壽佛寺滑坡成因機(jī)制分析及防治措施

鐘林君

(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四○二隊(duì)，湖南 長(zhǎng)沙 410000)

1 滑坡概況

資興市位于湖南省東南部、湘江流域耒水的上游,羅霄山脈西麓。每年進(jìn)入雨季，連日暴雨，地質(zhì)環(huán)境更加惡化,都會(huì)造成當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)大量的滑坡、泥石流，其中資興市東江鎮(zhèn)壽佛寺居民安置區(qū)滑坡就是眾多重大地質(zhì)災(zāi)害隱患之一。

滑坡位于資興市東江鎮(zhèn)壽佛寺南側(cè)約150 m處，交通便利；地貌形態(tài)以山地為主，丘、崗平地交錯(cuò)，地表起伏不大，地勢(shì)北東高西南低，高差較為明顯。滑坡的西側(cè)、東側(cè)邊界均以下錯(cuò)的陡坎為界。滑坡縱長(zhǎng)128 m，平均寬83 m，前緣高程163 m，后緣高程185 m，相對(duì)高差22 m，滑體平均厚度為5 m，滑坡物質(zhì)成分為第四系全新統(tǒng)殘坡積粉質(zhì)黏土，滑面為巖土交界面，滑坡體積約為18 900 m3，為小型土質(zhì)滑坡。滑坡一直處在蠕滑變形階段，局部已經(jīng)處于變形加速階段?；禄鶐r為石灰?guī)r，為相對(duì)隔水層，地表水下滲后富集在土巖交界面，水量不斷富集、運(yùn)移，基巖界面土體抗剪強(qiáng)度不斷降低，形成軟弱滑帶，使滑體沿基巖界面產(chǎn)生滑動(dòng)。在降雨(尤其是暴雨)等因素作用下，滑坡可能發(fā)生更大的滑移，嚴(yán)重威脅滑坡體下方居民生命和財(cái)產(chǎn)安全?；挛：?duì)象為坡下8棟房屋、門(mén)面12間、居民15戶80余人以及一條通往壽佛寺的村道，滑坡一旦失穩(wěn)，潛在經(jīng)濟(jì)損失約1 200萬(wàn)元，治理刻不容緩。

2 滑坡基本工程地質(zhì)條件

場(chǎng)地位于壽佛寺東南面，場(chǎng)地原始地貌類(lèi)型屬丘陵地貌，處在山坡與谷地相連接的部位，經(jīng)機(jī)械開(kāi)挖整平，形成相對(duì)高差約22 m的西低東高斜坡，坡度約35°。

滑坡區(qū)基巖為石炭系石灰?guī)r，灰褐色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造。覆蓋層主要為殘坡積，巖性為紅褐色粉質(zhì)黏土，厚度一般8.5～11.2.m，稍濕～濕，硬塑～可塑，結(jié)構(gòu)較緊密，由石灰?guī)r風(fēng)化殘積形成。

場(chǎng)地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)大的斷裂構(gòu)造通過(guò)，場(chǎng)地的區(qū)域穩(wěn)定性相對(duì)較好?；聟^(qū)的水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單，地下水的補(bǔ)給主要為大氣降水和東部區(qū)域的基巖裂隙潛水。殘積粉質(zhì)黏土分布廣泛，具有弱透水性，淺部土層中含弱孔隙水，局部存在上層滯水；場(chǎng)地地下水主要為碳酸鹽巖巖溶裂隙水，賦存于滑床的基巖風(fēng)化巖溶裂隙中，富水性較弱，且沿巖層走向或巖溶裂隙變化較大。大氣降水通過(guò)粉質(zhì)黏土層沿層面呈側(cè)向運(yùn)動(dòng)，在場(chǎng)地西部的低洼處流出，形成間歇性的地表水流。基巖裂隙潛水受地形控制明顯，由東向西呈側(cè)向徑流，在場(chǎng)地西部以滲透水或濕地形式出露地表。

3 滑坡變形破裂跡象及形成機(jī)制分析

3.1 滑坡變形破裂跡象

滑坡坡面總體坡度30°～35°，中、前部較陡后部相對(duì)較緩。進(jìn)入雨季，出現(xiàn)了較大范圍的變形破裂跡象，上部殘坡積松散地層發(fā)生滑移變形。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，坡體中部和后緣出現(xiàn)了較多的縱、橫向的拉張裂縫，裂縫長(zhǎng)度一般10～25 m不等，最長(zhǎng)可達(dá)30 m，裂縫寬5～40 cm，可見(jiàn)深度普遍5～15 cm。局部裂縫有下錯(cuò)現(xiàn)象，力學(xué)性質(zhì)上主要有拉張裂縫和剪切裂縫兩大類(lèi)。在降水入滲等作用的影響下，裂縫變形有進(jìn)一步加劇之勢(shì)，原有裂縫不斷延伸變寬，且新增部分裂縫，滑坡前緣及后緣產(chǎn)生了局部滑塌，滑塌造成滑坡體前端的擋土墻破壞。

3.2 形成機(jī)制分析

(1)滑坡區(qū)地形平面呈舌狀，后緣有圈椅狀陡坎，兩側(cè)為下錯(cuò)陡坎，整個(gè)地勢(shì)向滑坡區(qū)傾斜，形成面積約0.15 km2的匯水區(qū)；剖面呈臺(tái)階狀，滑坡區(qū)坡度較緩，坡體植被破壞嚴(yán)重，排水不暢，為滑坡的形成提供了良好的條件。

(2)滑坡區(qū)覆蓋層為殘坡積粉質(zhì)黏土，稍濕～濕，其下基巖為石灰?guī)r，滑坡體上水體滲透至基巖面處富集，水量不斷富集、運(yùn)移，基巖界面土體抗剪強(qiáng)度不斷降低，形成軟弱滑帶，使滑體沿基巖界面產(chǎn)生滑動(dòng)。

(3)滑坡前緣既有兩級(jí)擋土墻多處產(chǎn)生了局部垮塌及錯(cuò)位，坡腳的阻抗降低。

4 滑坡穩(wěn)定性分析及防治工程

4.1 滑坡穩(wěn)定性分析

資興市東江鎮(zhèn)壽佛寺居民安置區(qū)滑坡計(jì)算剖面按照滑動(dòng)方向選取，采用傳遞系數(shù)法進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和推力計(jì)算，滑帶土力學(xué)參數(shù)采用室內(nèi)實(shí)驗(yàn)以及反演分析進(jìn)行確定，計(jì)算工況按天然、暴雨兩種考慮。

(1)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算成果表

(2)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)定性判斷，壽佛寺居民安置區(qū)滑坡在暴雨過(guò)程中已經(jīng)發(fā)生過(guò)較大的變形，坡表產(chǎn)生了變形破裂跡象，在坡體中部和后緣發(fā)育較多的縱向剪切裂縫和橫向拉裂縫，前緣擋土墻部分出現(xiàn)了嚴(yán)重的破壞變形，地面有隆起現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘和調(diào)查分析判斷，天然狀態(tài)下，壽佛寺居民安置區(qū)滑坡尚處于穩(wěn)定狀態(tài)，但在暴雨工況下可能失穩(wěn)或處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，因此，計(jì)算結(jié)果與滑坡體現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際定性判斷基本吻合。

4.2 滑坡推力計(jì)算

為了取得整治滑坡的依據(jù)，除了對(duì)滑坡的各種性質(zhì)需有足夠的認(rèn)識(shí)之外，還必須對(duì)設(shè)置工程的部位給出一個(gè)比較接近實(shí)際的定量數(shù)據(jù)，這就必須進(jìn)行滑坡推力計(jì)算。本次滑坡推力計(jì)算采用的是規(guī)范規(guī)定的剩余下滑力傳遞法。將滑動(dòng)方向和速度大體一致的滑體視為一個(gè)計(jì)算單元，在順滑動(dòng)主軸方向的地質(zhì)縱斷面上按滑面的產(chǎn)狀、巖土性質(zhì)及地面轉(zhuǎn)折點(diǎn)劃分為若干地質(zhì)條塊，由后向前計(jì)算各條塊分界面上的剩余下滑力，即是該部位的滑坡推力，最后一塊的剩余下滑力就是整個(gè)滑坡的下滑力。

治理工程支擋結(jié)構(gòu)位置處的滑體剩余下滑推力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 治理工程支擋結(jié)構(gòu)位置處滑坡推力計(jì)算結(jié)果(單位：kN/m)

所以進(jìn)行支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，以F=277.2 kN/m作為設(shè)計(jì)荷載。

4.3 防治工程

地質(zhì)災(zāi)害治理工程的設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹安全、合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)原則，在保證安全和正常使用的前提下，尋求方便施工、對(duì)環(huán)境影響小、最經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式。從技術(shù)可行性、施工難易程度與經(jīng)濟(jì)性比選，推薦滑坡治理方案為：“抗滑樁+截排水+裂縫封填+人字形骨架護(hù)坡+加固處理已建擋墻”。選取277.2 kN/m作為設(shè)計(jì)推力進(jìn)行抗滑樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

5 結(jié)論

(1)壽佛寺滑坡為小型推移式土質(zhì)滑坡，其威脅對(duì)象為坡下8棟房屋、門(mén)面12間、居民15戶80余人以及一條通往壽佛寺的村道，潛在經(jīng)濟(jì)損失約1 200萬(wàn)元，本次滑坡危害對(duì)象等級(jí)為Ⅲ級(jí)，地質(zhì)條件復(fù)雜程度為中等。

(2)通過(guò)本次勘查和穩(wěn)定性計(jì)算分析可知：天然狀態(tài)下，滑坡尚處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但在工況2(暴雨工況)下可能失穩(wěn)或處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

(3)滑坡變形較為劇烈，根據(jù)穩(wěn)定性計(jì)算分析可知：滑坡在工況2(暴雨工況)下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，在未來(lái)暴雨條件下，很可能進(jìn)一步發(fā)生較大規(guī)模的崩滑或滑坡災(zāi)害，需采取適當(dāng)?shù)闹卫砉こ檀胧?/p>

(4)可采取“抗滑樁+截排水+裂縫封填+人字形骨架護(hù)坡+加固處理已建擋墻”等措施對(duì)滑坡進(jìn)行治理。