林華章 嚴(yán)巍巍

（ 四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610000 ）

0 引言

萬源市草壩鎮(zhèn)一村六社某邊坡于2017年9月在持續(xù)降雨后發(fā)生滑動(dòng)變形，坡體中后部產(chǎn)生較多裂縫，坡體中兩處民房垮塌并造成前緣公路錯(cuò)開。該邊坡位于高速連接線右側(cè)，路線以左挖右填的形式從坡體后緣陡坡上通過。該邊坡位于古滑坡后緣，坡面呈折線形，微地貌發(fā)育：多陡坎、緩斜坡、緩平臺(tái)、大孤石和沖溝等。在施工擾動(dòng)與持續(xù)降雨的影響下，該邊坡上已經(jīng)產(chǎn)生較多裂縫，陡緩交接位置的變形和破壞尤為明顯?；诖耍瑢?duì)該滑坡體的形成機(jī)理和穩(wěn)定性展開分析，為后續(xù)的防治工作提供依據(jù)和參考。

1 工程地質(zhì)條件分析

1.1 構(gòu)造地質(zhì)特征

場區(qū)位于龍鳳場-雙龍場向斜內(nèi)，該向斜核部附近受構(gòu)造影響強(qiáng)烈，局部可見小撓曲，回龍河兩岸分別為向斜的兩翼，其中南西翼產(chǎn)狀340～20°∠5～10°，北東翼產(chǎn)狀235°∠10°，兩翼出露地層主要為白堊系下統(tǒng)白龍組、蒼溪組的粉砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖及粉砂巖[1]。

1.2 地表水分布

回龍安河為場地內(nèi)的主要地表水體，河流由東向西流經(jīng)場區(qū)北側(cè)，河面寬約20～30m，水深約0.6m，流速約5m3∕s，河流水位具山區(qū)河流雨漲晴消的特點(diǎn)。另外，坡體中前沿的荒田中有較多地表水賦存。

1.3 地下水分布

區(qū)內(nèi)地下水主要有松散堆積層孔隙水、基巖裂隙水[2]。其中，松散層孔隙水主要賦存于滑坡堆積層以及崩坡積層，主要接受大氣降水。區(qū)內(nèi)斜坡未發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定地下水位，但坡表水體豐富，坡體上村民修建有數(shù)個(gè)集水井以供取水使用。基巖裂隙水：該邊坡為砂、泥巖互層，砂巖為相對(duì)透水層，泥巖為相對(duì)隔水層，淺表部巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，其透水性相對(duì)較好；但隨深度的增加，巖體趨于完整，其透水性逐漸變差，故而淺部基巖裂隙發(fā)育帶尤其是強(qiáng)風(fēng)化帶為基巖裂隙水主要的賦存空間。據(jù)調(diào)查，該類地下水在斜坡一帶較為發(fā)育，有居民常年以基巖裂隙處的泉點(diǎn)水作為生活用水。

2 滑坡體基本特征及分區(qū)

2.1 滑坡周緣特征

該滑坡處于回龍安河左岸（堆積岸），周界不甚明顯，后緣位于基巖陡坎下方，前緣位于施工單位所建拌合站的料場臺(tái)坎處，如圖1所示。臺(tái)坎開挖形成高約3～4m的陡坎，陡坎坡角70°～85°，局部達(dá)90°。

圖1 滑坡工程地質(zhì)平面圖

根據(jù)變形特征以及裂縫發(fā)育和地形特征在平面圖上圈出滑坡周界，可知該滑坡在平面圖上呈“喇叭”形。從地形上看，坡面呈折線形，微地貌發(fā)育：多陡坎、緩斜坡、緩平臺(tái)和小沖溝等，邊坡整體坡度約17°～20°，整體呈臺(tái)階狀，上臺(tái)階覆蓋層厚約5～10m，下臺(tái)階覆蓋層厚約12～16m。

2.2 滑坡坡體特征

根據(jù)坡表的地形特征和坡體結(jié)構(gòu)分析，該滑坡由前緣古滑坡體系基巖順層滑脫堆積體破壞形成。目前坡表的崩坡積層中含有大量塊石，坡表發(fā)育大孤石，其主要成因?yàn)樯澳鄮r的差異風(fēng)化后，砂巖發(fā)生滑脫、墜覆等破壞。滑坡體上零星散落1～2戶民居，調(diào)查時(shí)一戶農(nóng)房已垮塌，另一戶農(nóng)房發(fā)生局部開裂破壞，坡體中后緣處被開墾為梯級(jí)水田與耕地，其余地方則以喬木為主，據(jù)調(diào)查坡體上樹木樹齡在5～15年，僅局部樹木有歪斜。

2.3 滑坡大小特征

據(jù)調(diào)查，該滑坡前緣剪出口位于料場后緣開挖的陡坎，地面標(biāo)高約為768m；后緣至基巖陡坎下方，地面標(biāo)高約為875m；邊坡前、后緣相對(duì)高差約107m，平均厚度約11m，主滑方向約為41°，為一中型土質(zhì)滑坡[3]。

2.4 滑坡坡體分區(qū)

根據(jù)現(xiàn)場地形特征將滑坡分為兩個(gè)區(qū)，①區(qū)主要為前緣第一臺(tái)階的坡體，該層普遍覆蓋層較厚，約12～16m厚；②區(qū)位主要位于第二臺(tái)階上，該層覆蓋層普遍較薄，厚約5～10m。①區(qū)與②區(qū)之間為一陡坎，該陡坎使得滑坡變形不連續(xù)，分區(qū)詳見圖1所示。

3 滑坡體形成機(jī)理分析

3.1 滑坡發(fā)生過程

2017年9月底，在施工單位修建好拌合站及正在開挖后緣連接線的情況下，草壩鎮(zhèn)發(fā)生持續(xù)降雨近20余天，位于古滑坡后緣的邊坡上產(chǎn)生了數(shù)道裂縫，拉裂縫寬度0.1～0.4m不等，局部地表下錯(cuò)20cm；坡體上陡緩相接處發(fā)生了一些變形垮塌；坡體上兩處民房發(fā)生不同程度的破壞和開裂；前緣鄉(xiāng)村公路發(fā)生位錯(cuò)和下沉，最大錯(cuò)開位置約25cm，最大下沉量約10cm。

3.2 滑坡體成因分析

滑坡后緣高速公路連接線下方修筑了一條攔石槽溝，溝寬約2.0～3.5m，深約2.0～2.5m，如圖2所示。

圖2 后緣臨時(shí)截排水溝

據(jù)調(diào)查，該攔石槽溝在之前強(qiáng)降雨期間，地表水匯集灌滿整條水溝，目前該溝水毀嚴(yán)重，且溝道沒有疏水通道，地表水匯入溝后，漫過溝岸坡或下滲排泄至崩坡積體，對(duì)邊坡穩(wěn)定性不利?；虑熬壈韬险緦?duì)坡腳進(jìn)行了一定開挖和整平，開挖高度約2～4m不等，目前料場擋墻發(fā)生了擠壓變形，墻體上產(chǎn)生較多的鼓脹裂縫，裂縫呈橫向貫通錯(cuò)開形，且料場的底板有地下水滲出，料場前緣拌合站地坪及擋墻未發(fā)現(xiàn)裂縫。

該滑坡體位于順層邊坡上，覆蓋層總體分布為靠近小樁號(hào)的總體厚度比靠近大樁號(hào)位置的要薄一些，滑坡后緣土體比前緣薄。斜坡土體厚度較大，坡表地表水賦存豐富，基底為透水性較好的厚～巨厚層細(xì)砂巖和相對(duì)隔水的粉砂質(zhì)泥巖，雨季地下水較豐富；在地下水浸泡下，坡體中的粉質(zhì)黏土抗剪強(qiáng)度會(huì)急劇降低，塊碎石在長期干濕交替作用下，風(fēng)化程度進(jìn)一步加劇，其抗剪強(qiáng)度大幅降低。在長時(shí)間雨水及地下水的浸泡下，土體根據(jù)自穩(wěn)的需要其內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)行調(diào)整，在坡面及土體內(nèi)部形成拉裂隙（蠕動(dòng)變形），并逐步發(fā)展貫通，在暴雨季節(jié)，大量地表水沿孔隙及拉裂隙進(jìn)入土體，增加土體重量，進(jìn)一步弱化土體抗剪強(qiáng)度，從而使坡體產(chǎn)生進(jìn)一步的變形，由于其前緣邊坡拌合站開挖了一定高度的臨空面，為形成滑坡蠕變提供了地形條件，后緣的截排水溝匯集的地表水下滲至坡體內(nèi)增加了地下水來源。綜上所述，特殊的地形條件、坡體的物質(zhì)構(gòu)成及大量降雨是形成滑坡的主要因素。①區(qū)坡體的穩(wěn)定性較②區(qū)坡體的差，當(dāng)前緣①區(qū)坡體發(fā)生破壞后，后緣②區(qū)坡體前緣形成臨空面，變形將逐步發(fā)展致使后緣②區(qū)坡體繼續(xù)發(fā)生破壞。

4 滑坡體的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

4.1 滑坡狀態(tài)分析

鉆孔巖芯中未發(fā)現(xiàn)有鏡面、擦痕、揉搓等跡象，而坡表裂縫未形成大規(guī)模的貫通連續(xù)，覆蓋層厚約4.1～15.7m，組成物質(zhì)為塊碎石及粉質(zhì)黏土。種種跡象表明，目前崩坡積體已經(jīng)發(fā)生蠕滑擠壓變形，處于滑坡的蠕滑變形階段[4]。覆蓋層以粉質(zhì)黏土、碎石、塊石為主，結(jié)構(gòu)不均，粉質(zhì)黏土、碎石與塊石相互混合，總體呈現(xiàn)表層及基覆界面粉質(zhì)黏土集中，而碎石與塊石為中間夾層的規(guī)律；坡表地下水十分豐富，加之持續(xù)的降雨，使得覆蓋層充分飽水，抗剪強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)一步降低，使坡體的穩(wěn)定性大幅降低。綜合判斷為一蠕動(dòng)變形階段的牽引式滑坡，一旦滑體中積聚足夠的能量，形成貫通的滑動(dòng)面，坡體就會(huì)從前緣臨空面剪出破壞。

4.2 穩(wěn)定性分析

4.2.1 滑面及滑面參數(shù)的確定

目前鉆探未揭示到有明顯的滑面，坡體物質(zhì)復(fù)雜，分布極不均勻，通過分析推測，滑面主要位于基覆界面?；步缑嫣幍耐馏w主要為粉質(zhì)黏土，局部為強(qiáng)～中風(fēng)化塊石土。當(dāng)鉆至基覆界面附近，所取土體主要呈軟～可塑狀，含水量較大，因此滑面參數(shù)取值主要考慮基覆界面處軟弱夾層的物理力學(xué)性質(zhì)，而非覆蓋層整體粗粒土[5]（塊石土）的綜合物理力學(xué)參數(shù)。

滑面參數(shù)的確定，以現(xiàn)場巖土特征、鉆孔中巖土體狀態(tài)、基覆界面處軟弱土的土工試驗(yàn)成果并結(jié)合相關(guān)規(guī)范進(jìn)行綜合取值。目前土體的天然含水率為17%～22.1%，天然密度為2.04～2.11g∕cm3，孔隙比0.518～0.619，飽和度為88%～99%。因?yàn)槠麦w地下水較豐富，土體長期處于飽和狀態(tài)及蠕動(dòng)變形狀態(tài)，因此采用飽和不排水狀態(tài)的快剪來模擬暴雨工況滑帶土的力學(xué)指標(biāo)，由于滑塊處于蠕動(dòng)變形階段，隨著變形的加劇，土體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)將進(jìn)一步降低。結(jié)合鉆孔中滑動(dòng)面的土體情況，經(jīng)綜合分析，建議采用飽和不排水狀態(tài)的快剪平均值并結(jié)合反算修正后（C=13kPa、Φ=14.5°）作為進(jìn)行最終工程處治措施穩(wěn)定性計(jì)算的參數(shù)值。

表1 滑坡體物理力學(xué)參數(shù)表

由于滑體中土體地表水和地下水較為豐富，暴雨?duì)顟B(tài)和天然狀態(tài)下的滑帶土力學(xué)性質(zhì)差異較小，僅土體容重的增加對(duì)邊坡穩(wěn)定不利，滑坡體中除粉質(zhì)黏土外，還有碎石、塊石等粗粒土，會(huì)對(duì)滑坡體整體容重產(chǎn)生一定影響。因此，在滑坡穩(wěn)定計(jì)算中，暴雨工況重度取21.2kN∕m3，天然工況重度取20.7kN∕m3。

4.2.2 計(jì)算剖面的確定

采用極限平衡中的瑞典條分法[6]對(duì)主剖面進(jìn)行分塊計(jì)算，原計(jì)算剖面如圖3所示。

圖3 滑坡計(jì)算剖面

4.2.3 下滑推力的計(jì)算

根據(jù)反算的參數(shù)進(jìn)行下滑推力計(jì)算，可以得到當(dāng)斜坡安全系數(shù)K0=1.00、1.05、1.10、1.15、1.20時(shí)，天然工況和暴雨工況滑坡的剩余下滑力計(jì)算值見表2 和表3所示。

表2 2-2’斷面天然工況滑坡的剩余下滑力計(jì)算值

表3 2-2’斷面暴雨工況滑坡的剩余下滑力計(jì)算值

目前坡體處于蠕滑變形階段，在天然情況下，第二級(jí)臺(tái)階上的②區(qū)坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)，第一臺(tái)階上的①區(qū)坡體在安全系數(shù)取1.10～1.20時(shí)，坡體剩余下滑力達(dá)191.42～1135.67kN∕m；在暴雨情況下，第二級(jí)臺(tái)階上的②區(qū)坡體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，而第一臺(tái)階上的①區(qū)坡體在安全系數(shù)取1.10～1.20 時(shí)，坡體剩余下滑力可達(dá)691.51～1662.96kN∕m。不能滿足規(guī)范的安全要求[7]。

5 結(jié)束語

綜上所述，該滑坡屬中型土質(zhì)滑坡，目前處于蠕滑變形階段；特殊的地形條件、坡體的物質(zhì)構(gòu)成及大量降雨是形成該滑坡的主要因素；基于穩(wěn)定性計(jì)算分析可知，該滑坡目前處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，需要采取有效的處理措施。建議對(duì)滑坡采用分級(jí)設(shè)抗滑樁支擋、及時(shí)封閉裂縫并做好截排水等措施進(jìn)行綜合整治；并對(duì)該段連接線右側(cè)路基段采取防護(hù)措施，以保證施工運(yùn)營期間的安全。