樊友良

（福建省地質(zhì)工程勘察院，福建 福州 350000）

碎石土滑坡是一種結(jié)構(gòu)較為松散的堆積體滑坡類型，其滑坡主體包括填土、殘積、崩塌體、堅(jiān)硬巖石風(fēng)化物等，它嚴(yán)重影響公路道路工程建設(shè)。由于碎石土滑坡受巖石結(jié)構(gòu)作用與人類工程活動(dòng)影響，其內(nèi)外誘因形成條件較為復(fù)雜，需要對(duì)碎石土滑坡工程地質(zhì)條件進(jìn)行勘探，形成具體的山體滑坡防治措施。

1 碎石土滑坡工程地質(zhì)條件

碎石土滑坡的形成過(guò)程復(fù)雜，主要受滑坡工程地質(zhì)特征與外部地質(zhì)環(huán)境因素的影響。碎石土滑坡的地質(zhì)特征主要體現(xiàn)在地質(zhì)條件上，包括滑坡產(chǎn)生的地形條件、地貌單元、水文條件、氣象條件、地質(zhì)構(gòu)造等方面，加之人類活動(dòng)、地下水位變化、融凍風(fēng)化等外部作用，滑坡出現(xiàn)變形，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的碎石土滑坡災(zāi)害。

（1）地形條件。碎石土滑坡大多發(fā)育于20°～40°的斜坡上，由強(qiáng)度降水、地表水滲透、人類工程施工等變化誘發(fā)產(chǎn)生，往往伴隨著多種碎石土物質(zhì)滑落，不利于山體的整體穩(wěn)定性，對(duì)人類活動(dòng)產(chǎn)生威脅。

（2）地貌單元。大部分碎石土滑坡平面上均呈現(xiàn)出低于周邊原始斜坡的狀態(tài)，前緣微微隆起呈緩坡?tīng)顟B(tài)向坡外延伸，后緣多為陡崖形成滑坡后壁，兩側(cè)邊界處發(fā)育為深度不同的沖擊溝，出現(xiàn)“雙溝同源”現(xiàn)象，同時(shí)前緣與后緣之間滑坡堆積體相互作用，縱斷面上形成陡峭或平緩的臺(tái)地，總體上呈交錯(cuò)縱橫式分布。

（3）土質(zhì)結(jié)構(gòu)。碎石土滑坡大多沿基覆界面或斜坡斷裂帶成群分布，滑床基巖層面向河谷或公路等方向，極易形成不同規(guī)模的順層碎石土滑坡層。

（4）地層巖性。碎石土滑坡主要組成物質(zhì)形態(tài)、類型復(fù)雜，由多種物質(zhì)組成的碎石層與黏土層接觸，在風(fēng)化作用下形成滑帶，造成滑帶土質(zhì)黏性強(qiáng)，風(fēng)化巖屑物質(zhì)居多。

（5）水文條件。碎石土滑坡主要分布區(qū)域內(nèi)地下水類型以松散孔隙水與基巖裂隙水為主，滑體后緣地下水以大氣降水與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水為主，動(dòng)態(tài)波動(dòng)變化較小，長(zhǎng)期自然環(huán)境作用下形成負(fù)溝槽地貌，地下水在降水天氣會(huì)大量匯集至地下區(qū)域，雨季會(huì)沿滑體前緣以下降形式溢出。此外，碎石土滑坡發(fā)育的次要水文條件還包括氣象水文因素，多以降雨量充沛的南方地區(qū)為主要發(fā)源地，由于地下水活躍程度較高，江河兩岸區(qū)域分布眾多斜坡區(qū)，地下水在物理、化學(xué)、力學(xué)等綜合作用下，對(duì)滑體產(chǎn)生影響，極大降低滑帶土層的抗剪強(qiáng)度，直接引發(fā)碎石土變形，進(jìn)而導(dǎo)致滑坡災(zāi)害的發(fā)生［1］。

2 碎石土滑坡物質(zhì)組成

2.1 主要滑體

滑坡物質(zhì)的組成包括滑坡堆積體，主要滑體的產(chǎn)生與物理力學(xué)作用、滑體滲透性兩方面有直接關(guān)系，主要以含碎石的黏土為主要組成物質(zhì)，其間夾雜不同成分、不同形狀的巖塊以及粉質(zhì)黏土、粗砂等，具有明顯的松散性、透水性特征。

（1）滑體的力學(xué)特征。碎石土是顆粒直徑大于2 mm土體的總稱，其基本性質(zhì)介于巖體與土體之間，是滑體物質(zhì)的重要組成部分，由于不同區(qū)域碎石土滑坡災(zāi)害中巖土體物理力學(xué)性質(zhì)存在較大差距，對(duì)滑坡程度及造成后果產(chǎn)生影響。筆者選取部分碎石土進(jìn)行研究，并對(duì)其物理力學(xué)性質(zhì)及基本特征進(jìn)行分析，具體數(shù)據(jù)分析結(jié)果詳見(jiàn)表1。

表1 常見(jiàn)碎石土物理性質(zhì)及力學(xué)特征

（2）滑體滲透性。由于天然狀態(tài)下細(xì)粒土結(jié)構(gòu)受到環(huán)境影響，改變?cè)谢w流動(dòng)通道形狀、大小、結(jié)構(gòu)，滑體分布情況也隨之變化，一般情況下，碎石土中土粒越粗糙，大小越均勻，形狀也近似于圓形，平整度較好，在滑體中滲透強(qiáng)度越高，反之滲透系數(shù)則越小。不同土粒中碎土含量與碎石土滲透系數(shù)之間存在很大的關(guān)聯(lián)性，根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果分析，對(duì)碎石土滲透性影響最大的是以碎石為主的粗粒土和以黏粒為主的細(xì)粒土結(jié)構(gòu)，實(shí)際滲透性受砂粒直徑、大小等問(wèn)題影響較大［2］。

2.2 滑坡帶

碎石土滑坡帶由壓密土、巖粉、滑帶泥等物質(zhì)組成，其抗剪強(qiáng)度較低且透水性差，通常作為隔水介質(zhì)材料使用，研究人員結(jié)合碎石土滑坡滑帶土層結(jié)構(gòu)對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行分析，選用類似泥化夾層將滑坡帶進(jìn)行固定，受滑坡帶泥化程度影響，土層結(jié)構(gòu)中含泥量較高，具有含水量高、強(qiáng)度低的基本特征?；聨е饕杉?xì)粒土、碎石、碎屑等物質(zhì)混合而成，在連續(xù)泥化鏡面的作用下，形成以黏土為主的細(xì)粒土滑帶和以碎石為主的粗碎屑滑帶。

（1）滑帶土化學(xué)成分?；瑤林饕V物成分以蒙脫石、伊利石、高嶺石與微生物等礦物為主，以含量較高的黏土礦物形式分布，有效增強(qiáng)了滑帶土的吸附性與親水性，其中黏土礦物及有機(jī)質(zhì)微生物含量增加，滑帶土抗剪強(qiáng)度會(huì)隨之降低，

（2）滑帶土滲透性質(zhì)。碎石土中的滑帶土結(jié)構(gòu)滲透性較差，大部分碎石土滑坡災(zāi)害中滑帶土結(jié)構(gòu)滲透性均在標(biāo)準(zhǔn)土層滲透率以下，具有明顯的隔水性，同時(shí)隨著碎石土堆積體的不斷滑落，滑帶土的滲透性能會(huì)逐漸減弱。

3 碎石土滑坡地質(zhì)模型

3.1 工程地質(zhì)模型

碎石土滑坡的主要原因在于內(nèi)部環(huán)境變化及外部力學(xué)作用，斜坡巖土體沿兩側(cè)的連通區(qū)域向中心位置進(jìn)行破壞作用，針對(duì)臨空方向發(fā)生的滑動(dòng)現(xiàn)象，滑體下滑力與滑面的抗滑阻力在共同作用下，力量逐漸失衡，成為碎石土滑坡災(zāi)害發(fā)生的重要推手。碎石土滑體在發(fā)生位移期間，與滑坡形成統(tǒng)一應(yīng)力場(chǎng)，由滑面終端向地表剪出口滑脫，構(gòu)成不同形態(tài)的主滑段、牽引段和抗滑段，其平面結(jié)構(gòu)剖面圖如圖1所示。

圖1 滑坡平面及剖面受力狀態(tài)示意圖

3.2 水文地質(zhì)模型

碎石土滑坡的主要組成物質(zhì)與其地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征決定了碎石土滑坡剖面自上而下的分層結(jié)構(gòu)，即滑體、滑帶、滑帶影響帶、滑床基巖。碎石土滑坡結(jié)構(gòu)從水文地質(zhì)角度而言，主要由透水性強(qiáng)的巖層與透水性弱的巖層共同構(gòu)成，巖層之間相互作用、相互影響，最終形成透水層與隔水層。

4 碎石土滑坡具體防治方案

4.1 總體設(shè)計(jì)與分析

碎石土滑坡穩(wěn)定性受內(nèi)部和外部?jī)煞矫嬗绊懀瑸閷?shí)現(xiàn)良好的碎石土滑坡防治效果，需對(duì)碎石土滑坡成因、形成過(guò)程，后果與影響等方面進(jìn)行深入研究。結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)不同區(qū)域碎石土滑坡帶進(jìn)行防治設(shè)計(jì)與分析，從而形成有針對(duì)性的滑坡防治方案。一方面研究人員要關(guān)注碎石土滑坡災(zāi)害發(fā)生的內(nèi)部和外部因素，包括地質(zhì)結(jié)構(gòu)、環(huán)境因素、風(fēng)化作用、人類活動(dòng)等方面；另一方面要針對(duì)影響碎石土滑坡穩(wěn)定性的主次因素及變形破壞機(jī)理進(jìn)行總結(jié)，將排水工程、削方減載、支擋工程、錨固工程相結(jié)合，形成具有現(xiàn)代防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)的綜合型碎石土滑坡災(zāi)害治理方案［3］。

4.2 健全碎石土滑坡防治機(jī)制

碎石土滑坡防治工作是減少或避免因滑坡造成人員傷亡、財(cái)物損失的關(guān)鍵，滑坡防治方案的形成要基于相關(guān)制度、機(jī)制的穩(wěn)定運(yùn)行，相關(guān)部門在針對(duì)碎石土滑坡災(zāi)害開展具體防治工作期間，首要任務(wù)是要建立健全的碎石土滑坡災(zāi)害防治機(jī)制，貫徹落實(shí)“以人為本、預(yù)防為主、安全第一”的滑坡災(zāi)害防治理念，為碎石土滑坡防治工作的順利開展奠定理論基礎(chǔ)。

首先，相關(guān)部門要加強(qiáng)碎石土滑坡相關(guān)知識(shí)的宣傳與教育，在全社會(huì)范圍內(nèi)進(jìn)行自然災(zāi)害相關(guān)信息的傳播工作，提升民眾安全防護(hù)意識(shí)，強(qiáng)化防災(zāi)、避難、抗災(zāi)、自救等災(zāi)害防治能力，實(shí)現(xiàn)災(zāi)前預(yù)防與災(zāi)中自救的高度統(tǒng)一；其次，要全面推行和落實(shí)防災(zāi)責(zé)任制度，將防災(zāi)減災(zāi)責(zé)任具體落到相關(guān)責(zé)任人身上，加大碎石土滑坡災(zāi)害巡查監(jiān)測(cè)力度，在各部門之間形成有效的災(zāi)情監(jiān)測(cè)聯(lián)動(dòng)機(jī)制，加強(qiáng)對(duì)邊緣地區(qū)或強(qiáng)降水地區(qū)山體的管理與監(jiān)測(cè)，采用現(xiàn)代化技術(shù)，逐步提升異常氣象預(yù)報(bào)、水土監(jiān)測(cè)預(yù)警能力和水平，制定災(zāi)情應(yīng)急措施，為防災(zāi)減災(zāi)贏取黃金救援時(shí)間；最后，公路、道路工程施工團(tuán)隊(duì)要對(duì)部分區(qū)域內(nèi)的工程活動(dòng)進(jìn)行規(guī)范和管理，在工程設(shè)計(jì)階段，了解周邊地質(zhì)條件、巖層結(jié)構(gòu)、氣候特點(diǎn)及水文狀況等信息。針對(duì)碎石土集中施工區(qū)域進(jìn)行地下巖層勘探，采用現(xiàn)代工程施工技術(shù)工藝，將碎石土或碎石堆積物進(jìn)行集中處理，保證道路工程施工安全。

4.3 碎石土滑坡防治措施

（1）排水工程。碎石土滑坡的形成與水有密切聯(lián)系，為緩解強(qiáng)降水或地下水對(duì)碎石土滑體產(chǎn)生的不良影響，有關(guān)部門積極開展排水工程。排水工程主要包括兩方面，一是地表排水工程，二是地下排水工程。地表排水采用開挖地表截水溝、排水溝、種植植被等方法，采取錨噴、灌漿、跌水等技術(shù)措施，將地表水及時(shí)排出，避免地表水匯集并深入土體中造成碎石土滑坡事故。針對(duì)地下水問(wèn)題，采用綜合治理的方式，通過(guò)對(duì)地下水進(jìn)行攔截與排水，將地下水水量控制在標(biāo)準(zhǔn)地下水位以下，同時(shí)采取水平鉆孔、開挖集水井、搭建排水隧道等措施，降低地下水位，提高斜坡的穩(wěn)定性。

（2）削方減載。為防治碎石土滑坡，技術(shù)人員通過(guò)削減碎石土滑坡主滑段巖土體的幾何形態(tài)達(dá)到削減巖土體重力的效果，從而實(shí)現(xiàn)巖體斜面重力減輕，增加碎石土抗滑段的抗滑能力，避免碎石土土體滑坡。具體工程措施包括順?lè)綔p載和反壓加載，改變碎石土滑坡土體結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)巖層結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，適用于滑面深埋類的碎石土滑坡防治工程。

（3）支擋結(jié)構(gòu)。為緩解碎石土土體下滑壓力，技術(shù)人員采用支擋結(jié)構(gòu)對(duì)碎石土進(jìn)行下滑阻擋，通過(guò)建設(shè)抗滑擋土墻、錨拉墻、被動(dòng)樁等措施，增強(qiáng)碎石土滑坡滑床基巖的穩(wěn)定程度，要重點(diǎn)關(guān)注支擋結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍，根據(jù)碎石土滑面情況選擇適當(dāng)?shù)闹踅Y(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮支擋結(jié)構(gòu)在防滑方面的作用。

（4）錨固工程。錨固工程是碎石土滑坡防治工程中的重點(diǎn)項(xiàng)目，主要通過(guò)抗滑樁、抗滑鍵。錨桿（索）、錨拉樁等設(shè)施對(duì)碎石土區(qū)域進(jìn)行錨固，利用錨固設(shè)施提高碎石土滑坡的抗滑能力，將碎石土滑坡穩(wěn)定系數(shù)控制在安全范圍內(nèi)，在當(dāng)前碎石土滑坡防治工程中應(yīng)用較為廣泛［4］。

4.4 實(shí)例分析

以某公路碎石土滑坡工程災(zāi)害防治為例，該地區(qū)斜坡眾多且滑體物質(zhì)組成多為殘坡積、含黏性土的碎石以及全風(fēng)化類基巖，加之其地下水位高，降水量充沛，屬于較為典型的碎石土滑坡類型。為實(shí)現(xiàn)對(duì)該地區(qū)滑坡災(zāi)害的有效防治，技術(shù)人員將防治方案中的關(guān)鍵性措施圍繞排水工程展開，在斜坡地下土層結(jié)構(gòu)左側(cè)，設(shè)置長(zhǎng)約450 m的地下排水隧洞，將隧洞具體位置確定在滑面影響帶下方的基巖內(nèi)部，洞內(nèi)布置排水縱坡，在與洞頂間隔2 m處鉆取垂直排水孔，同時(shí)在滑坡前緣設(shè)置水平向排水孔，在滑坡后緣與滑體面上設(shè)置排水溝，在降水充足的雨季來(lái)臨時(shí)，利用上述排水設(shè)施，將斜坡地下、地表積水排出，防止地表水下滲形成滑帶富集，有效阻斷水源對(duì)滑帶土的弱化效應(yīng)，增強(qiáng)了碎石土滑坡整體穩(wěn)定性。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，碎石土滑坡災(zāi)害的形成分為內(nèi)因和外因，要求相關(guān)部門在對(duì)碎石土滑坡土質(zhì)條件、土層結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行研究后，采取排水、錨固、削方減載、布置支擋結(jié)構(gòu)等治理措施，對(duì)碎石土結(jié)構(gòu)起到穩(wěn)定加固的作用，確保碎石土滑坡工程綜合防治工作順利開展。