聶 寧

(三峽大學土木與建筑學院，湖北 宜昌 443000)

1 概述

谷竹高速公路地處鄂西北山區(qū)，由于境內(nèi)崇山峻嶺，山川河谷交錯，垂直變化大，地形地貌復雜，工程地質(zhì)條件較差，最突出的就是以絹云母片巖為代表的邊坡失穩(wěn)與滑坡。

本文旨在分析絹云母片巖滑坡的形成機理，并且進行穩(wěn)定性研究，提出其合理的防治方案措施及建議，以對今后類似的滑坡提供參考和借鑒意義，防止類似的滑坡再次發(fā)生，減少人員傷亡和經(jīng)濟損失。

2 滑坡概況

本滑坡區(qū)位于谷城至竹溪高速公路(如圖1所示)K155+854～K156+178段左側(cè)滑坡的中下部，為一東西走向的斜坡，單斜坡地貌。主滑方向10°，平面形態(tài)呈扇形，縱長約60 m～90 m，橫長約100 m～160 m，滑坡后緣為谷城至竹溪高速公路，高程320 m～322 m；滑坡前緣高程約299 m，地形相對較緩，平均坡度約22°，滑體前緣厚約5 m，滑坡后緣厚約8 m，滑體平均厚度約7 m，滑體面積0.95×104m2，體積約為6.7×104m3，為小型牽引式巖質(zhì)順層滑坡。目前該滑坡處于蠕變階段。

3 滑坡因素

3.1 地層巖性

該區(qū)域上層為碎石土：稍密～中密狀，稍濕，碎石含量約占60%，成分為強風化片巖碎石，粒徑1 cm～7 cm，少量礫石及粘性土充填，為坡表坍塌堆積或殘坡積物。

中部為強風化絹云母片巖：母巖結(jié)構大部分已被破壞，構造不清晰，礦物成分為絹云母、綠泥石、長石等，節(jié)理裂隙十分發(fā)育，巖體極破碎，機械破碎后巖芯多呈礫砂夾礫石狀，部分2 cm～5 cm碎石狀，屬極軟巖，采取率70%，最大揭露厚度24.1 m。

下伏絹云母片巖節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，片巖片理面和裂隙傾向與坡向一致，片理面傾角與坡角相近，且片理面平直光滑，無充填，結(jié)合很差，屬軟弱結(jié)構面，易沿片理面產(chǎn)生平面滑移。片理面上具有滑膩感，手掰易碎、易散，遇水后強度極低，基本泥化。

3.2 水文地質(zhì)因素

水是產(chǎn)生滑坡的重要因素，由于坡面無截排水措施，滑坡坡頂高速公路靠滑坡區(qū)一側(cè)未修建截排水溝，在9月～10月的持續(xù)降雨時造成滑體巖土體飽水，增大巖土體重度，降低巖土體及軟弱結(jié)構面的抗剪強度，導致坡體穩(wěn)定性降低；同時靜、動水壓力對坡體的穩(wěn)定性影響很大，極易誘發(fā)坡體的失穩(wěn)破壞。

3.3 人類工程活動

因縣中醫(yī)院建設工作的開展，在坡腳進行了大量邊坡場地開挖，以及基坑開挖，對該處地形地貌改造較大，破壞了原自然斜坡原有結(jié)構，為滑坡的形成創(chuàng)造了臨空條件。邊坡在開挖過程中，斜坡體內(nèi)原有的應力平衡條件遭到破壞，前緣坡口開裂，坡面裂縫擴張，使大氣降水和地表水的滲流通道更為暢通;而另一方面，開挖導致前緣抗滑段減少，抗滑力不斷降低，影響坡體的穩(wěn)定性。

4 滑坡成因機制分析

由于該斜坡為巖質(zhì)順向坡，且坡腳處為斷裂帶，巖體破碎，場地絹云母片巖片理面上具有滑膩感，遇水后強度極低，基本泥化，中醫(yī)醫(yī)院基礎開挖后，考慮到坡體穩(wěn)定，采取了一定的支護措施(采用樁間距為2.5 m，直徑1 m的圓樁進行支護)，但9月～10月在竹山發(fā)生連續(xù)50 d的降雨，在該久雨作用下，地下水位大幅上升，使得絹云母片巖片理面大幅軟化，泥化程度增高，巖體抗剪強度大大降低，從而導致滑體失穩(wěn)變形。據(jù)此推斷，其變形破壞模式為斜坡上部強風化絹云母片巖沿強風化層與中風化層之間的過渡帶及強風化層中的軟弱結(jié)構面產(chǎn)生平面滑移，滑體物質(zhì)主要為強風化絹云母片巖，滑床為中風化絹云母片巖，該滑坡為在降雨作用下引起的牽引式滑坡。

5 穩(wěn)定性計算

5.1 計算剖面選取

計算剖面圖見圖2。

5.2 計算方法

滑坡沿巖土界面產(chǎn)生折線滑動，選用折線滑動法(傳遞系數(shù)法)計算邊坡穩(wěn)定性系數(shù)，公式如下：

Ψj=cos(θi-θi+1)-sin(θi-θi+1)tanφi+1,

Ri=Nitanφi+ciLi。

其中，F(xiàn)s為穩(wěn)定性系數(shù)；θi為第i塊段滑動面與水平面的夾角(°)；Ri為作用于第i塊段的抗滑力，kN/m；Ni為第i塊段滑動面的法向分力，kN/m；φi為第i塊段土的內(nèi)摩擦角，(°)；ci為第i塊段土的黏聚力，kPa；Li為第i塊段滑動面的長度，m；Ti為作用于第i塊段滑動面上的滑動分力，kN/m，出現(xiàn)與滑動方向相反的滑動分力時，Ti應取負值；Ψj就為第i塊段的剩余下滑動力傳遞至i+1塊段時的傳遞系數(shù)，j=i。

5.3 計算分析

依據(jù)勘察資料，本工程的計算參數(shù)選取見表1。

表1 計算參數(shù)表

表2 剖面圖穩(wěn)定性驗算結(jié)果

計算結(jié)果(如表2所示)表明：滑坡淺層(局部滑面1)在天然狀況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨作用下極易發(fā)生滑移，在地震作用下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)；滑坡體較深層(局部滑面2)在天然狀況下處于臨滑狀態(tài)，在暴雨作用或地震作用下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)下極易發(fā)生失穩(wěn)；滑坡整體在天然狀況及暴雨作用下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在地震作用下處于臨滑狀態(tài)。

6 治理方案

經(jīng)計算與調(diào)查分析，本滑坡為巖質(zhì)滑坡，現(xiàn)處于欠穩(wěn)定狀況，該類滑坡對變形較為敏感，且滑坡下滑力較大，因此采用抗滑樁進行支擋，該方式不但可以有效的控制變形，還可以提供較高的抗滑力，由于滑坡前緣較薄，因此將其設置在滑體中前部。而且該滑坡在降水作用下極易發(fā)生失穩(wěn)，為保證治理工程的安全進行，一方面采用上部削方減載并對坡面進行反壓提高坡面穩(wěn)定，另一方面改善坡體的排水條件，減少降水入滲。

6.1 坡面反壓回填

由于坡腳開挖導致凌空，致使坡腳阻力減小，結(jié)合四周地形，本設計按坡上部表面1 m來進行削方減載，并對松散的素填土進行清理。坡腳回填高度為3 m～5 m。填料采用級配良好、質(zhì)地堅硬的中砂、粗砂、礫砂、碎(卵)石、石屑或其他工業(yè)廢粒料。所用砂石材料，不得含有草根、垃圾等有機雜質(zhì)。填料需分層壓實，分層厚度為250 mm～300 mm，壓實度不小于94%。回填壓腳后，坡面坡度為1∶2.5。

6.2 抗滑樁布置

由于滑坡穩(wěn)定性較差，為保證治理工程安全快速有效的進行，采用機械挖孔樁，在1—1～4—4剖面段樁間距按4 m進行布置，樁的直徑為2.0 m，樁長為13 m～17 m，伸入中風化基巖的長度不小于樁長的1/3。在5—5～6—6剖面段樁間距按6 m進行布置，樁的直徑為2.0 m，樁長為11 m～13 m，伸入中風化基巖的長度不小于樁長的1/3。

6.3 排水

采用在坡頂修建截水溝、坡腳修建排水溝、裂縫封填、坡面采用六棱塊護面防止降水入滲、仰斜式排水孔降低坡體內(nèi)部地下水位。