貴州省黎平縣某滑坡穩(wěn)定性分析

龍 正 譚

(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一0一地質(zhì)大隊，貴州 凱里 556000)

1 工程概況

該滑坡位于貴州省黔東南州黎平縣雙江鎮(zhèn)高速出口南側(cè)1.1 km處，滑坡前緣坡腳為黔東南州南部片區(qū)生活垃圾焚燒發(fā)電項目建設(shè)用地，建設(shè)場地西側(cè)為坡度30°～45°的自然斜坡，項目規(guī)劃設(shè)計場平標(biāo)高為318.00 m，規(guī)劃開挖方案為：自場平標(biāo)高318.00 m起黏土和強風(fēng)化層按1∶1.25的坡比放坡，中風(fēng)化板巖按1∶0.84(中風(fēng)化巖層面)的坡比放坡，共分9階，第1階～第6階每階垂直高度為10.0 m，第7階～第9階每階垂直高度為8.0 m，每兩階之間設(shè)置2.0 m寬馬道。

2020年6月份，業(yè)主方委托土石施工方對該場地進(jìn)行場平開挖，開挖垂直高度約為40 m時(至規(guī)劃設(shè)計第五級邊坡)，由于開挖的高陡邊坡不及時支護(hù)，2020年6月28日，在強降雨影響下，邊坡產(chǎn)生變形，受變形的影響，前緣黔東南州南部片區(qū)生活垃圾焚燒發(fā)電項目被迫停工，一旦斜坡產(chǎn)生滑移，將造成建設(shè)項目建設(shè)場地不可利用，建設(shè)項目無法實施。

2 滑坡基本特征及類別

2.1 滑坡地形地貌

滑坡區(qū)地貌上屬侵蝕低山溝谷地貌，地形切割較大，坡度較陡，總體地形西北高、東南低，位于一東向斜坡中下部，地形坡度為35°～50°，斜坡坡腳局部受人工切方作用，形成已切方斜坡，切方斜坡坡高5 m～73.0 m，勘查區(qū)地面高程為318.00 m～440.00 m，相對高差為122.00 m。受人類農(nóng)耕、建筑開挖等影響，微地貌主要為陡坡和平臺，斜坡上主要為耕地、林地(見圖1)。

2.2 滑坡空間形態(tài)

根據(jù)滑坡所處的微地貌特征、坡體現(xiàn)狀變形特征、運動趨勢等最終確定滑坡的邊界[1]。該滑坡位于一東北向斜坡中下部，前緣開挖陡坎，導(dǎo)致基巖出露，基巖出露區(qū)未發(fā)現(xiàn)變形破壞跡象，整體較穩(wěn)定，故前緣以基巖出露區(qū)為界。斜坡后緣有相對平緩的平臺，平臺上有張拉裂縫，故后緣以張拉裂縫為界。南側(cè)和北側(cè)均為自然沖溝，兩沖溝均未發(fā)現(xiàn)變形破壞跡象，故南北側(cè)均以沖溝為界?；缕矫嫘螒B(tài)呈東西向扇形，滑坡斜長約200 m，最寬處位于滑坡中下部寬約為100 m ，最窄處位于滑坡后緣寬約為80 m，面積為1.8×104m2?；麦w厚8.6 m～20.6 m，平均厚度15.4 m。體積3.4×105m3，屬淺層中型滑坡，滑坡主滑方向63°(見圖2)。

2.3 滑坡物質(zhì)組成

滑體由灰褐色、灰黃色的含碎石黏土組成。碎石含量約20%，碎石成分為強—中風(fēng)化板巖，粒徑0.2 cm～4 cm，棱角狀，內(nèi)部黏土填充。滑坡體厚8.6 m～20.6 m，平均厚度15.4 m?；瑤е饕獮楹槭ね炼巍；驳貙訛榍喟卓谙登逅M(Qbq)板巖。

2.4 滑坡巖土物理力學(xué)性質(zhì)

通過取樣試驗并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗，滑坡各巖土層物理力學(xué)指標(biāo)取值見表1。

表1 巖土體物理力學(xué)參數(shù)及結(jié)構(gòu)面參數(shù)

3 水文地質(zhì)條件

地表水主要為東側(cè)溪溝水及農(nóng)田、魚塘蓄水。溪溝水調(diào)查期間量0.93 L/s，據(jù)訪，雨季時流量增大，暴雨時可形成短時洪流。地下水類型主要為第四系松散層孔隙水和少量基巖風(fēng)化裂隙水。地下水主要受大氣降雨及溪溝水補給，沿基巖面排向溪溝。

4 滑坡變形機制分析

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，綜上特征分析，滑坡上覆含碎石黏土與下伏強風(fēng)化板巖接觸面傾角較大，含碎石黏土層沿巖土接觸面發(fā)生折線滑移[2]的可能性較大；下伏強風(fēng)化板巖巖層層面與斜坡坡向為順向關(guān)系，巖體易沿巖層層面發(fā)生順層滑移。從該滑坡的變形特征與產(chǎn)生的現(xiàn)象并結(jié)合環(huán)境地質(zhì)條件的綜合分析，滑坡形成成因主要有以下因素。

4.1 形成因素

1)地形地貌。

滑坡所在斜坡地形坡度較大，坡度一般30°～45°，較陡的地形為斜坡的變形提供了動力條件。

2)地層巖性。

滑坡上覆含碎石黏土，結(jié)構(gòu)松散、孔隙度較高，易飽水軟化，同時，下伏強風(fēng)化板巖為相對隔水層，降水在巖土分界面往地勢低洼處匯流，一方面軟化巖土分界面，另一方面形成了動水壓力，進(jìn)一步降低巖土分界面的抗剪強度。

4.2 誘發(fā)因素

滑坡變形的誘發(fā)因素為暴雨作用和人類工程活動。

1)暴雨作用。暴雨是誘發(fā)滑坡變形破壞的主要因素之一[3]。在強降雨等不利條件下，降水一方面對潛在滑坡體造成侵蝕破壞，造成潛在滑坡體飽水軟化，抗剪強度降低；另一方面，地表水下滲形成地下水，沿巖土分界面形成面流，并向低洼處匯流，造成滑移面飽水軟化，抗剪強度降低，同時，地下水面流形成的動水壓力進(jìn)一步增大了滑體的下滑力。

2)人類工程活動。工程活動主要表現(xiàn)為黔東南州南部片區(qū)生活垃圾焚燒發(fā)電項目建設(shè)過程中對斜坡前緣進(jìn)行切方開挖，形成了高陡切方邊坡，且未對該高陡邊坡進(jìn)行支護(hù)，改變了斜坡潛在應(yīng)力分布，形成了有利剪出口，對潛在滑坡體滑動變形破壞提供了有利條件。

綜上所述，滑坡發(fā)生變形破壞是自然因素和人類工程綜合作用導(dǎo)致。

5 滑坡穩(wěn)定性分析評價

5.1 模型與工況

從滑坡變形情況、勘查資料和分析剖面可看出，滑坡主要為第四系坡積層滑動，滑動面為巖土接觸面，總體呈折線型，按GB 50330—2013建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范附錄A.0.3，上部含碎石黏土采用折線行滑動法。

該斜坡的巖層面產(chǎn)狀為100°∠51°，與滑坡主滑方向呈斜交外傾關(guān)系，下部強至中風(fēng)化板巖可能沿該層面產(chǎn)生順向滑動，按GB 50330—2013建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范附錄A.0.2，下部強至中風(fēng)化板巖采用折線行滑動法。

根據(jù)GB 50330—2013建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范表3.2.1，邊坡高度大于30 m，滑坡地質(zhì)災(zāi)害防治工程等級為Ⅰ級。

工況Ⅰ：自重，設(shè)防安全系數(shù)1.35(設(shè)計工況)；

工況Ⅱ：自重+暴雨+地下水(暴雨狀態(tài))，設(shè)防安全系數(shù)1.10；

根據(jù)表1確定的計算參數(shù)和計算模型對各條塊對災(zāi)害體在工況Ⅰ、工況Ⅱ?qū)Ω骰逻M(jìn)行整體穩(wěn)定性計算。

5.2 穩(wěn)定性定量評價

1)上部含碎石黏土。

滑坡潛在滑體上無外加荷載?？辈閰^(qū)地下水埋藏較深，可不考慮地下水的作用，取單位寬度的總水壓力U=0?？辈閰^(qū)地震基本烈度值6度，不計水平地震力的影響，地震加速度取0。計算公式見GB 50330—2013建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范附錄A.0.2，計算模型見圖3，圖4，計算結(jié)果見表2。

表2 滑坡穩(wěn)定性計算統(tǒng)計表

2)下部強至中風(fēng)化板巖順層滑移穩(wěn)定性驗算。

本次采用半定量方法驗算下部強至中風(fēng)化板巖順層滑移穩(wěn)定性，驗算如下：

根據(jù)平面滑移法公式：

根據(jù)三角函數(shù)公式，可得：

其中，d為中風(fēng)化板巖平均厚度；γ為重度，中風(fēng)化板巖重度γ=26.8 kN/m3；α為取巖層層面視傾角50°。

中風(fēng)化巖層面放坡開挖，處于穩(wěn)定狀態(tài)。

6 防治建議方案

飽水時，滑坡穩(wěn)定系數(shù)Ks=1.021，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡整體處于蠕變狀態(tài)[6]。設(shè)計支擋結(jié)構(gòu)剩余下滑力取值815.25 kN/m。建議防治方案按照放坡清除部分+錨索(錨桿)+格構(gòu)梁+坡頂截水溝的方案進(jìn)行。

7 結(jié)論

1)滑坡發(fā)育于上部含碎石黏土中，其形成和發(fā)展受降雨水控制明顯。由于不合理的開挖(開挖過陡)，使斜坡應(yīng)力失衡，這是誘發(fā)滑坡的主要因素。強降雨是加劇和加深滑坡的關(guān)鍵。

2)本文用傳遞系數(shù)法對穩(wěn)定性進(jìn)行了分析計算，計算結(jié)果表明，該滑坡受暴雨作用較明顯，在暴雨下中淺層滑坡安全系數(shù)接近臨界值，整個滑坡將處于欠穩(wěn)定或不穩(wěn)定狀況。

3)針對滑坡體建立完善的網(wǎng)狀排水系統(tǒng)，且排水系統(tǒng)間應(yīng)相對獨立、互不干擾，防止因一處破壞而導(dǎo)致大面積排水失效，采用加強植被的方法加固地表，是有效處理滑坡的手段之一。治理滑坡最主要的手段就是設(shè)計并施加錨索+格構(gòu)梁，建議對滑坡推力作進(jìn)一步的核算，并與土壓力進(jìn)行計算對比，按不利情況設(shè)計。對滑坡進(jìn)行動態(tài)設(shè)計和信息化施工，并建立險情預(yù)警、預(yù)報工作系統(tǒng)，這樣將會收到事半功倍的效果。