城步縣某老堆積體滑坡特征及處治

周治釗　向志坤　田明錦　駱偉

摘 要：本文以城步縣某老堆積體滑坡為例，通過地質(zhì)勘察、室內(nèi)試驗(yàn)及數(shù)值模擬的手段判別了滑坡的類型，分析了該滑坡堆積體的特征，提出了采用疏排地下水與支擋相結(jié)合的處治建議。

關(guān)鍵詞：老滑坡;松散堆積體;數(shù)值模擬;邊坡處治

中圖分類號：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1672-5603（2022）03-29-04

The Characteristics and Control Measures of An Old Landslide in Chengbu County

Zhou Zhizhao， Xiang Zhikun， Tian Mingjin， Luo Wei

（Hunan Provincial Communications Planning，Survey&Design Institute Co.Ltd.，Changsha Hunan 410219）

Abstract： Taking an old accumulation landslide in Chengbu county for example， the mode and the characteristics of the landslide are investigated based on geological exploration， laboratory test and numerical simulation， and the comprehensive treatment measures that drainage combine with supporting structure are put forward.

Keywords： old landslide; loose accumulation; numerical simulation; treatment measures of landslide

滑坡按發(fā)生年代可分為古滑坡，老滑坡，新滑坡，其中老滑坡指全新世以來發(fā)生滑動，現(xiàn)今整體穩(wěn)定的滑坡[1]。老滑坡在河流沖刷、地震效應(yīng)、工程開挖及暴雨等作用下穩(wěn)定性仍然受到影響，并可能整體復(fù)活，對人類生命及財(cái)產(chǎn)造成巨大損失[2]。在滑坡發(fā)育的地區(qū)，一些年代久遠(yuǎn)的老滑坡，由于滑坡地貌歷經(jīng)改造和破壞，極易被航判和地面踏勘漏判 [3]。老滑坡一般成因機(jī)理復(fù)雜，規(guī)模較大，防護(hù)及處治難度、費(fèi)用高，嚴(yán)重影響高速公路的建設(shè)和運(yùn)營。因此，如何準(zhǔn)確識別老滑坡工程地質(zhì)特征，提出經(jīng)濟(jì)合理的處治建議具有重大意義。

1 工程概況

城步至龍勝高速公路K51工點(diǎn)以填方路基的形式在斜坡體下部通過，路基填土高度約30 m。堆積體沿滑動方向長約320 m，垂直滑動方向長度約230 m，滑坡總方量約30×10⁴m³，屬中型滑坡。

2 滑坡體工程地質(zhì)特征

2.1 地形地貌

場地地貌上屬構(gòu)造剝蝕低山地貌，山間溝谷發(fā)育?；滤谏襟w海拔高程511～712.80 m，相對高差約200 m，滑坡前緣高程507～511 m，后緣高程640～661 m，地勢總體西高、東低，地形坡度總體呈“陡緩相間”的態(tài)勢（圖2）。坡體坡度一般12°～30°，最大可達(dá)55°?；露逊e體潛在滑動方向?yàn)?0°，下伏泥質(zhì)板巖傾向坡內(nèi)，屬于逆向坡（圖3）。

2.2 地層巖性

鉆探揭露坡體表層堆積體主要由含黏土碎石組成，局部夾塊石。碎石、塊石成分主要為強(qiáng)風(fēng)化板巖，含量約60%，余為黏土充填。滑坡前緣沿河溝發(fā)育區(qū)域斷層F35，受構(gòu)造影響，下伏基巖極破碎，呈碎裂狀，實(shí)測基巖產(chǎn)狀傾向坡內(nèi)，為逆向坡。

2.3 水文地質(zhì)特征

地表水主要為坡腳的小溪及農(nóng)田灌溉水。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，小溪在洪水期會上漲至坡腳附近，對坡腳有沖刷作用。堆積體現(xiàn)開墾為稻田，稻田由坡體上部引流的泉水進(jìn)行灌溉，表層長期積水?？辈炱趯?shí)測地下水穩(wěn)定水位埋深0.5～27.6 m不等，堆積體前緣水位位于坡體內(nèi)，后緣水位位于堆積體底部，水位線呈上陡下緩特征。堆積體前緣見管狀出水口（圖4），地下水異常符合滑坡堆積體的水文地質(zhì)特征[4]。

3 堆積體滑坡識別及成因分析

3.1 堆積體滑坡的識別

地貌上該滑坡堆積體圈椅狀地形不明顯，坡體均開墾為梯田，滑坡體未見明顯裂縫，極易漏判。但總體上該坡體呈上陡下緩的特征，滑坡體外兩側(cè)山坡覆蓋層厚度遠(yuǎn)小于滑坡堆積體厚度，同時坡腳河流明顯改道（圖2），這些地貌特征是滑坡體識別的判據(jù)之一?？辈熘胁捎昧烁呙芏入姺ㄟM(jìn)行探測，物探資料顯示在巖土結(jié)合部有明顯的低阻異常，說明土巖界線附近含水量較其它段要高，為軟弱面（圖5）。

坡體鉆孔在標(biāo)高521.0 m處揭露有卵石，標(biāo)高明顯大于河漫灘地面標(biāo)高510.0 m。附近區(qū)域在標(biāo)高520.0 m左右未揭露有卵石，證明該處因滑坡體覆蓋于河流高級階地上避免了卵石層被剝蝕，同時鉆孔揭露覆蓋層大部分密實(shí)性較好，已完成固結(jié)，因此判定該堆積體滑坡為老滑坡。

3.2 堆積體滑坡成因分析

堆積體滑坡所處山坡地形陡峭，上方山體局部坡度達(dá)60°，受區(qū)域斷層影響，巖體極破碎，巖體在風(fēng)化作用下易產(chǎn)生崩塌、碎落。當(dāng)崩積物達(dá)一定規(guī)模后在雨水、重力等作用下沿山體向下滑動，并帶動坡體破碎巖體下滑，從而形成堆積體滑坡地貌。

4 數(shù)值計(jì)算及模擬

4.1 滑動面的確定

郭鵬輝等[5]通過對相關(guān)文獻(xiàn)研究，基巖為泥灰?guī)r、頁巖、泥質(zhì)板巖等軟質(zhì)巖石的堆積體滑坡約82%沿土石分界面滑動。其原因是上述軟質(zhì)巖含泥量較高，易風(fēng)化成細(xì)顆粒，細(xì)顆粒在地下水的作用下易沿土石界面形成力學(xué)性質(zhì)較差的泥化層。

在本項(xiàng)目勘察中，先采用高密度電法的手段初查可能出現(xiàn)的軟弱面，然后嚴(yán)格按規(guī)范采用雙管單動的鉆探工藝進(jìn)行鉆探。物探成果及鉆探揭露的地層顯示土石界面處巖芯泥質(zhì)含量明顯要高于其它段，且含水量要大，從而確定本滑坡的潛在滑動面在土石界面處。

4.2 計(jì)算參數(shù)的選取

根據(jù)土工試驗(yàn)成果，統(tǒng)計(jì)得滑帶土的抗剪強(qiáng)度黏聚力標(biāo)準(zhǔn)值C為23.0KPa，內(nèi)摩擦角φ為18.5°;地下水水位根據(jù)連續(xù)暴雨期實(shí)測水位而得，可作為暴雨工況計(jì)算水位。

4.3 數(shù)值模擬

采用水土合算的方法，利用GEO5軟件進(jìn)行計(jì)算，暴雨工況下堆積體滑坡的穩(wěn)定系數(shù)為1.04，屬欠穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查，該堆積體滑坡未見明顯裂縫等變形跡象，僅滑坡前緣部分陡坎出現(xiàn)有局部垮塌現(xiàn)象，與計(jì)算所得欠穩(wěn)定狀態(tài)吻合，證明參數(shù)選取可靠。

根據(jù)地形、地層巖性、路基排水等綜合因素考慮，建議設(shè)計(jì)在滑坡堆積體中部采用排水廊道降低地下水，排水廊道建議設(shè)計(jì)高程524.0 m。當(dāng)?shù)叵滤唤抵僚潘鹊涝O(shè)計(jì)高程附近后計(jì)算得堆積體滑坡的安全系數(shù)Fs由之前的1.04提高到1.18。由此可見地下水的降低對邊坡的安全性提高效果顯著。

5處治建議

水文地質(zhì)條件惡化、坡腳開挖及外部荷載是誘發(fā)老滑坡重新滑動的主要因素，因此建議公路修建時采取以下措施：

（1）采取預(yù)加固措施，在路基右側(cè)設(shè)置抗滑樁加固坡體，路基以填方路基的形式在坡體下緣通過，路基底部建議采用透水性材料填筑。

（2）在滑坡體中部設(shè)置排水廊道降低地下水位;設(shè)置截水溝，將堆積體滑坡后緣及兩側(cè)的地表水排泄至坡體外。

（3）路基修筑時不宜大刷大挖，地表泥質(zhì)物清除后，地表水滲入補(bǔ)給會變強(qiáng)，對邊坡穩(wěn)定不利，邊坡開挖后應(yīng)及時做好坡面防水措施。

（4）坡腳應(yīng)做好防護(hù)措施，避免因水流沖刷而產(chǎn)生臨空面造成局部垮塌。

6 結(jié)論

通過鉆探結(jié)合物探、室內(nèi)試驗(yàn)及數(shù)值模擬的綜合手段對該堆積體滑坡進(jìn)行研究得出以下結(jié)論：

（1）老滑坡大部分變形跡象不明顯或未變形，且多被開墾為農(nóng)田，地貌特征不明顯，極易漏判，需要采用地質(zhì)調(diào)繪、物探、鉆探等多種手段綜合研判。

（2）老堆積體滑坡地下水排泄通道已形成體系，傳統(tǒng)的上“上削、下堆”加支擋的形式易堵塞坡體內(nèi)的地下水排泄通道，造成坡體地下水水位抬升，巖土體力學(xué)指標(biāo)下降，效果不理想。

（3）數(shù)值計(jì)算結(jié)果顯示降低地下水能顯著提高邊坡穩(wěn)定性，因此老滑坡堆積體的治理核心是疏排地下水，降低地下水水位。

（4）滑坡處治方案建議在滑坡中下部設(shè)置排水廊道疏排地下水，并在線路左側(cè)設(shè)置抗滑樁。

參考文獻(xiàn)/References

[1] 項(xiàng)偉， 唐輝明.巖土工程勘察[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2012： 209-209.

[2] 馬定樂， 萬琪， 晏長根， 等. 老滑坡和斷層影響下滑坡特征及處治措施研究[J].防災(zāi)減災(zāi)學(xué)報(bào)， 2021， 37（2）： 18-24.

[3] 林宗元.巖土工程勘察設(shè)計(jì)手冊[M].沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社， 1996： 17.

[4] 陳云生， 劉光彬， 張一銘， 等.陽鹿高速公路K52新滑坡變形特征與成因機(jī)理分析[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)， 2022， 33（1）： 83-91.

[5] 郭鵬輝， 李良勇.堆積體滑坡典型特征分析及工程防治對策——以貴州習(xí)水縣某堆積體滑坡為例[J].公路交通技術(shù)， 2022， 38（1）： 7-14.