牽引式滑坡成因機(jī)制分析及治理措施

黃義佳

（廣東省有色金屬地質(zhì)局九三二隊(duì)，廣東韶關(guān)512000）

1 滑坡體基本特征

滑坡區(qū)位于韶關(guān)市曲江區(qū)蒼村水庫(kù)防汛公路，距離蒼村水庫(kù)管理處約500m路段的山坡上，該滑坡規(guī)模類型為淺層小型滑坡，滑坡體總高度約25m，寬約40~52m，長(zhǎng)約72m，厚度約6~8m，滑坡體體積約26000m3，滑坡前緣坡腳地面及坡體局部已有隆起現(xiàn)象；中部山坡已建防汛公路受滑坡地質(zhì)災(zāi)害影響已經(jīng)出現(xiàn)斷開(kāi)、沉降、錯(cuò)位；坡頂滑坡后緣出現(xiàn)明顯的后緣平臺(tái)及陷落斷壁?；卢F(xiàn)暫處于欠穩(wěn)定—基本穩(wěn)定狀態(tài)，但在遇到連續(xù)性強(qiáng)降雨等極端天氣，易再次發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)防汛公路、水庫(kù)管理處人員及坡腳村民造成較大的威脅。

2 滑坡工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

自然山體屬丘陵地貌，總的地勢(shì)為北東高南西低?；聟^(qū)高差較大，局部地段地勢(shì)較陡，地形坡度多為10°~25°，山腳陡坎處可達(dá)40°~60°。場(chǎng)地范圍地面標(biāo)高為95~120m，最大高差約為25m。山體現(xiàn)狀主要為防汛公路及林地果園等，總體植被較發(fā)育，山腳因當(dāng)?shù)剞r(nóng)民開(kāi)挖山體平整作為果園菜地?；潞缶壋霈F(xiàn)明顯擦痕的滑坡壁，防汛公路外側(cè)已滑動(dòng)下沉，滑坡現(xiàn)狀坡現(xiàn)暫處于欠穩(wěn)定—基本穩(wěn)定狀態(tài)。

2.2 滑坡巖土工程地質(zhì)特征

滑坡勘察場(chǎng)地巖土層為上覆第四系坡積土和殘積土，下伏基巖為石炭系下統(tǒng)孟公坳組（C1ym）石灰?guī)r。第四系坡積土（Qdl）和第四系（Qel）殘積土主要為粉質(zhì)粘土，呈棕黃色、黃色，可塑，主要成分為粉粘粒，局部含大量風(fēng)化角礫，土體均勻性較好，在埋深約6~8m處可見(jiàn)較為松散夾風(fēng)化角礫的粉質(zhì)粘土，推測(cè)為滑坡滑動(dòng)面。坡積土該層分布于山坡表層中，全場(chǎng)分布，層厚4.10~14.60m。殘積土該層分布于山坡坡體中部，為主要土層，層厚3.60~17.10m。鉆孔揭露微中風(fēng)化—微風(fēng)化灰?guī)r，呈灰色、灰白色，微晶結(jié)構(gòu)，厚層構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀為90°∠25°，主要礦物成分為方解石、白云石，節(jié)理裂隙較發(fā)育，裂隙面充填白色方解石脈，巖芯較破碎—較完整，多呈短—長(zhǎng)柱狀，巖質(zhì)較硬，部分鉆孔揭露到有溶洞現(xiàn)象，充填軟塑狀粉質(zhì)粘土。

2.3 滑坡水文地質(zhì)特征

滑坡區(qū)內(nèi)地下水主要有兩種賦存方式：一是第四系土層孔隙水；二是基巖巖溶裂隙水。孔隙水賦存于第四系坡殘積粉質(zhì)粘土中，透水性較差，其中坡積土滲透性相對(duì)殘積土較好，地下水的補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降水，動(dòng)態(tài)變化大，徑流途徑短；巖溶裂隙水賦存于基巖裂隙及巖溶帶中，富水性中等，由上覆土層中的孔隙水滲透直接補(bǔ)給和臨近區(qū)域基巖巖溶裂隙水側(cè)向補(bǔ)給，巖溶裂隙水具有微承壓性。水量的大小和徑流條件受地質(zhì)構(gòu)造、節(jié)理裂隙及巖溶發(fā)育程度控制?？辈閳?chǎng)地鉆孔水位埋深5.60~8.40m，基本上和推測(cè)滑動(dòng)面深度一致。場(chǎng)地地下水徑流和滑坡體滑動(dòng)同一方向，對(duì)滑坡形成有一定的促進(jìn)作用。

3 滑坡變形破壞特征及成因機(jī)制

3.1 滑坡變形破壞特征

山體邊坡為原始自然山坡，坡面植被較茂盛，由于受到持續(xù)強(qiáng)降雨影響，土體吸水飽和，在重力作用下發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害。該滑坡規(guī)模類型為淺層小型滑坡，滑坡體總高度約25m，寬約40~52m，長(zhǎng)約72m，厚度約6~8m，滑坡體體積約26000m3，滑坡前緣坡腳地面及坡體局部已有隆起滑動(dòng)現(xiàn)象，形成滑坡鼓丘；中部山坡已建防汛公路受滑坡地質(zhì)災(zāi)害影響已經(jīng)出現(xiàn)斷開(kāi)、沉降、錯(cuò)位，形成高約2.2~3.5m的垂直陡坎，原有防汛公路內(nèi)側(cè)水溝出現(xiàn)0.05~0.2m寬的裂縫；坡頂滑坡后緣出現(xiàn)明顯的滑坡壁和滑坡臺(tái)階，滑坡壁高約1.2~2.0m，滑坡臺(tái)階拉張裂縫和剪切裂縫寬約0.1~0.3m。依據(jù)現(xiàn)有調(diào)查資料及滑坡現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)滑坡特征現(xiàn)象，推測(cè)滑裂面方位約230°。組成滑坡體的土體主要為坡積粉質(zhì)粘土，滑坡現(xiàn)暫處于欠穩(wěn)定—基本穩(wěn)定狀態(tài)，但在遇到連續(xù)性強(qiáng)降雨等極端天氣，易再次發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

3.2 滑坡變形成因分析

防汛公路滑坡的成因與地形地貌、邊坡土體特征、大氣降雨及人類工程活動(dòng)等密切相關(guān)。

（1）地形地貌：滑坡區(qū)為丘陵地貌，總體地形坡度為10°~25°，地形高差相對(duì)較大，坡腳因當(dāng)?shù)卮迕耖_(kāi)挖后坡度可達(dá)40°~60°，山體前緣地形開(kāi)闊，形成下陡中緩上陡易產(chǎn)生滑坡的有利地形。

（2）邊坡巖土體特征：滑坡所處地帶山坡上的巖土體表層為坡積土夾風(fēng)化角礫的粉質(zhì)粘土層，在6~8m深度揭露到土質(zhì)較為松散的粉質(zhì)粘土。坡積粉質(zhì)粘土夾大量風(fēng)化角礫，孔隙率相對(duì)較大，滲透性相對(duì)殘積土較好，有利于地表水入滲存留在坡積土導(dǎo)致土體飽和軟化。

（3）人類工程活動(dòng)是滑坡地質(zhì)災(zāi)害形成的主導(dǎo)因素，前期山坡坡腳因當(dāng)?shù)卮迕耖_(kāi)挖造成坡腳失穩(wěn)，破壞邊坡穩(wěn)定性，使坡體下部失去支撐而發(fā)生牽引式下滑，為滑坡地質(zhì)災(zāi)害的形成提供了空間條件。

（4）降雨是滑坡地質(zhì)災(zāi)害形成的誘發(fā)因素，當(dāng)?shù)叵募颈┯觐l繁，降雨易使坡體處于飽水狀態(tài)，增加了滑坡體自重，降低了土層抗剪強(qiáng)度，并且雨水沿裂縫滲入邊坡體，浸潤(rùn)了滑動(dòng)面，加快了滑坡體的變形滑動(dòng)速度。

3.3 滑坡變形成因機(jī)制

本次滑坡為淺層土質(zhì)滑坡，該滑坡形成過(guò)程經(jīng)歷了4個(gè)階段：蠕動(dòng)變形階段、急劇變形階段、滑動(dòng)階段、逐漸穩(wěn)定階段[4]?；伦冃沃饕捎诋?dāng)?shù)卮迕耖_(kāi)挖坡腳，造成山體邊坡失穩(wěn)，破壞了邊坡穩(wěn)定性，使坡體下部失去支撐而發(fā)生帶動(dòng)上部土體形成牽引式滑移，造成坡體后緣形成拉裂面，并不斷加深和展寬，兩側(cè)翼出現(xiàn)斷續(xù)剪切裂縫，表層坡積粉質(zhì)粘土在連續(xù)降雨入滲吸水飽和軟化，土體自重不斷增加，抗剪強(qiáng)度不斷降低，拉張裂縫和剪切裂縫不斷加深和展寬，滑裂面不斷發(fā)展和相互貫通，造成土體下滑力顯著增大，抗滑力顯著降低，邊坡土體沿滑動(dòng)面向前緣滑動(dòng)破壞形成滑坡?；滦纬芍鲗?dǎo)因素是開(kāi)挖坡腳，從屬因素是工程地質(zhì)條件，誘發(fā)因素主要是連續(xù)的強(qiáng)降雨作用。

4 滑坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)

4.1 定性評(píng)價(jià)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)調(diào)查和滑坡變形破壞跡象，滑坡已由滑動(dòng)階段趨向逐漸穩(wěn)定階段，判定坡體在天然狀態(tài)為基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨?duì)顟B(tài)下處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

4.2 定量評(píng)價(jià)

滑坡采用GEO5軟件進(jìn)行分析計(jì)算，采用Bishop法進(jìn)行穩(wěn)定性分析[5]，綜合分析滑坡的形成條件和誘發(fā)因素，確定采用兩種工況進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。工況Ⅰ：自重（天然狀態(tài)）；工況Ⅱ：自重+暴雨（飽和狀態(tài)）。邊坡穩(wěn)定性計(jì)算主要物理力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 主要物理力學(xué)參數(shù)

通過(guò)邊坡穩(wěn)定性計(jì)算，根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（GB/T 32864-2016），在天然工況下穩(wěn)定性系數(shù)為1.105，滑坡體基本穩(wěn)定；暴雨工況下，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)Fs=0.962＜1，滑坡體不穩(wěn)定。在連續(xù)強(qiáng)降雨影響下，滑坡坡體可能再次發(fā)生滑坡變形破壞。

5 滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理措施

根據(jù)“科學(xué)有據(jù)，技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠”的滑坡治理原則[6]，本工程擬采用“抗滑樁+擋土墻+截排水溝+填塞裂縫夯實(shí)地面+變形監(jiān)測(cè)”綜合治理措施，滑坡治理剖面示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 滑坡治理剖面示意圖（單位：mm）

（1）在滑坡中下部即防汛公路外側(cè)布置一排抗滑樁進(jìn)行支擋加固，抗滑樁樁芯距1.80m，樁長(zhǎng)為17.50m，樁徑1.20m，擬布置33根抗滑樁，抗滑樁樁頂設(shè)置一道冠梁，并加固回填抗滑樁施工平臺(tái)區(qū)域，有效提高滑坡抗滑力，保證了滑坡體整體穩(wěn)定性。

（2）滑坡前緣設(shè)置鋼筋砼擋土墻，長(zhǎng)52m，高2.5m，下底寬1.5m，上底寬0.8m，基礎(chǔ)埋深約1m，進(jìn)一步提高滑坡抗滑力，保證了滑坡整體穩(wěn)定性。

（3）在滑坡周界外圍修建斷面尺寸為0.6m×0.6m截水溝，同時(shí)恢復(fù)防汛公路內(nèi)側(cè)被破壞的排水溝，并在滑坡體前緣設(shè)置滲溝疏干，保證山坡坡面地表水排泄，排出滑坡體外。

（4）在防汛公路至滑坡后緣段整平地表，填塞滑坡裂縫，夯實(shí)松動(dòng)地面，避免地表水直接入滲滑裂面，以防遇上連續(xù)性暴雨天氣再次造成滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

（5）在滑坡坡頂及中部道路設(shè)置沉降位移長(zhǎng)期觀測(cè)點(diǎn)和抗滑樁樁身位移觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)邊坡動(dòng)態(tài)變化；并對(duì)滑坡周圍進(jìn)行定期巡查，禁止所有影響滑坡土體穩(wěn)定的工程開(kāi)挖及施工等。

6 結(jié)語(yǔ)

（1）該滑坡為一典型的牽引式滑坡，發(fā)生滑坡的內(nèi)因主要為地形地貌、地層巖性、邊坡巖土體特性等，外因主要有大氣降水以及人類工程活動(dòng)等。防汛公路滑坡形成主導(dǎo)因素是開(kāi)挖坡腳，從屬因素是工程地質(zhì)條件，誘發(fā)因素主要是連續(xù)的強(qiáng)降雨作用。

（2）滑坡體前緣形成臨空面，破壞了坡體原有的應(yīng)力狀態(tài)，在大氣降水等外界條件的影響下，雨水滲入土體，降低土體的抗剪強(qiáng)度，坡體不穩(wěn)定，隨后滑坡后部在前緣的牽引下發(fā)生變形，即為常見(jiàn)的牽引式滑坡[7]。

（3）滑坡治理設(shè)計(jì)中，根據(jù)滑坡特點(diǎn)并結(jié)合地形條件，可在保護(hù)對(duì)象下方設(shè)置鋼筋砼抗滑樁，在滑坡體前緣設(shè)置鋼筋砼擋土墻，在滑坡體后緣沿著滑坡周界設(shè)置截排水溝導(dǎo)流地表水，有效提高滑坡體的整體穩(wěn)定性。