占建琴，羅安民，謝樹盛

(廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，廣西 南寧 530029)

某滑坡形成機(jī)制及其治理方法探討

占建琴，羅安民，謝樹盛

(廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，廣西 南寧 530029)

文章結(jié)合某滑坡實(shí)例，針對(duì)區(qū)域地質(zhì)概況和滑坡特征，對(duì)滑坡形成機(jī)制及影響滑坡的因素進(jìn)行分析，確定滑坡滑動(dòng)模式；對(duì)滑帶土的力學(xué)參數(shù)進(jìn)行反演分析并對(duì)滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，提出了相應(yīng)的滑坡治理方案。

滑坡；形成機(jī)制；穩(wěn)定性分析；治理方法

0 引言

滑坡是自然界破壞性僅次于地震的地質(zhì)災(zāi)害之一，每年給人民的日常生活和工作乃至生命財(cái)產(chǎn)安全帶來難以估量的損失，其對(duì)在建工程的正常施工或者已完成基礎(chǔ)設(shè)施的正常運(yùn)轉(zhuǎn)均帶來嚴(yán)重威脅?；路罏?zāi)減災(zāi)當(dāng)屬世界性難題，古今中外各位專家學(xué)者對(duì)滑坡領(lǐng)域的研究不勝枚舉，有的研究思路從滑坡不同誘發(fā)因素出發(fā)開展分析研究，如地震滑坡[1]、降雨誘發(fā)型滑坡[2～3]或人工滑坡[4]等等；有的則從滑坡的預(yù)警預(yù)報(bào)[5]、滑動(dòng)機(jī)理[6]、穩(wěn)定性分析[7]等方面展開研究；但是鑒于滑坡這一地質(zhì)災(zāi)害的復(fù)雜多變性，對(duì)滑坡的分析、研究及治理更多的還需要具體問題具體分析、對(duì)癥下藥方能行之有效，因此對(duì)滑坡實(shí)例的深度全面剖析能夠?yàn)榇蠹疫M(jìn)一步研究滑坡這一地質(zhì)災(zāi)害積累重要的素材。本文以廣西壯族自治區(qū)隆林至百色高速公路K1460+800滑坡為例，對(duì)這一類公路滑坡的形成機(jī)理及其防治進(jìn)行分析探討，旨在為廣西地區(qū)類似滑坡的形成機(jī)制分析和治理提供參考。

1 工程背景及地質(zhì)概況

隆林至百色高速公路K1460+800滑坡位于廣西百色市，屬于構(gòu)造剝蝕低山地區(qū)，山體連綿延伸，地形起伏較大，沖溝發(fā)育，山體坡度一般15°～35°，山頂高程739 m，谷底高程582 m，高差157 m[8]?；麦w北側(cè)山腳處發(fā)育一條小溪；東、西兩側(cè)各發(fā)育一條沖溝，沖溝長(zhǎng)度>210 m，橫斷面呈“U”字型。公路沿東西向展布于山體北坡，坡體從左向右傾斜，左側(cè)為挖方邊坡，路基面至北側(cè)谷底高差約80 m。該路段左側(cè)邊坡原高約23 m，為臺(tái)階型邊坡，山脊部設(shè)有一座500 kV高壓電塔。

滑坡區(qū)出露的地層為第四系人工填土層、坡殘積層和三疊系下統(tǒng)邏樓組地層。地層巖性由老至新如下：

(1)三疊系下統(tǒng)邏樓組地層主要為粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，次為泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r及灰?guī)r，局部夾薄層泥巖、頁(yè)巖，多呈夾層或互層狀產(chǎn)出，巖石風(fēng)化程度差異性較大，多軟弱夾層，可分為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化及中風(fēng)化三層。

(2)第四系坡殘積層粘土，褐、褐黃色，可塑～硬塑狀，分布在山體斜坡上。

(3)第四系人工填土主要包括路面結(jié)構(gòu)層、路基填筑層及棄土。

2 滑坡特征

滑坡體在平面上呈圈椅狀地形特征明顯，前緣受公路路基、橋梁及擋墻影響呈不規(guī)則形狀。上部及下部地形較陡，中部地形相對(duì)較平緩，可見滑坡壁、錯(cuò)臺(tái)、平臺(tái)等微地貌，錯(cuò)臺(tái)一般高0.5～2 m，平臺(tái)寬1～5 m?；麦w后緣拉裂縫環(huán)狀貫穿，兩側(cè)邊界沿沖溝分布，中下部路基及山坡處可見橫向裂縫發(fā)育，前緣位于上行線右側(cè)山坡，可見剪出口及縱向裂縫，整個(gè)滑坡體周界比較清晰。滑動(dòng)面在主滑方向上呈折線形，其中滑坡后部?jī)A角較陡，中部滑床較緩，前部(路基及外側(cè)處)滑面有反翹趨勢(shì)，滑面逐漸抬高；在垂直主滑方向，滑坡體后部、中部滑動(dòng)面呈寬闊平緩“U”字形，前部滑動(dòng)面舒展平緩?；矌r性以強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖為主。該滑坡后緣部位可看到明顯滑動(dòng)距離，在后緣推力作用下，中部及前緣巖土體處于蠕滑變形階段，滑動(dòng)距離較小。滑坡體后緣部位滑帶土厚10～50 cm不等，滑動(dòng)面較為清楚，中部及前緣滑帶土厚度較小，滑動(dòng)帶成分以粘土及泥化軟弱夾層為主。滑坡軸總體走向約為360°，滑坡體自山坡北面由南向北面滑動(dòng)。左側(cè)滑體受前緣小山包的攔阻，主滑方向轉(zhuǎn)向偏西北方向?；聶M向裂縫主要發(fā)育于滑坡體后緣及前緣公路路基處，延伸不平直，多呈折線形；滑坡體后緣縱向裂縫發(fā)育較少，前緣縱向裂縫局部發(fā)育。中部臺(tái)地處未見縱、橫向裂縫出現(xiàn)?；录舫隹谖挥诠防锍虡禟1460+768～+816段上行線右側(cè)山坡處，距離路中心40～54 m，剪切裂縫呈不規(guī)則狀?；禄w主要由三疊系下統(tǒng)邏樓組粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖等組成，上覆表層為殘坡積粘土和人工填土。

3 滑坡形成機(jī)制分析

(1)地形地貌

滑坡區(qū)為低山丘陵斜坡地貌，斜坡地形中部平緩，上、下部坡度相對(duì)較大，為滑坡提供有利的地形條件；順滑坡主滑方向兩側(cè)形成的沖溝也是滑坡發(fā)生的有利地形條件之一。

(2)地層巖性

滑坡體所在部位巖性主要為粉砂質(zhì)泥巖，以薄層～中厚層狀構(gòu)造為主，局部夾薄層泥巖、頁(yè)巖風(fēng)化軟弱層及層間剪切泥化帶。強(qiáng)風(fēng)化巖層與中風(fēng)化巖層分界面風(fēng)化差異大，界面清晰。泥質(zhì)成分含量較多的巖石在地下水浸潤(rùn)作用下，風(fēng)化強(qiáng)烈，較易軟化成土狀，形成軟弱夾層，為滑坡體的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

(3)地質(zhì)構(gòu)造

滑坡體內(nèi)斷層及層間剪切泥化帶發(fā)育，地層扭曲嚴(yán)重，節(jié)理裂隙密集，巖體破碎，順節(jié)理、裂隙面風(fēng)化、泥化，集水軟化而形成軟弱夾層，也促成了滑坡的產(chǎn)生。

(4)水文地質(zhì)

滑坡體中后部地勢(shì)相對(duì)低洼，大氣降雨時(shí)，有利于地表水匯集，地表水通過孔隙、裂隙滲入巖土體內(nèi)，形成地下水，同時(shí)，中風(fēng)化巖層透水性相對(duì)較弱，有利于地下水在分界面積聚，對(duì)潛在滑裂面起到軟化、潤(rùn)滑作用。

(5)強(qiáng)降雨誘發(fā)因素

受超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“威馬遜”影響，2014年7月19日至21日，隆林縣平均降雨量達(dá)到180 mm?；聟^(qū)遭受強(qiáng)降雨影響，大雨期間地表水大量下滲，使得潛在滑坡體充水飽和，下滑力增加，而雨水滲入滑裂面內(nèi)，起到潤(rùn)滑作用，降低了巖土體的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，最終使得滑坡體突破臨界穩(wěn)定狀態(tài)而產(chǎn)生滑動(dòng)，因此，異常天氣是誘發(fā)滑坡的直接原因。

(6)人類工程活動(dòng)

高速公路路基及高邊坡開挖后，改變了原來的地貌形態(tài)，形成新的高陡臨空面，并減輕了斜坡巖土體重量，應(yīng)力狀態(tài)隨之產(chǎn)生了改變，使原來處于平衡狀態(tài)的坡體處于不平衡狀態(tài)，這也是滑坡產(chǎn)生的誘因。

4 滑坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)

4.1 滑坡定性分析

滑坡體分布高程為645～705 m，中部寬度約184 m，軸部長(zhǎng)度約217 m(水平距離211 m)，面積約2.95萬m2，厚5.0～32.6 m，平均13.9 m，滑坡體積約41.1萬m3?；瑤Ш蠖位瑒?dòng)面傾角較陡，一般介于20°～35°之間；中段較緩，介于7°～15°之間；前段(路基下及外側(cè)小土丘)有反挑趨勢(shì)，滑面傾角介于-20°～8°間。下滑力主要集中在后段，滑動(dòng)變形首先出現(xiàn)在后緣，后部巖土體拉裂下滑，推動(dòng)下方軟質(zhì)巖石沿軟弱夾層下滑，連鎖性向下方擴(kuò)大發(fā)展，直至從路面及外側(cè)土丘剪出，故判定該滑坡是一個(gè)發(fā)生在全～強(qiáng)風(fēng)化巖層內(nèi)軟弱夾層的推移式中層中型巖質(zhì)滑坡。由于滑坡區(qū)域地形圈椅狀特征明顯，滑坡壁、后緣平臺(tái)及橫向裂縫清晰可見，均為新形成的；中部未見有滑坡裂縫、錯(cuò)臺(tái)等滑坡要素存在；下部的公路路面新出現(xiàn)了縱、橫向裂縫及隆起；公路右側(cè)滑坡前緣橫向、縱向裂縫發(fā)育，剪出口也較為明顯，均為新形成的；坡體兩側(cè)沖溝未見明顯縱向裂縫，因此，可以判定該滑坡是新發(fā)生的滑坡。將滑坡體及周邊范圍布置的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在晴天和雨天進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)降雨期間滑動(dòng)有加劇趨勢(shì)。

綜上所述，該滑坡是推移式滑坡，滑坡的形成主要是在持續(xù)強(qiáng)降雨作用下，改變了山體巖土體的自重和力學(xué)強(qiáng)度，破壞了原有的自然平衡，最終使山體斜坡失穩(wěn)而發(fā)生滑動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)高速公路邊坡及路基巖土體滑移，造成橋梁、擋墻及路基出現(xiàn)位移。強(qiáng)降雨對(duì)巖土體的影響包括：降雨使得巖土體吸水飽和，增加了公路左側(cè)邊坡后面山體巖土層的重量；同時(shí)，地表水下滲并積聚于透水性相對(duì)較差的中風(fēng)化巖層面，軟化了界面間巖層及軟弱夾層，降低了巖土體的抗剪強(qiáng)度。因此雖然滑坡目前尚處于蠕動(dòng)狀態(tài)，但如果再次出現(xiàn)強(qiáng)降雨或連續(xù)降雨天氣，滑坡體可能產(chǎn)生加速滑移現(xiàn)象，需及時(shí)進(jìn)行工程處治，避免二次滑動(dòng)，給公路及橋梁造成更大破壞。

4.2 滑帶土參數(shù)反演及剩余下滑力計(jì)算

根據(jù)滑坡形態(tài)特征分別取K1460+735、+780、+810、+845四個(gè)斷面為原型，結(jié)合地質(zhì)條件、工況等因素，構(gòu)造邊坡計(jì)算模型，對(duì)滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，考慮到滑體已發(fā)生過整體性滑動(dòng)，以及多層軟弱帶、網(wǎng)狀泥化帶的客觀存在，為修正層狀均質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的結(jié)構(gòu)缺陷，構(gòu)建貫穿性滑動(dòng)帶，實(shí)現(xiàn)滑帶單獨(dú)賦值的目的，采用折線法進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)邊坡地質(zhì)條件、試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合廣西區(qū)內(nèi)工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)滑帶土參數(shù)分別取C=7～15kPa、φ=6°～13°進(jìn)行交叉組合計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明：

(1)4個(gè)斷面的結(jié)果均顯示，穩(wěn)定安全系數(shù)與兩個(gè)參數(shù)呈良好的線性關(guān)系，其中對(duì)摩擦角較為敏感，對(duì)粘聚力的敏感性相對(duì)較弱。

(2)K1460+845斷面前部為一小山包，提供的下滑阻力較大，使得滑動(dòng)方向轉(zhuǎn)向了北偏西，因此，這條斷面不在滑動(dòng)方向上，故計(jì)算得到的穩(wěn)定系數(shù)偏高。

(3)K1460+735斷面滑面陡，下滑力較大，而外側(cè)高擋墻變形程度不大，說明擋墻發(fā)揮了較好的支擋作用。

由于滑坡體滑移距離小且處于蠕動(dòng)狀態(tài)，滑動(dòng)帶厚度較薄，因此，在研究過程中未能采取滑帶土樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)。根據(jù)滑坡反演計(jì)算分析，并結(jié)合土工試驗(yàn)結(jié)果、邊坡地質(zhì)條件和工程經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)，考慮到滑坡體主要沿著最軟弱層面滑動(dòng)，因此，對(duì)滑帶土抗剪參數(shù)統(tǒng)一取值，見表1。

表1 滑帶土(巖)巖土層物理力學(xué)參數(shù)推薦值表

根據(jù)滑坡K1460+735、K1460+780、K1460+810、K1460+845四個(gè)斷面剩余下滑力計(jì)算可得：

(1)在考慮安全系數(shù)后，各斷面在公路邊坡坡腳處的下滑力均非常大，采用常規(guī)的支擋措施，很難避免下滑力傳入路基范圍。

(2)中性面(最大下滑力位置)距離路緣不遠(yuǎn)(20～25m)，滑面埋深22.0～32.6m。

(3)天然工況下滑力大幅高于暴雨工況，說明天然工況安全系數(shù)取KS1=1.4是偏高的。

(4)K146 0+845剖面在公路邊坡坡腳處下滑力大，但最終下滑力很小，主要是由于上行線右側(cè)中風(fēng)化巖面較高，對(duì)滑坡起到阻擋作用。

(5)各剖面計(jì)算得到的最終下滑力相差大，說明滑床有一定起伏變化，地質(zhì)條件和邊界條件也存在差異。

綜上分析結(jié)果，在滑坡處治設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以最大下滑力作為設(shè)計(jì)參數(shù)，以加大滑坡體安全儲(chǔ)備。

5 滑坡綜合整治建議

滑塌體巖土結(jié)構(gòu)松散，容易吸水飽和，滑床巖體作為相對(duì)隔水面，易于集水，軟化巖體而引發(fā)二次滑移，需對(duì)滑塌體進(jìn)行清除或加固。第四系土層順坡而傾，傾角10°～25°，土層易沿巖面下滑，巖土界面部位需重點(diǎn)防護(hù)，或充分放緩。邊坡巖性以全～強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖為主，受構(gòu)造影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，多呈散體狀，結(jié)構(gòu)較松散，不排除公路邊坡發(fā)生折線型或類圓弧型滑動(dòng)的可能。粉砂質(zhì)泥巖抗風(fēng)化能力低，且具有崩解性和遇水易軟化特點(diǎn)，巖土體的穩(wěn)定性具有一定時(shí)效性，從長(zhǎng)期來看，邊坡工程宜適當(dāng)提高防護(hù)力度，而防排水是首要手段，坡面封閉是有必要的。

綜上所述，建議對(duì)滑坡采用以卸載為主，輔以后緣邊坡錨固或者部分卸載+坡前抗滑樁支擋+后緣邊坡錨固的方案對(duì)滑坡進(jìn)行綜合治理。由于滑坡推力大，單獨(dú)采用抗滑樁處治成本高，因此，不予采取。

6 結(jié)語

(1)根據(jù)滑坡形態(tài)分析判斷該滑坡為一個(gè)主要發(fā)生在全～強(qiáng)風(fēng)化巖層內(nèi)軟弱夾層的推移式中層中型巖質(zhì)新滑坡。

(2)滑坡區(qū)處于斷層及層間剪切泥化帶發(fā)育區(qū)，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎嚴(yán)重，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。

(3)目前滑坡處于緩慢蠕動(dòng)狀態(tài)。如果再次出現(xiàn)強(qiáng)降雨或連續(xù)降雨天氣，滑坡體可能產(chǎn)生加速滑移現(xiàn)象，因此，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

(4)根據(jù)滑坡定量分析結(jié)果建議采用以卸載為主，輔以后緣邊坡錨固的方案對(duì)滑坡進(jìn)行處治。在滑坡周界設(shè)置截水明溝等排水系統(tǒng)，并對(duì)裂縫進(jìn)行填塞，防止地表水入滲。

(5)由于滑坡這一地質(zhì)災(zāi)害的復(fù)雜性，后期需根據(jù)滑坡體長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)前述結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證并展開系統(tǒng)分析。

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[8]廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院.隆林至百色高速公路K1460+800滑坡地質(zhì)災(zāi)害專項(xiàng)治理工程地質(zhì)勘察報(bào)告[R].2014.

Discussions on Formation Mechanism and Its Treatment Method of A Landslide

ZHAN Jian-qin，LUO An-min，XIE Shu-sheng

(Guangxi Communications Planning Surveying and Designing Institute，Nanning，Guangxi，530029)

Combined with a practical landslide case，and according to analyzing the regional geology and landslide characteristics，this article analyzed the landslide formation mechanism and factors influencing the landslide to determine the landslide sliding mode；it conducted the Back Analysis on the mechanical param-eters of sliding soil and calculated the landslide stability，then proposed the corresponding landslide treat-ment plans.

Landslide；Formation mechanism；Stability analysis；Treatment method

U416.1+63

A

10.13282/j.cnki.wccst.2015.04.010

1673-4874(2015)04-0035-04

2015-03-01

占建琴，助理工程師，主要從事巖土勘察設(shè)計(jì)工作。