王 偉， 盧鵬飛， 廖崇高， 徐 晶

(西部戰(zhàn)區(qū)空軍勘察設(shè)計(jì)院，四川成都 610041)

[通信作者]廖崇高(1973—)，男，博士，高級(jí)工程師，主要從事地質(zhì)工程及管理工作。

天然斜坡或人工邊坡形成過(guò)程中，巖(土)體內(nèi)部原有的應(yīng)力狀態(tài)將隨著過(guò)程的進(jìn)行而發(fā)生變化，引起應(yīng)力重分布和應(yīng)力集中等效應(yīng)，斜坡巖(土)體為適應(yīng)這種新的應(yīng)力狀態(tài)，將發(fā)生不同形式和不同規(guī)模的變形與破壞，如滑坡、崩塌等[1]。冰水沉積物是經(jīng)冰水搬運(yùn)，沉積在冰川內(nèi)部或附近的堆積物，又稱冰水沉積物[2]。對(duì)冰水堆積物的工程特性研究較多，謝春慶等[3]對(duì)川西地區(qū)冰磧土的工程性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)地研究，認(rèn)為冰磧層總體上為一種良好的地基和填料，可作為機(jī)場(chǎng)、公路、房屋等建筑地基。祁昊、馮文凱等[4]通過(guò)對(duì)四川理縣桃坪冰水堆積物在不同含水率條件下進(jìn)行不固結(jié)不排水三軸剪切試驗(yàn)，以研究含水率變化對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響，認(rèn)為對(duì)桃坪堆積體上廣泛存在的淺層滑坡，應(yīng)積極開展降雨量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、優(yōu)化改進(jìn)灌溉方式以及加強(qiáng)坡體表部排水設(shè)施建設(shè)等工作。沈習(xí)文等[5]對(duì)雙江口水電站左岸紅旗橋冰水堆積體邊坡的成因進(jìn)行了研究，并分析邊坡穩(wěn)定性特征及施加支護(hù)措施后邊坡的整體穩(wěn)定性。

某邊坡坡腳為公路，坡頂為重要保護(hù)目標(biāo)。坡頂高程為564.5 m，坡腳高程為547.7 m，坡高約17 m，上陡下緩，坡度45°～75°，坡面主要為冰水沉積層，局部已發(fā)生小型滑坡。為保證坡頂設(shè)施交通安全運(yùn)行和坡腳交通安全，須對(duì)該邊坡進(jìn)行治理工程勘查工作，查明地質(zhì)環(huán)境條件及地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)狀、特征等，分析滑坡的發(fā)展趨勢(shì)和危害程度，為邊坡治理設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐。

1 地質(zhì)環(huán)境條件及分析

工程區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均氣溫16.3 ℃，極端最高氣溫36.3 ℃，極端最低氣溫-4.4 ℃，多年平均降水日為178.9天，多年平均降雨量為1 289.0 mm，年內(nèi)降水分配極不均勻，主要集中在5～9月，占年降水的79%。多年平均蒸發(fā)量1 025.5 mm，多年平均蒸發(fā)量大于同期降水量。

工程區(qū)為淺丘地貌，由于人類工程活動(dòng)，坡頂整平后修建了重要保護(hù)設(shè)施，坡腳被開挖平整后并修建公路，坡面植被發(fā)育，以喬木、灌木、雜草為主，開挖面坡度較陡，未分級(jí)，僅在坡腳處設(shè)置了高度約1 m的擋土墻。

工程區(qū)雨量充沛，特別是雨季，短時(shí)強(qiáng)降雨致使地表徑流豐富，工程區(qū)地貌為淺丘，坡頂?shù)乇硭疄闊o(wú)組織的自然滲流的方式排泄。暴雨時(shí)坡體受到強(qiáng)烈沖刷，故強(qiáng)降雨對(duì)邊坡穩(wěn)定性有較大影響；對(duì)邊坡坡腳的強(qiáng)烈改造，對(duì)邊坡穩(wěn)定性起到了決定性影響。

2 坡體工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件

2.1 工程地質(zhì)條件

根據(jù)工程地質(zhì)水文地質(zhì)測(cè)繪及工程地質(zhì)鉆探成果，工程區(qū)巖土層主要為植物層(Q4pd)和冰水冰磧沉積層(Q2fgl)組成，巖土體結(jié)構(gòu)劃分詳見表1。

2.2 水文地質(zhì)條件

工程區(qū)地下水類型為第四系孔隙潛水，主要接受大氣降水及塘、田等地表水補(bǔ)給，向地勢(shì)低洼處徑流排泄，蒸發(fā)和人工取水也是重要排泄方式之一。地下水位埋深約4.65 m，相應(yīng)高程557.69 m，枯豐期水位最大變幅為2～5 m，一般變幅為2～3 m。

3 邊坡穩(wěn)定性分析

3.1 邊坡穩(wěn)定性定性分析

據(jù)調(diào)查訪問(wèn)，坡腳處道路已修建多年，近坡側(cè)設(shè)1 m高簡(jiǎn)易擋土墻，邊坡一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，坡體喬木豎直，無(wú)“醉漢林”“馬刀樹”等現(xiàn)象佐證了此結(jié)論。2020年8月，在連日強(qiáng)降雨作用下，粉質(zhì)黏土發(fā)生軟化，土體產(chǎn)生蠕滑變形，且有切坡形成滑坡前緣臨空面和張拉裂隙，滑體前緣部分開始滑出并牽引后部滑動(dòng)，滑坡體方量約20～26 m3，為小型淺層牽引式堆積層滑坡。

3.2 邊坡穩(wěn)定性定量分析

3.2.1 滑坡體物理力學(xué)參數(shù)取值

滑坡體物質(zhì)組成為粉質(zhì)黏土和卵石土，為土質(zhì)邊坡，土體抗剪強(qiáng)度一般，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)鉆探揭露情況、室內(nèi)試驗(yàn)

表1 工程地質(zhì)巖土體劃分

表2 土層物理力學(xué)參數(shù)計(jì)算值

成果，結(jié)合相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，土體計(jì)算參數(shù)見表2。

3.2.2 基本假設(shè)

擬建工程為重要保護(hù)目標(biāo)，重要性等級(jí)高，使用時(shí)間久。工程區(qū)雨量充沛，特別是雨季，短時(shí)強(qiáng)降雨致使地表徑流豐富，假定暴雨工況下地下水水位浸沒(méi)邊坡填筑體約2/3厚度；場(chǎng)區(qū)抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g。計(jì)算考慮天然工況、暴雨工況、地震工況和極端的暴雨加地震工況。

3.2.3 安全系數(shù)取值

根據(jù)GB/T 32864-2016《滑坡防治工程勘查規(guī)范》有關(guān)對(duì)滑坡穩(wěn)定狀態(tài)劃分的規(guī)定，穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 滑坡穩(wěn)定狀態(tài)劃分

3.2.4 計(jì)算結(jié)果

GEO5是來(lái)一款自捷克的巖土工程分析設(shè)計(jì)軟件，具有更加人性化的人機(jī)交互界面、更加靈活自由的設(shè)計(jì)方式，支持中、美、歐等74種規(guī)范，包含了邊坡穩(wěn)定分析、擋土墻設(shè)計(jì)、基坑設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和勘察數(shù)據(jù)管理、三維地質(zhì)建模等29個(gè)模塊，能夠提供傳統(tǒng)軟件無(wú)法涉及的復(fù)雜問(wèn)題解決方案。

本次利用GEO5軟件的土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析模塊，采用畢肖普法(Bishop)、瑞典條分法(Fellenius)、簡(jiǎn)布法(Janbu)和摩根斯坦法(Morgenstern-Price)等方法對(duì)滑坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算分析，計(jì)算剖面見圖1。

計(jì)算結(jié)果及評(píng)價(jià)：計(jì)算結(jié)果見表4。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果可見，邊坡在天然工況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨工況和地震工況下穩(wěn)定狀態(tài)為欠穩(wěn)定，在暴雨加地震工況下不穩(wěn)定。

4 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

據(jù)調(diào)查訪問(wèn)，工程區(qū)已發(fā)生的滑坡為小型滑坡，未造成人員傷亡和大的經(jīng)濟(jì)損失?；潞缶壋驶⌒?，滑壁局部可見張拉裂縫，裂縫走向與滑坡主滑方向垂直，裂縫長(zhǎng)度約0.5～1.2 m，寬度0.05～0.2 m，深度約0.1 m。邊坡暫時(shí)處于極限

圖1 計(jì)算滑坡剖面

表4 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨工況下，具有再次滑塌的風(fēng)險(xiǎn)，在暴雨+地震工況下，可能將發(fā)生在規(guī)模滑坡，嚴(yán)重威脅坡頂?shù)闹匾Ｗo(hù)目標(biāo)。

5 結(jié)論與建議

通過(guò)對(duì)冰水堆積體邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析，可得出結(jié)論：

(1)邊坡在天然工況下能保持穩(wěn)定，在暴雨工況、地震工況下穩(wěn)定性系數(shù)較小，在暴雨+地震工況下不穩(wěn)定。

(2)建議對(duì)滑坡地段斜坡采用修筑護(hù)坡、堡坎、格構(gòu)錨固或擋墻等防護(hù)措施，與現(xiàn)有護(hù)坡、堡坎相接，封閉土體，以免地表水和雨水進(jìn)入斜坡土體內(nèi)，防止其軟化、變形、蠕滑；并修筑截排水溝，防止和減少地表水、雨水從斜坡頂部滲入，有效排出于坡體以外，從而保證斜坡安全，以免產(chǎn)生新的滑坡。

(3)建議將滑坡治理時(shí)間安排在旱季，在斜坡地段進(jìn)行挖方刷坡、施工前，應(yīng)做好施工組織設(shè)計(jì)，制定挖方的施工順序，編制專項(xiàng)的邊坡治理方案、進(jìn)行合理邊坡防排水設(shè)計(jì)，避免引起新的滑動(dòng)，造成工程滑坡。