澧縣道河街滑坡穩(wěn)定性評價及防治措施建議

張慧+彭釗+姚鵬+廖濤

摘要：滑坡是我國南方地區(qū)常見的一種地質災害，也是澧縣地質災害發(fā)育數(shù)量最多的災種，滑坡的發(fā)生嚴重危害當?shù)厝嗣袢罕娚敭a安全和社會經濟可持續(xù)發(fā)展，目前國家對滑坡地質災害治理越來越重視，滑坡穩(wěn)定性評價方法也進一步發(fā)展。本文以澧縣道和街滑坡為例，進行了穩(wěn)定性評價和推力計算，提出了滑坡治理的措施建議，為該滑坡防治方案的確定及防治工程設計提供了依據。

關鍵字：滑坡；穩(wěn)定性評價；傳遞系數(shù)法；防治措施

1滑坡概況

澧縣道河街滑坡位于道河鄉(xiāng)刻木山村五組，目前滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡危害對象為縣道過往車輛、行人及滑坡體下側集鎮(zhèn)51戶151人生命財產安全，潛在經濟損失1245萬元，險情級別為中型[1-2]。

1.1地質災害體形態(tài)特征。（1）滑坡的形態(tài)特征。澧縣道河街滑坡，在平面上整體形態(tài)呈圈椅狀，后部呈弧形，剪出口沿房屋后側坡腳?；潞缶壐叱?6～60m，前緣高程24～26m，相對高差32～36m，地形坡度為22-25°，主滑方向為151°?；麦w最大寬度190m，縱向長（斜長）75m，平面面積0.95萬m2，平均厚度約8.0m，體積約7.6萬m3。（2）滑坡邊界條件。根據滑坡體的變形跡象、危害對象、地形條件等對滑坡周界進行了圈定?；虑熬墳榉课莺髠榷缚财履_，滑坡后緣根據裂縫確定，左右側根據探槽揭露裂縫情況確定。根據地形地貌及其裂縫特征確定，該滑坡為淺層牽引式小型土質滑坡[3]。

1.2滑坡巖土特征。據探井、探槽、鉆探鉆孔揭示，滑坡滑體主要為第四系沖洪積卵石土：黃褐色～褐色，稍密～中密，稍濕～濕，磨圓度呈次圓狀，卵石含量約60%，粒徑2～6cm，主要組成成分為砂巖及石英砂巖，充填物為粘性土，由古道河沖洪積形成?；瑤槲挥诼咽僚c強風化炭質頁巖接觸界面上的含礫粉質粘土，該層厚約10～20cm，主要成分為軟塑粉質粘土，礫石含量約30%，土體濕潤，含水量相對較高，鉆進較易，飽水后強度軟弱，抗剪強度低。滑床由奧陶系上統(tǒng)炭質頁巖組成，為強風化層，褐色-黑褐色，本次勘探均未揭穿該層。隱晶質結構，薄層狀構造，主要有石英、長石等礦物組成，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖質軟，巖體破碎，巖芯呈碎片狀結構，用手可捏碎?？辈閳蟾嫣峁┑膸r土層力學參數(shù)建議值見表1[4-5]。

1.3地質構造與地震。項目區(qū)靠近澧水隱伏斷裂帶。斷裂全長22km，起于張公廟，止于津市縣城。斷裂走向北東東向，傾向北北西，75～80°。澧水隱伏斷層規(guī)模較大，多次活動，尤其對蓋層褶皺形變在一定程度上起著控制作用，故其可能切割本區(qū)基底。該滑坡區(qū)地震動峰值加速度主要為0.10g，地震動反應譜特征周期值為0.35S，地震基本烈度為Ⅶ度，屬中等強度震區(qū)。

1.4水文地質條件?？辈閰^(qū)地下水類型主要為第四系孔隙水。由于第四系松散層分布于斜坡地帶，地形有利于自然排水，故僅透水而不含水。基巖裂隙水賦存于下部炭質頁巖中，接受大氣降水入滲補給，由于淺部風化裂隙發(fā)育，故含風化裂隙水，富水性微弱。該區(qū)侵蝕基準面為道水河床，常年水位標高15.50m左右，地下水逕流排泄條件良好。由于滑坡區(qū)地形較陡，有利于自然排水，地下水富水性弱，故地下水對未來防治工程施工影響不大。地下水補給主要為大氣降水，一部分大氣降水通過地表徑流形式排入道河，一部分大氣降水入滲土體，通過土體孔隙滲流流入道河。環(huán)境水為弱堿性淡水，水質類型為HCO3-Ca2+。按《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）Ⅱ類環(huán)境腐蝕性評價標準進行評價，區(qū)內環(huán)境水對混凝土及混凝土結構中鋼筋具微腐蝕性。

2地質災害體穩(wěn)定性計算及評價

2.1 計算剖面的確定。根據地質調查及勘探揭露，滑面為基巖與覆蓋層接觸面附近滑動，滑坡穩(wěn)定性計算1-1、 2-2、 3-3、 4-4四條剖面進行計算，并對滑面進行穩(wěn)定性計算（圖2）[6]。

2.2計算參數(shù)的確定。采用的巖土物理力學參數(shù)合理性是計算評價滑坡穩(wěn)定性的關鍵[7]，其中滑帶土的抗剪強度參數(shù)C、取值更是關系重大。一般采用如下途徑選取巖土物理力學參數(shù)：根據勘查試驗結果確定、根據以往同類巖土體參數(shù)類比經驗確定、多次反復驗算與實際的地質情況對比達到基本吻合后確定。在滑坡的穩(wěn)定性和推力計算過程中，對處于受水浸潤、軟化和水墊作用，其抗剪強度參數(shù)取飽和狀態(tài)時的參數(shù)，對于未受水浸潤的滑面取天然狀態(tài)的參數(shù)。

（1）反演分析值。滑坡反演分析依據的原理是當荷載條件和滑面抗剪強度參數(shù)與滑坡的實際情況一致時，邊坡的理論最小穩(wěn)定系數(shù)接近于1；相對應的最危險滑面，與滑坡的實際滑面一致?；婵辜魪姸戎笜朔此愕氖钦麄€滑面的抗剪強度平均值，可作抗剪強度指標校驗之用。該滑坡目前處于整體變形滑動階段，在自重工況下整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但在暴雨工況下，滑坡可能處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

式和內聚力和內摩擦角反演公式

反演分析選取2-2剖面作計算剖面，暴雨工況下穩(wěn)定系數(shù)取Fos=1.02，反算方法可采用圖解法，依次取C=0、φ=0，分別反求φ、C值，在C～φ坐標圖上求出直線，并綜合考慮室內試驗數(shù)據，最終確定抗剪強度指標（表2）。

滑坡穩(wěn)定性分析滑面抗剪強度指標C、Φ值及其它物理力學指標的選取需要根據室內試驗、反演分析、工程類比及參考地區(qū)經驗綜合確定（表3）。

（2）計算方法。本次計算運用傳遞系數(shù)法開展滑坡穩(wěn)定性系數(shù)及剩余下滑推力計算（圖3）。

穩(wěn)定性系數(shù)計算公式如式

滑坡穩(wěn)定系數(shù)Fs的求解公式為

式中Fs為滑坡穩(wěn)定性系數(shù)；下標i為計算條塊編號。Ψ、R、T、N、c、、l、、W、、PW、Vu、Vd、分別為傳遞系數(shù)、滑體抗滑力、滑體下滑力、滑體在滑動面法線上的反力、滑動面上巖土體的粘結強度標準值、滑帶土的內摩擦角標準值、滑動面長度、地下水流線平均傾角、自重與建筑等地面荷載之和、底面傾角、單位寬度的滲透壓力、單位寬度巖土體的浸潤線以上體積、單位寬度巖土體的浸潤線以下體積、巖土體的天然容重。

滑坡推力計算如下：

式中：Ks ：推力計算安全系數(shù)；Pi ：為第i條塊的推力（KN/m）；Pi-1：第i-1條塊的剩余下滑力（KN/m）。

2.3穩(wěn)定性計算結果

（1）滑坡穩(wěn)定性分析成果。按照上述工況及方法進行滑坡穩(wěn)定性計算，計算結果匯總于表3-3。根據計算結果，對滑坡進行穩(wěn)定性分析評價，將穩(wěn)定性劃分為四級：穩(wěn)定狀態(tài)分級：Fs<1.00 不穩(wěn)定；1.00

（2）滑坡剩余下滑推力計算成果。前已述及該滑坡防治工程級別為Ⅲ級，參照《滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范》（DZ/T0219-2006）表5，選取該滑坡防治工程設計安全系數(shù)如下：工況Ⅰ：自重，采用抗滑安全系數(shù)Ks=1.20；工況Ⅲ：自重+20年一遇暴雨，采用抗滑安全系數(shù)Ks=1.05工況Ⅳ：自重 + 地震，采用抗滑安全系數(shù)Ks=1.05

在穩(wěn)定性計算的基礎上，按照相關規(guī)范，采用傳遞系數(shù)法和上述對應工況的安全系數(shù)，進行滑坡剩余下滑推力計算。由上表可得滑坡在天然狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài)?；略诒┯隊顟B(tài)下滑坡推力比地震狀態(tài)大，因此取暴雨狀態(tài)下滑坡推力作為設計依據。暴雨狀態(tài)下縱剖面1-1處于不穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡推力為572.58kN/m；縱剖面2-2處于不穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡推力為862.69kN/m；縱剖面3-3處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡推力為69.59kN/m；縱剖面4-4處于不穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡推力為50.01kN/m。

2.4穩(wěn)定性綜合評價。通過采用折線滑動不平衡推力法對勘查區(qū)域內的滑坡進行穩(wěn)定系數(shù)及滑坡推力計算，可以得出如下結論：滑坡在工況Ⅰ（自重）條件下，為穩(wěn)定狀態(tài)；在工況Ⅲ（自重+暴雨）條件下，為不穩(wěn)定狀態(tài)；在工況Ⅳ（自重+地震）條件下，為不穩(wěn)定狀態(tài)?；麦w在降雨條件下，隨著雨水入滲，滑帶抗剪強度急劇下降，下滑力增大，抗滑力減小，滑坡穩(wěn)定性大大降低；本次滑坡穩(wěn)定性計算已進一步驗證了當前狀態(tài)。

3防治措施建議

根據澧縣道河街滑坡的勘查成果和前述分析，在充分掌握滑坡影響因素、穩(wěn)定性狀況以及危害對象等的基礎上，結合滑坡區(qū)破壞模式，對滑坡建議主要采用以下措施進行治理：（1）地表截排水：攔截滑坡上部山坡匯水，排除場平區(qū)及房前屋后地表水；（2）削坡卸荷工程：對滑坡中上部滑體土進行削坡卸載，減少滑坡體方量； （3）錨桿格構梁工程：設置于滑坡推力較大的滑坡區(qū)域中后部；（4）擋土墻工程：設置于滑坡推力較小的滑坡區(qū)域前緣坡腳；（5）監(jiān)測工程：建立專業(yè)監(jiān)測與群測群防相結合的立體監(jiān)測網和簡易監(jiān)測點相結合的方式，監(jiān)測滑坡的變形動態(tài)。

結論與建議。（1）道和街滑坡屬小型土質滑坡，本次計算運用傳遞系數(shù)法開展滑坡穩(wěn)定性系數(shù)及剩余下滑推力計算，計算結果與滑坡實際變形狀態(tài)相符。（2）滑坡建議采取“地表截排水溝+擋土墻+錨桿格構梁+擋土墻工程+監(jiān)測工程”的綜合治理方案，達到消除滑坡隱患，優(yōu)化人居環(huán)境的目標。（3）工程案列對此類型滑坡穩(wěn)定性計算的參考與借鑒價值。

參考文獻

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