鹰厦铁路福建北段前寒武纪片岩地区边坡病害特性及整治

1、鹰厦铁路福建北段前寒武纪片岩地区边坡病害特性及整治(铁道第四勘察设计院福州勘察设计院.福州.350013) 摘要 鹰厦线福建北段前寒武纪片岩地区在内外条件作用下易产生边坡病害,本文通过2005年发生的几个典型边坡病害实例,对该岩性地区滑坡的特点及整治措施进行了初步总结。关键词 震旦系片岩 边坡病害 整治一、 概述 鹰厦线福建北段途经光泽、邵武、顺昌、南平境内富屯溪沿岸，该线采用边设计、边鉴定、边施工方法，未按基本建设程序进行工作，工程于1955年2月动工至1956年完工，受工程技术条件制约，全线边坡刷方过高，沿线多深路堑和高边坡，加之施工方法不合理，建成后历年多次发生病害，线路中断运营造成重大

2、经济损失，虽经多年整治仍频繁发生边坡病害。 （一）、区域构造背景： 本区地处闽西北隆起带，东以政和大埔断裂与相邻单元为界，南以大致宁化南平一线与闽西南坳陷带相接，向北、向西分别与浙、赣接壤。闽西北隆起带由元古代至早古生代巨厚的变质岩系组成。奥陶纪末的加里东运动，导致本带强烈的褶皱、断裂活动、区域变质作用和岩浆活动，并结束了地槽的活动历史。褶皱构造以紧密线形的复式褶皱为主，走向北东东北东，次级倒转褶曲也较发育。断裂构造以崇安石城和政和大埔断裂为代表，相应形成崇安宁化和政和南平两条变质岩带。 （二）地层岩性： 该区出露地层主要为前寒武纪变质岩，上古生界及中、新生界碎屑沉积岩及火山岩也有零星出露，前

3、寒武纪地层主要为前震旦系麻源群及震旦系： 本区前寒武纪地层划分对比表 系 统 岩石地层单位 年龄区间Ma(百万年) 震旦系 上统 604649 下统 吴墩组 924 前震旦系 麻源群 8682710 麻源群岩性以各种片岩、变粒岩为主，部分地段有不同强度的混合岩，局部夹火山岩及石墨矿层。 吴墩组上部为灰绿色厚层变质中细粒杂砂岩及(含砾)凝灰质砂岩夹变质泥岩及薄层硅泥岩，下部以灰、深灰色厚层变质石英砂岩为主，偶夹千枚状(凝灰质)粉砂岩、石英片岩及硅质岩，底部偶见复成分砾岩。 丁屋岭组，为深灰、浅肉红色厚层黑云斜长变粒岩，夹黑云石英片岩，底部为含砾变粒岩。 迪口组主要由灰、浅灰色黑云斜长变粒岩、二云

4、斜长变粒岩组成，上部夹少量黑云(二云)片岩及石英岩薄层，下部变粒岩多已混合岩化，其变粒岩之原岩主要为长石砂岩。 龙北溪组上部为绿色片岩，有绿泥绿帘片岩、阳起片岩、阳起钠长片岩和阳起钠长绿帘片岩，夹白云石英片岩、大理岩及含磁铁石英岩；中部为白云石英片岩、白云片岩、夹石英岩；下部为石英岩，夹白云岩、大理岩、黑云石英片岩及绿帘斜长变粒岩。 铁路沿线前寒武纪地层岩性主要以云母石英（斜长）片岩、石英（斜长）云母片岩、黑云石英片岩为主, 其主要矿物组成以石英、白云母（黑云母）为主，含少量斜长石，沿片理常见石英细脉呈条痕状、透镜状、扁豆状贯入。其风化层及坡积层中粘土矿物含量高，以伊利石为主，具较强亲水性，水

5、稳性差。 （三）、水文地质特征：场地地下水类型主要为潜水，赋存于第四系松散堆积体孔隙及基岩裂隙内，其水量主要受大气降水控制，雨季时地表水下渗为主要补给方式，经地下迳流沿沟谷低洼处渗出，地下水一般无侵蚀性。 （四）、地震：根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），沿线地震动峰值加速度为小于0.05g（对应地震基本烈度为小于度）。 （五）、自然地理及气候： 沿线地貌主要为河谷侧剥蚀低丘，绝对高度在500米以下，相对高度一般不超过200米。覆盖着较厚的风化层，基岩出露很少，覆层深厚，土体散松，地表植被发育。本区属中亚热带，四季较匀，温热湿润：年平均气温17.720.6，年日照1709.9

6、1755小时，年平均降雨量12151770mm，无霜期264358天。 二、 2005年典型病害工点及整治措施 （一）、病害工点概况 该段路堑多深切风化岩质山体或山前堆积体，形成深堑高坡，2005年56月间，该区持续强降雨，月累计降雨量539.2682mm, 最大日降雨量约135155.5mm, 最大持续降雨量482.2526mm。 典型病害工点 病害名称及地点 病害性质 滑动方式 发生过程 整治措施 K157+280300 （晒口-吴家塘区间） 表层 溜塌 / 堑坡高约30米，坡度约1：1，无防护。自然坡高约70米。右侧路堤高约20米。2005年6月21日左堑高约70米处发生溜坍，坍体总量约

7、1000M3，夹有大量杂草、倒树，坍体覆盖线路 锚索框架 K161+230430 （晒口-吴家塘区间） 浅层 堆积体 滑坡 推移式 左侧路堑坡高约50米，分为二级：下部堑坡坡度1：1，高度15米，建有骨架护坡；上部堑坡坡度约1：1.75，高度约40米，无防护。堑顶以上自然山坡高约70米，坡度约为1：3。右侧为路堤，高约20米。2005年6月23日发生山体滑坡，滑体覆盖线路 中部设抗滑桩 坡脚设矮墙 平孔排水 K183+900K184+500 （拿口镇） 表层 溜塌 / 路堑坡度约1：1，大部未做防护处理，左侧堑坡高度多在10米以内，右侧堑坡高度约13米。2005年6月持续降雨,本段路堑多处发生

8、坡脚小溜坍。 浆砌、骨架护坡 坡脚设矮墙 K203+500600 （陈坊-富文区间） 浅层 堆积体滑坡 牵引式 路堑坡高约30米，坡度约1：1，设有二级（中间为三级）的浆砌片石骨架护坡，天沟为夯拍碎石砂浆抹面，堑坡内铺种草皮。自然山坡高约100米。右侧路堑高约3米。2005年6月23日发生山体滑坡，坍体总量约2万M3，天沟开裂下挫，滑体覆盖线路 抗滑挡墙 支撑渗沟 K271+650750 （梅照-照口区间） 岩层顺层滑坡 推移式 线路左侧路堑坡高约35米，既有边坡坡度1：1.51：2，建有三级骨架护坡（福州端坡脚设有挡墙），堑坡上部的自然山坡高约30米，坡度为1：31：4；右侧路堤高约20米。

9、2005年6月23日发现该处左侧堑坡高约35米处天沟开裂，宽约10cm，堑坡中下部既有骨架变形鼓出约30cm，侧沟变形鼓出约20cm，路肩拱起。7月3日现场踏勘时，全段骨架护坡下部砌体多处鼓出开裂，侧沟及路肩开裂变形严重，福州端挡墙有一处上部鼓出约20cm；坡体上部地表出现数道宽约520cm宽的拉张裂隙，坡体下部地表出现较多扇形裂隙 锚索抗滑桩 平孔排水 上述病害经治理目前边坡稳定，治理效果理想。 （二）、边坡岩土层工程特性 边坡地层主要为第四系坡残积层（Qel+dl）及寒武纪片岩（AnZjn）： 1、 粉质粘土：棕红、土黄色，可塑，含碎石约1020%； 2、 全风化片岩：褐黄色，岩体呈散体结

10、构，岩芯呈土状，可见残余原岩结构，偶夹硅质碎石； 3、 强风化片岩：褐黄夹灰黄色，风化裂隙发育，岩芯呈碎石状，局部呈土状，岩体呈散体碎裂状结构； 4、 弱风化片岩：灰色，局部夹白色石英脉，节理较发育，岩体呈碎裂状结构； 各岩土层主要设计指标 滑带土 / / / / 11.014.0 10.217.6 / 粉质粘土 160180 18.619.9 24.625.8 0.7520.829 17.425.0 11.815.8 / 全风化片岩 200300 19.020.3 19.020.3 0.7160.734 16.019.0 17.620.5 / 强风化片岩 300400 2021 / / /

11、/ 8.9510.83 弱风化片岩 8001500 2224 / / / / 44.3486.56 注：滑带土抗剪强度采取残余剪指标 （三）、本区边坡病害分类及整治措施 从历年国内铁路路基病害发生的情况看，河谷地区铁路的地质工程问题最为普遍，地质灾害最为发育。原因主要可归纳为：沿线地形地貌、地质及气候条件复杂；受建设时的技术水平制约过多采用深路堑高边坡、一味追求节约投资造成坡面防护普遍不足；偶发性特大降水等。滑坡防治应充分认识滑坡体结构、构造及地下水分布等内在因素，有的放矢地选择防治方案达到彻底整治滑坡之目的。 1、 浅层溜塌：此类病害规模小却最为常见，多发生于土质、全风化岩质边坡或岩土界面较

12、陡的边坡，溜塌深度 一般不超过2米。从现场实地调查情况看，当坡面设置有浆砌或骨架护坡时，极少发生此类病害。高强度降水、既有坡面多无防护或防护不足、边坡坡度过陡是该类病害发生的主要原因。 整治措施主要为：通过刷方放缓坡度、加强坡面防护（采用浆砌或截水骨架护坡），坡脚宜设矮墙。 2、 浅层堆积体滑坡：滑体厚度较小，滑坡推力较小，多发生于厚层堆积体中，滑面多近圆弧形或折线形，以牵 引式为多，少数为推移式，滑面后壁形成陡坎，前缘多沿线路靠山侧边坡下部或侧沟处剪出。高强度降水，既有边坡坡度过陡，支挡不足是该类病害发生的诱因。 整治措施主要为：设置支挡结构（抗滑挡墙或抗滑桩）、加强坡面排水（设置支撑渗沟、

13、平孔排水等）。 3、 顺层滑坡：发生于软质岩或软硬岩相间岩质边坡，特别当岩体主要结构面倾向线路时易发生，滑床多为片理 密集带或岩土分界面，滑面深，规模大，滑坡推力大，破坏后果严重，滑面多呈折线形且多穿越路基延伸至线路外侧河岸。排水及支挡设施不足是该类病害发生的主要诱因。 整治措施主要为设置支挡结构（抗滑桩或锚索桩），加强滑体排水：滑坡体上方设置环状防渗截水明沟或截水渗沟；滑体地表设置树枝状明沟、支撑渗沟，平台处设置洞式渗沟；支挡结构前方滑体内设置水平向排水设施；滑坡体坡面裂缝采用粘土填塞并夯实，夯实滑体坡面松散土体。 抗滑桩、预应力锚索设计参数 地层 滑面以下地基系数 锚孔壁对水泥砂浆的极限剪应力（Mpa） 粉质粘土 m0=2500 Kpa/m2 m=1200 Kpa/m2 0.030.04 全风化片岩 m0=4000 Kpa/m2 m=2000 Kpa/m2 0.050.06