年3月24日线路DK60+820右侧45m 处发现地表裂缝；该段路堑工点最大边坡高约21.43m ，路堑开挖后形成临空面，边坡沿土石界面滑动，形成牵引式滑坡，即为Ⅰ号滑坡体。

Ⅰ号滑坡体南北延伸约90m ，东西宽约108m ，厚约3～14m ，面积约6200m 2，体积约9.3万m 2。

线路中线DK60+780处裂缝发现于4月初，受征拆影响，施工单位为方便四号隧道施工，将部分隧道开挖弃渣弃于DK60+700~+760段冲沟
中，弃渣范围长约130m ，宽约70m ，弃土最大厚度15m ，总方量约8万m 3；尔后，将该弃方作为施工便道，重载车辆来回碾压，造成该段山体沿土石界面形成推移式滑坡，即为Ⅱ号滑坡。

Ⅱ号滑坡体南北延伸约220m ，东西宽约280m ，厚约10～20m ，面积约21700m 2，体积约36万m 2。

线路左侧山体滑坡发现于2012年5月8日，施工单位在施工四号隧道明挖段时，将弃土堆弃于线路左侧坡顶，共弃土约20万m?，致使坡体形成推移式滑坡，即为Ⅲ号滑坡。

Ⅲ号滑坡体南北延伸约230m ，东西宽约350m ，厚约8～19m ，面积约50100m 2，体积约75万m 2。

滑坡整体形态清晰，轮廓明显。

滑坡后壁呈圈椅状，东西南北侧边界明显，北侧为厚层施工弃土覆盖。

滑坡体地表发育众多裂缝，土体整体破碎。

Ⅰ号滑坡主滑方向为S70°W ，Ⅱ、Ⅲ号滑坡主滑方向为S50°W ，滑坡形态特征见图1。

2.2滑体岩土特征
滑坡发育范围地势总体东北高西南低，滑坡体原地表冲沟发育，砂岩、泥岩节理裂隙发育，为地表水入渗的主要通道。

滑坡体物质主要为砂质黄土及块石土，两侧及前缘厚度较薄，土石界面东北高，西南低，整体倾向沟心方向，具顺层趋势。

滑体物质组成：人工填土、砂质黄土、块石土。

2.3滑床岩土特征
根据调查、勘探成果揭露滑坡体滑床主要为三叠系中统（T2Ms ）泥岩。

节理裂隙发育，呈全风化～弱风化。

2.4滑动面
（带）特征经现场详细勘察及调查，滑坡前缘、后缘及两侧较为明显，通过试坑及观测点可见土层与泥岩层接触面处有光滑面，并且有滑动擦痕；在滑坡中部，钻探孔揭示与土层接触的泥岩层可见完整结构面，其结构面见滑动
擦痕；在滑坡后部滑动面
（带）为土石界面，即沿覆盖土层下的泥、砂岩全风化带滑动。

滑坡整体滑动面顺层倾向沟心，埋深5～19m 。

3滑坡形成原因分析3.1地形地貌
工程所在位置为山前缓坡地带，自然坡度8°～20°，北高南低，表层覆盖厚层黄土，残坡积层较厚；区内发育4个冲沟，沟深壁陡，受多条冲沟切割，地形破碎，在冲沟两侧存在高陡临空面。

地貌特征为滑坡的形成提供了物质及地形条件。

3.2地层结构
滑坡区地层结构上部为第四系砂质黄土，其下为块石土，下伏三叠系中统砂岩、泥岩，勘察资料显示，土层界面基本向冲沟缓倾，角度约3°～10°。

砂岩、泥岩交替存在，岩体节理裂隙发育，全强风化层遇水后易软化，强度降低，客观上存在沿土石界面滑动的条件。

3.3降水因素
滑坡发生前区内多次降水，气象统计显示自2011年11月至2012年3月区内降水量为73.3mm ，相比近几年同期明显偏多，且受今年春融影响，地表水下渗量增加；经多次、长时间降水下渗，使岩土体容重增加，岩体强度逐渐降低，土体凝聚力减小，抗滑力减弱。

滑坡发生后区内也发生多次较大降水，主要集中在2012年6月～7月，降雨量为194.6mm ，相比往年同期明显偏多，其中7月21日单日雨量达91.1mm ，为该地区有气象记录以来单日最大降雨量；经观察，每次降雨后Ⅲ号滑坡体位移均有明显增加，6月5～6日、6月26日、7月23日降雨后，Ⅲ号滑坡后缘裂缝位移增加趋势明显。

大气降水是促使滑体滑动的主要原因。

3.4工程因素
铁路工程施工过程中改变了原始的地形地貌，排水措施没有及时施做，导致地表水排水不畅，渗入坡体的地下水量增加，岩土体容重增加，降低了坡体的稳定性。

另外，路堑开挖后，至今未实施防护工程，边坡失稳，形成Ⅰ号滑坡。

Ⅱ号滑坡上方弃土8约万m 2，Ⅲ号滑坡上方弃土约20万m 2，也大大降低了斜坡稳定性，是滑坡滑动的原因之一。

4滑坡治理方案浅析
由于该滑坡所在的斜坡已经发生明显的蠕滑错动，因此应按滑坡治
摘
要：某在建铁路DK60+624～+870段发生工程滑坡，对施工和后期运营会造成重大影响，必须进行工程治理。

笔者将DK60+
624～+870段工程滑坡按照形成原因划分为三个次级滑坡体进行研究；在对区域地质条件及滑坡体形成过程、形态特点、滑体、滑床及滑动面（带）特点研究的基础上，笔者从地形地貌、地层构造、降水因素、工程因素等方面分析了该工程滑坡的成因，并由此浅析了滑坡治
理方案。

关键词：铁路;滑坡;成因;工程治理202--
2012年12月
（中）路桥科技
科技创新与应用
图12D 结果显示与岩体物性图
某高速公路隧道塌方的超前地质预报及治理
涂鸣鸣
（葛洲坝集团四川内遂高速公路有限公司，湖北武汉430074）
1前言
某高速公路建筑限界单洞净宽10.25m ，限高5m 。

隧道顶板最大埋深为83.03m 。

隧址区地貌属黄土覆盖低山区，地层结构较为复杂，围岩主要由第四系上更新统马兰组（Q 3m ）黄土及中更新统离石组（Q 2l ）粉质粘土，石炭系上统太原组（C 3t ）砂岩、泥岩，石炭系中统本溪组（C 2b ）砂岩、泥岩、灰岩、铝土页岩，奥陶系中统峰峰组（O 2f ）石灰岩组成。

隧址区地下水不发育，主要类型有松散层孔隙水、灰岩裂隙、岩溶水和碎屑岩类裂隙水，勘察钻孔未揭露地下水。

隧道采用钻爆法施工，洞身段衬砌均按新奥法原理设计，根据工程地质条件和围岩级别、地下水状况，采用曲墙式复合衬砌。

初期支护采用喷、锚、网（焊接钢筋网）、钢拱架支撑、格栅钢架支撑；二次衬砌采用整体式浇筑混凝土或钢筋混凝土，并在高地应力段采取涨壳式锚杆和钢格栅加固措施。

本隧道施工最大的风险在于前方地质的不确定性以及支护结构的有效性和安全性，通过可靠的超前地质预报，对掌子面前方不良地质体的性质、位置和规模的进行探测和判定，可以有效地降低地质风险，保证工程安全。

2超前地质预报方法
目前，隧道超前地质预报有很多方法，受各种条件的限制，不同的预报方法有各自的优缺点。

最常使用的超前地质预报方法是地震超前地质预报仪TSP (Tunnel Seismic Prediction)，它能对隧道掌子面前方围岩软硬变化，断层、破碎带、溶洞等不良地质体的位置、大小等做出预测，并结合地质资料判断围岩分级，为围岩变更和规避不良地质灾害风险提供依据[1-3]。

本工程采用洞内探测与洞外地质勘探资料相结合，地质调查方法、超前水平钻探、加深炮孔与TSP 物探方法相结合，开展多层次、多手段的综合超前地质预报，相互印证，提高准确性，并贯穿整个施工过程。

隧道施工超前地质预报工作方法如下：(1)资料收集、勘察成果整理分析、熟悉设计文件、资料和图纸。

(2)补充地质调查。

(3)洞摘要：以某高速公路项目为实例，介绍了地震超前地质预报仪TSP 在隧道塌方风险预测中的应用，详细介绍了TSP 预测成果和
实际开挖情况的对比，并介绍了塌方治理的基本情况。

关键词：隧道；塌方；超前地质预报
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理原则选取治理方案。

对于支挡工程的位置，尽可能利用滑体抗滑段的抗
滑力，以减少支挡结构的荷载。

同时应针对滑坡的具体特点，根据滑坡各部分的稳定性、推力大小、滑动面埋深及滑坡体的特点，可分段采取不同的综合整治措施。

具体措施包括以下几方面：
4.1支挡措施
现场变形检测和稳定性计算均表明，该Ⅰ、Ⅱ号滑坡体处于极限平衡状态，Ⅲ号滑坡总体处于蠕动变形阶段，有产生加速下滑的可能,因此应及时采取措施进行治理。

DK60+605大桥部分位于滑坡体上，建议在桥台大里程端采用抗滑桩降低滑体下滑对桥台的影响。

对坡面进行不同程度的防护加固处理。

4.2减载
施工弃土是造成滑坡滑动的原因之一，因此建议清除施工弃土，即Ⅱ号滑坡上方弃土约8万m 2，Ⅲ号滑坡上方弃土约20万m 2。

对I 号滑体上部建议清方至滑动面以下。

4.3反压
工程弃土可移至前缘冲沟中，对滑坡体进行反压，增加坡体稳定性。

滑坡发生后，施工单位即开始实施反压措施，DK60+605大桥处冲沟已填至标高为1259m ，有效保护了3号、4号桥墩及5号台安全。

4.4截排地表水措施
降雨入渗是导致该滑坡活动的主要因素。

因此，做好滑坡坡面上的排水设计及施工，具体可根据地形和已有自然冲沟设置截、排水系统。

4.5平整滑坡体地表
整平夯实滑坡坡面，低洼处填土垫高，夯填所有裂缝，防止地表水渗入滑坡体内。

5结论
5.1目前，线路工程及治理措施已基本施工完毕，施工期间未再发现
新的滑动迹象，坡体处于稳定状态。

5.2工程施工中应特别注意施工弃土场的选择，应严格按照有关规范设置弃土场，避免引起认为工程灾害。

5.3当路堑工点两侧土层较厚时，施工过程中应先进行支挡工程，并加强两侧边坡监测。

5.4存在顺层或不利结构面的地质条件时，工程开挖应谨慎、自上而下分段进行，并尽量避免在雨季施工。

5.5施工若在雨季进行，应同步做好截排水工程，防止岩体因雨水渗入、长时间浸泡引起强度降低，影响坡体稳定性。

参考文献
[1]中华人民共和国铁道部.TB10027-2001铁路工程不良地质勘察规范[S].北京：中国铁道出版社，2001.
[2]中华人民共和国铁道部.TB10012-2007铁路工程地质勘察规范[S].北京：中国铁道出版社，2007.
[3]杨维东,宋国荣,张建林.在建铁路工程滑坡分析与防治措施[J].西南交通大学学报，2012.5：1-4.
[4]王永国.朔黄重载铁路恒山越岭段工程地质选线技术研究[J].铁道工程学报，2011.1:9-14
[5]张升文.襄渝铁路新建二线马鞍山隧道进口滑坡分析[J].铁道工程学报，
2007.8:16-19
作者简介：孙鹏（1986-），男，助理工程师，硕士。

1TSP ZK1+800~ZK1+910203--。