崔華麗， 王軍朝， 謝忠勝

(1.中國地質科學院探礦工藝研究所,四川 成都 611734； 2.中國地質調查局地質災害防治技術中心,四川 成都 611734)

0 引言

地震災后重建中，遇到很多由于公路不正當切坡而引發(fā)的滑坡現(xiàn)象，對于此類滑坡的治理，既要考慮到公路正常運行的同時也要注意不引發(fā)次生災害。通江縣兩河口鄉(xiāng)兩河口村沙窩寺滑坡是新增的一個災害點，由于加寬公路，不正當開挖護腳，改變了坡腳處應力狀態(tài)，增加了應力集中和下滑力，為滑坡提供了臨空面。在長期雨水浸潤下，表層土體的抗剪強度大幅降低，導致滑坡體變形過大。

筆者調查發(fā)現(xiàn)，此滑坡由三個小滑坡體組成，通過分析3個小滑坡堆積物、變形特征及誘因機制，并結合當?shù)氐匦?、居民情況，為徹底消除滑坡帶來的危害，提出采用坡腳設置樁板墻的防治措施。

1 滑坡概況

1.1 滑坡基本情況

沙窩寺滑坡屬構造侵蝕低山地貌，后緣高程630～654 m，前緣高程586～595 m，高差約60 m，總體坡向為94°，平均坡度約35°，覆蓋層厚2～8 m，受后緣強烈下錯變形影響，滑坡縱向形狀基本保持了與原地形地貌相協(xié)調的特征，坡腳有公路通過，造成滑坡堆積物均在坡腳堆積，后期清理堆積物坡腳形成陡坎狀，坡體較陡，中上部平均坡度17°～35°，坡腳陡坎最大坡度接近80°?；聟^(qū)后緣接近山脊，形成西高東低的特征，平面形態(tài)呈下大上小圈椅狀(圖1)。

1.2 滑坡變形跡象及特征分析

3個小滑坡體變形歷史統(tǒng)計如表1所示。

圖1 滑坡平面形態(tài)

表1 滑坡發(fā)育歷史情況

滑坡體的變形主要有以下幾各方面，分H1滑坡、H2滑坡、H3滑坡分別敘述如下。

(1)H1滑坡區(qū)后緣高程646～646.68 m，前緣高程594.8～596 m，高差約51 m，平均坡度約35°，覆蓋層厚2～8 m，受前緣擠壓變形影響，滑坡縱向形狀基本保持了與原地形地貌相協(xié)調的特征。后緣以陡坎處錯落的巖、土界線分界，巖土分界高度約80 cm；左、右側可見明顯的巖土滑動現(xiàn)象，前緣以壟起土體為界?；轮骰较驗?4°，長77 m，平均寬34 m，滑體平均厚度6 m(根據(jù)左、右側出露的基巖和前緣土體隆起估測)，滑坡面積2.618×103m2，體積約1.57×104m3，為小型土質滑坡。

(2)H2滑坡區(qū)后緣高程653.98～654.43 m，前緣高程586～587 m，高差約70 m，總體坡向為94°，平均坡度36°，覆蓋層厚3～8 m，滑坡體整體較陡，中后部平均坡度28°～40°，下部陡坎最大坡度達75°?；聟^(qū)后緣接近山脊，坡體平面形態(tài)呈現(xiàn)下大上小的喇叭形，H2滑坡邊界后緣以拉張裂縫為界，左右兩側均以巖土體錯動界面為界，前緣以垮塌陡坎為界?；麻L105 m，寬42 m，滑體平均厚度8 m，體積約3.53萬m3，為小型土質滑坡。

(3)H3滑坡區(qū)后緣高程629～630 m，前緣高程589.05 m，高差約40 m，總體坡向為103°，平均坡度39°，覆蓋層厚2～6 m，滑坡體整體上陡中緩下陡，后緣坡度接近60°，前緣陡坎坡度下部平均坡度25°～35°。H3滑坡邊界后緣以基巖陡坎為界，左、右側可見明顯的巖土錯動滑動現(xiàn)象，左側巖土體最寬錯動高度約150 cm，右側巖土體最大錯動高度約80 cm。主滑方向為103°，滑坡長54 m，寬25 m，滑體平均厚度4 m，體積約0.54萬m3，為小型土質滑坡。

1.3 滑坡誘因及變形機制

(1)坡體結構：斜坡地表物質較松散，為第四系殘坡積物，邊界出露的巖土風化嚴重，多處可見卸荷裂隙，坡向為順坡，有利于滑坡形成。

(2)地形地貌：滑坡所處斜坡高度約70 m，平均寬度近130 m，平均坡度35°左右，這種地形較陡、匯水面廣的斜坡地形地貌條件，加劇斜坡不穩(wěn)定性，可導致滑坡的形成。

(3)人類工程活動：2011年10月當?shù)丶訉捚麦w前部的水空公路，開挖坡腳，為坡體變形提供了臨空面，由于加固措施不當，誘發(fā)了H1和H2滑坡，H3滑坡是由于居民修建房屋開挖坡腳而引起的。

(4)水的因素：降雨是影響坡體穩(wěn)定的自然因素中最經(jīng)常發(fā)生的和最活躍的因素，是滑坡的重要觸發(fā)因素。2011年8月連降大雨后，直接浸泡表層土層，使得土體自重增加，增大下滑力；另一方面由于表層土體物質結構松散，孔隙度大，雨水入滲充滿裂隙或空隙時，形成靜水壓力；當出現(xiàn)水頭差時，形成動水壓力，由于水的作用，急劇改變巖土體的受力情況；再者，由于雨水滲入，弱化巖體，泥化軟化滑帶導致粘著力降低；另外，坡體上的溝谷流水也成為坡體水源，當遇到洪水期時，溝谷流水蔓延至整個坡體，也會導致坡體水體飽和。這些都造成滑面的抗剪強度降低，甚至完全喪失抗剪能力，導致坡體失穩(wěn)，從而形成滑坡。

3個滑坡前期主要是由于開挖坡腳而誘發(fā)的牽引式滑坡特征，目前，坡腳堆積了大部分松散固體物質，起到了壓腳作用，而后緣引開裂縫極利于雨水下滲，一旦后緣裂縫和滑體中松散的碎塊石孔隙中充水、加寬，將增大滑體的浮托力和水壓力，使得滑體進一步向前緣臨空面發(fā)生滑移破壞，從而極易產(chǎn)生沿基覆界面的推移式滑動。從巖體結構及變形情況來說滑坡已經(jīng)發(fā)生過較大變形，內因是巖體結構破碎，誘因是人為不正常切坡。再發(fā)生變形的觸發(fā)因素為暴雨，每年雨季H1滑坡均有不同程度的變形，暴雨已成為控制滑坡穩(wěn)定性的關鍵因素；從變形時序看，自2012年10月后，坡體沒有再發(fā)生大變形，只是在雨季產(chǎn)生小面積垮塌，初步判斷目前3個滑坡處于緩慢蠕動變形階段。

2 防治措施的設計計算

現(xiàn)場鉆探、槽探及巖土樣測試結果表明，滑坡后緣出現(xiàn)了較明顯的下錯，前緣出現(xiàn)明顯的臌脹，其前緣剪出口位于公路前，滑面形狀為折線形，如果該滑坡體再次滑動，將沿巖土層交界處呈折線型滑動，在防治措施選擇前首先選擇典型剖面根據(jù)目前變形情況，反演出滑面的抗剪強度參數(shù)，然后選擇在自重加暴雨工況下驗算剩余下滑力，進而確定防治措施。

2.1 計算模型及抗剪強度參數(shù)選取

在劃分牽引段、主滑段和抗滑段的基礎上，選擇折線型滑坡計算模型，反演出滑面的強度參數(shù)，再選擇典型剖面及局部下滑剖面計算在自重及自重加暴雨工況下剩余下滑力。計算模型選取如圖2所示，抗剪強度參數(shù)選取見表1。

圖2 計算模型

計算模型按式(1)計算：

(1)

式中：ψ——傳遞系數(shù)；Ti——滑動力；R——抗滑力。

共計選擇4個剖面進行計算，滑面抗剪強度參數(shù)選取見表2。

表2 滑面抗剪強度參數(shù)選取

2.2 穩(wěn)定性計算

滑坡體所受到的力有自身重力、地表水下滲形成的滲透力及滑面間的粘聚力，剩余下滑力的計算選擇傳遞系數(shù)法，抗滑安全設防等級為Ⅲ級。按自重狀態(tài)下進行設計，安全系數(shù)取1.15，按自重及20年一遇暴雨工況下進行校核，最小安全系數(shù)取1.05。根據(jù)反演得到的抗剪強度指標，計算各剖面的安全系數(shù)見表3。

表3 計算剖面的穩(wěn)定性系數(shù)

此計算結果反映坡體在自重荷載作用下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但是如果遭遇20年一遇持續(xù)降雨，則處于欠穩(wěn)定的狀態(tài)而出現(xiàn)滑動。

2.3 剩余下滑力計算

抗滑設防安全等級為Ⅲ級，且在20年一遇暴雨工況下欠穩(wěn)定，有可能產(chǎn)生滑動，采用最小安全系數(shù)1.15，選取4個典型剖面計算整體及局部下滑力，采用計算模型如圖3所示，滑坡剩余下滑力計算結果見表4。

圖3 傳遞系數(shù)法計算模型

表4 滑坡剩余下滑力計算結果kN

傳遞系數(shù)法下滑力計算：

Pi=Pi-1ψ+KsTi-Ri

(2)

式中：Pi——第i條塊的推力，kN/m；Pi-1——第i條的剩余下滑力，kN/m；ψ——傳遞系數(shù)；Ks——安全系數(shù)；Ti——滑動力；R——抗滑力。

3 防治措施的探討

根據(jù)沙窩寺滑坡破壞特征、滑坡分區(qū)及威脅對象的分布范圍，提出治理方案為：樁板墻(抗滑樁+擋土板)+裂縫夯填+后緣排水溝。

3.1 樁板墻工程設計

根據(jù)滑坡的穩(wěn)定性、滑坡推力的大小、滑面特征、土層的厚度、場地的地形條件等，抗滑樁布設在滑坡前緣，抗滑樁承擔滑坡推力后，樁后的土體基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)受力不同，設置A、B型2種樁型，其中H1和H3滑坡體前緣設置A型樁10根( H1坡體前緣布置6根，H3坡體前緣布置4根)，A型樁樁間距均為6 m，樁長為8 m，樁截面為1.0 m×1.2 m；H2滑坡體前緣設置B型樁11根，樁間距為5 m，樁長12 m， 樁截面為1.5 m×2.0 m。A、B型樁均采取懸臂樁設計，樁間設置擋板，擋板高4.0～5.0 m，厚30 cm。樁板墻設置縱橫剖面如圖4、圖5所示。

3.2 裂縫夯填及坡體后緣設置排水溝

對沙窩寺滑坡H3滑坡后緣的拉陷裂縫進行夯填。采用粘土生石灰填縫，生石灰與粘土按3∶7的比例均勻混合，填縫前清除裂縫內淤埋的松散土體，清方量為60 m3，用粘土生石灰混合物填埋并夯實，裂縫封填方量約40 m3。根據(jù)坡體地形，在裂縫后面布設一條排水溝，減輕斜坡上地表水、雨水的匯集。

圖4 樁板墻布置縱剖面圖

圖5 樁板墻布置橫剖面圖

4 結語

(1)本文以沙窩寺滑坡為例，對公路修建引起的巖質滑坡成因機理進行了分析，得出該滑坡如果在遭遇20年一遇降雨情況下，將發(fā)生再次滑動。通過滑坡推力計算，提出采用樁板墻加后緣裂縫夯填及設置排水溝的方式來治理，可以有效的控制邊坡變形產(chǎn)生的次生災害，也為同類邊坡病害治理提供了依據(jù)。

(2)切坡開挖公路時應該盡量根據(jù)地質地形條件和巖土性質，充分研究邊坡穩(wěn)定性，開挖后及時采取支護措施，避免形成次生災害。

(3)對采取的反演抗剪強度指標與傳遞系數(shù)法計算滑坡推力均與實際存在一定的差別，工程治理設計要采取偏安全措施。