推移式順向巖質(zhì)滑坡變形破壞機(jī)制分析及治理方案
——以德江縣荊角鄉(xiāng)角口滑坡為例

李揚(yáng)清

（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局114 地質(zhì)大隊(duì)，貴州 遵義 563000）

受交通工程坡腳開挖影響，德江縣荊角土家族鄉(xiāng)（簡稱荊角鄉(xiāng)）角口山體發(fā)生嚴(yán)重開裂變形，引發(fā)滑坡，特別是后緣及兩側(cè)，邊界條件明顯，滑坡前緣及邊界兩側(cè)可見大量的坡體鼓漲隆起及洼地現(xiàn)象。該滑坡平面形態(tài)總體呈長舌狀，分為3 個(gè)滑動(dòng)變形區(qū)，左側(cè)為Ⅰ號滑動(dòng)變形區(qū)，滑坡中上部為Ⅱ號滑動(dòng)變形區(qū)，滑坡中下部為Ⅲ號滑動(dòng)變形區(qū)，如圖1所示。其中，Ⅰ號滑動(dòng)變形區(qū)主滑方向?yàn)?94°，該區(qū)地形坡度為20°～25°；Ⅱ號滑動(dòng)變形區(qū)主滑方向?yàn)?94°，Ⅲ號滑動(dòng)變形區(qū)主滑方向?yàn)?74°，二者地形坡度為18°～25°。Ⅰ號滑體與Ⅱ號滑體厚度為6.5～10.0 m，平均厚度約為8.5 m，Ⅲ號滑體厚度為11.9～22.4 m，平均厚度約為15 m?？傮w來看，整個(gè)滑坡滑體厚度約為10 m，體積約為52.8×104m3。本滑坡整體屬推移式中層中型基巖順層滑坡。本文以荊角滑坡為例，闡述了滑坡的地質(zhì)環(huán)境條件、變形特征、變形破壞機(jī)制和治理方案等，從而為類似工程建設(shè)項(xiàng)目提供借鑒。

圖1 滑坡全景照片

1 滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 氣象水文

德江縣屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，冬夏寒暑交替，四季分明。年均氣溫為16.1 ℃，年平均降雨量為1 230.7 mm，最多年為1 747.3 mm，最少年為824.5 mm，降雨多集中于每年5—9月。資料顯示，滑坡發(fā)生前一周內(nèi)持續(xù)降雨，一周累計(jì)降雨量為60.2 mm，滑坡發(fā)生前三天累計(jì)降雨量為35.8 mm。

1.2 地形地貌與地層巖性

滑坡區(qū)屬侵蝕低山斜地貌，整體處于向西傾斜的斜坡區(qū)。該區(qū)地形總體上東高西低，最高處位于東側(cè)山頂，最低處位于西南側(cè)溝底區(qū)，地形坡度為15°～20°?；虑熬壷翖罡珊又g約120 m 范圍為河流階地，地勢平緩，呈階梯狀，均為水田，地形坡度為8°～10°。滑坡區(qū)內(nèi)出露地層有第四系殘坡積層（Q4el+dl）含碎石粉質(zhì)黏土、志留系下統(tǒng)韓家店組（S1hj）泥巖，強(qiáng)中風(fēng)化明顯。

1.3 坡體結(jié)構(gòu)特征及地震

滑坡區(qū)無活動(dòng)性斷裂通過，下伏基巖為志留系下統(tǒng)韓家店組，整體呈單斜產(chǎn)出，巖層產(chǎn)狀為300°∠21°，滑坡右側(cè)區(qū)域巖層傾角有微弱變化，受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響，場區(qū)內(nèi)巖體節(jié)理裂隙發(fā)育（編號J1、J2、J3）。區(qū)域穩(wěn)定性及地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境良好，場地地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35 s，地震動(dòng)峰值加速度為0.05 g，抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度。

1.4 水文地質(zhì)條件

滑坡區(qū)地下水類型為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩類[1]。松散巖類孔隙水分布在松散堆積層內(nèi)，其含水介質(zhì)由含碎石粉質(zhì)黏土和塊石土組成，總體上，透水性好?；鶐r裂隙水賦存于志留系下統(tǒng)韓家店組碎屑巖淺層風(fēng)化裂隙帶中，主要為網(wǎng)狀節(jié)理裂隙水及層間裂隙水，滑坡區(qū)強(qiáng)風(fēng)化泥巖透水性較好，巖層易沿著強(qiáng)中風(fēng)化界面產(chǎn)生滑動(dòng)破壞。

2 滑坡變形破壞特征

2.1 Ⅰ號滑動(dòng)變形區(qū)

Ⅰ號滑動(dòng)變形區(qū)平均橫寬為45 m，縱長為100 m，呈人耳形，主滑向?yàn)?94°，滑距為9 m，滑體厚約為6.5 m。前緣因公路開挖形成高約9.5 m 的巖質(zhì)邊坡，該區(qū)域前緣剪出口及后緣極為明顯，前緣剪出口為公路開挖臨空面巖石強(qiáng)中風(fēng)化界面處，后緣受裂縫控制，該裂縫將Ⅰ號滑動(dòng)變形區(qū)與后緣山體拉裂開來，下滑部分與后緣山體空隙間可見明顯擦痕及滑床。經(jīng)測量，后緣滑體厚度約為5.5 m，根據(jù)前緣剪出口及后緣主控裂縫，即可清晰準(zhǔn)確地控制該區(qū)域的滑面。目前，該區(qū)域左側(cè)、中上部及頂部位置發(fā)育4條張拉、剪切裂縫。

2.2 Ⅱ號滑動(dòng)變形區(qū)

Ⅱ號滑動(dòng)變形區(qū)是滑坡的主要滑動(dòng)區(qū)，平均橫寬為100 m，斜長為320 m，呈舌形，主滑向?yàn)?94°，前緣滑距約為50 m，后緣滑距約為35 m，滑體厚約為8.5 m?；聦?dǎo)致該區(qū)中后部形成5 條拉張裂縫，變形區(qū)右側(cè)及前緣形成鼓丘及洼地。

鼓丘G1一般向上鼓起，高度為2～3 m，長軸方向與滑向基本一致，短軸方向與滑向大致垂直，平面上大致呈長舌狀，地表發(fā)育有縱橫交錯(cuò)的裂縫，導(dǎo)致鼓丘表面巖土十分破碎，樹木均朝鼓丘兩側(cè)傾倒，該鼓丘外側(cè)則是Ⅱ號滑動(dòng)變形區(qū)的右側(cè)邊界。鼓丘G2一般向上鼓起，高度約為1 m，長軸方向與滑向基本垂直，短軸方向與滑向大致一致，平面上大致呈橢圓狀。該鼓丘受滑坡滑動(dòng)擠壓而形成，鼓丘下部是Ⅱ號滑動(dòng)變形區(qū)前緣邊界[2]。

洼地W1位于Ⅱ號滑動(dòng)變形區(qū)后緣，主要成因是滑坡下錯(cuò)而與母巖分離，洼地長軸方向大致與滑向垂直，短軸方向大致與滑向一致，洼地深為6～10 m，該洼地后部則是Ⅱ號滑動(dòng)變形區(qū)后緣邊界。洼地W2位于Ⅱ號滑動(dòng)變形區(qū)前緣，主要成因是滑坡滑動(dòng)擠壓，長軸方向與滑向基本一致，短軸方向與滑向大致垂直，洼地深約為2 m，該洼地前是鼓丘G2，該鼓丘與洼地的高差約為3 m，裂縫十分發(fā)育，表層散亂，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該區(qū)房屋沒有發(fā)育裂縫，房屋后緣區(qū)域也沒有發(fā)育較寬大裂縫，僅有細(xì)微裂縫零星發(fā)育，說明這一區(qū)域發(fā)生了整體移動(dòng)，滑動(dòng)面較為光滑平整。

2.3 Ⅲ號滑動(dòng)變形區(qū)

Ⅲ號滑動(dòng)變形區(qū)發(fā)育大量小型裂縫，裂縫規(guī)模較小，不具有統(tǒng)計(jì)特征，但滑坡造成前緣公路部分損壞，同時(shí)造成前緣部分房屋被毀，變形區(qū)前緣及中部位置形成大量鼓丘及洼地。

2.4 小結(jié)

Ⅰ號與Ⅱ號滑動(dòng)變形區(qū)前緣坡腳開挖后形成臨空面，巖體內(nèi)應(yīng)力釋放，坡體沿強(qiáng)中風(fēng)化界面處軟弱夾層產(chǎn)生順層滑動(dòng)，形成滑坡。Ⅲ號滑動(dòng)變形區(qū)上部滑帶為強(qiáng)風(fēng)化泥巖與中風(fēng)化泥巖接觸帶處軟弱夾層，中下部為切層破壞，沿強(qiáng)風(fēng)化巖體內(nèi)部的剪切破碎帶滑出。經(jīng)綜合分析，雖然坡腳開挖后坡體中部形成高陡臨空面，但是坡體頂部最先開始變形，Ⅱ號滑動(dòng)變形區(qū)頂部發(fā)生嚴(yán)重破壞，滑坡兩側(cè)及坡體發(fā)育大量鼓丘及洼地，這對Ⅲ號滑動(dòng)變形區(qū)產(chǎn)生巨大沖擊破壞，增加其中上部荷載，導(dǎo)致滑動(dòng)帶快速形成并產(chǎn)生滑動(dòng)，充分證明該滑坡為推移式滑坡。

3 滑坡變形破壞機(jī)制分析

根據(jù)滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件、坡體結(jié)構(gòu)特征及變形特征，綜合分析滑坡變形破壞機(jī)制。一是不利的巖土組合?；聟^(qū)主要坡體巖土組成為少量表層含碎石粉質(zhì)黏土及志留系下統(tǒng)韓家店組泥巖，泥巖強(qiáng)風(fēng)化層裂隙發(fā)育，穩(wěn)定性較差，中風(fēng)化層巖體較完整，存在阻水作用，導(dǎo)致強(qiáng)中風(fēng)化層長時(shí)間被水浸泡而形成軟弱泥化夾層，滑坡巖層產(chǎn)狀與坡向基本一致。受構(gòu)造影響，滑坡區(qū)發(fā)育兩組張性節(jié)理。經(jīng)綜合分析，滑坡區(qū)控滑結(jié)構(gòu)面為層面和張性節(jié)理面，這些不利的巖土組合為滑坡發(fā)生提供了有利的原始條件。二是水的作用?；掳l(fā)生前正值雨季?；聟^(qū)持續(xù)降雨不僅使坡體處于飽和狀態(tài)，還對巖土體有軟化作用，降低滑面巖土阻力[3]，加劇滑坡發(fā)生。三是前緣高陡的臨空條件。由于公路項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)行坡腳開挖，斜坡前緣形成高陡臨空面，這為滑坡的發(fā)生提供了較好的臨空條件。

4 滑坡防治參數(shù)的選擇

該滑坡滑面為巖土強(qiáng)中風(fēng)化界面，滑體厚度一般約為10 m，以目前的鉆探工藝及取樣手段，難以取得不擾動(dòng)滑面樣品。由于滑坡已經(jīng)完全滑動(dòng)成型，可建立滑坡滑動(dòng)模型，結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)綜合決定防治參數(shù)[4]。一般來說，穩(wěn)定系數(shù)為1.00～1.05 時(shí)，滑坡處于整體暫時(shí)穩(wěn)定-變形狀態(tài)：穩(wěn)定系數(shù)為0.95～1.00 時(shí)，滑坡處于整體變形-滑動(dòng)狀態(tài)。參數(shù)確定后，開展坡體滑動(dòng)穩(wěn)定性評價(jià)。Ⅰ號滑動(dòng)變形區(qū)和Ⅱ號滑動(dòng)變形區(qū)穩(wěn)定狀態(tài)較差，而Ⅲ號滑動(dòng)變形區(qū)處于穩(wěn)定狀態(tài)。因此，Ⅰ號與Ⅱ號滑動(dòng)變形區(qū)需要進(jìn)行設(shè)防。

5 滑坡治理建議

根據(jù)滑坡區(qū)坡體結(jié)構(gòu)特征、變形破壞機(jī)制及項(xiàng)目整體規(guī)劃，Ⅰ號滑動(dòng)變形區(qū)坡體沿滑動(dòng)面削方至坡頂，然后由業(yè)主自行決定是否進(jìn)行坡面客土復(fù)綠，坡體左側(cè)邊界及后緣存在局部垮塌，可放坡處理；Ⅱ號滑動(dòng)變形區(qū)坡體剩余下滑力較大，一級設(shè)防無法滿足要求，按照兩級設(shè)防的設(shè)想，在坡體中部設(shè)置一道抗滑樁，在坡腳在建道路后部設(shè)置一道抗滑樁；Ⅲ號滑動(dòng)變形區(qū)坡體整體穩(wěn)定，可不設(shè)防。在滑坡區(qū)外圍穩(wěn)定坡體上設(shè)置截水溝，以攔截外圍坡體匯水。在整個(gè)治理過程中，要建立健全監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)開展跟蹤監(jiān)測，預(yù)報(bào)滑坡變形發(fā)展趨勢[5]。

6 結(jié)語

在巖土產(chǎn)狀與坡向基本一致的順向坡，下伏基巖為泥巖，風(fēng)化程度差異大，一般存在軟弱夾層，坡腳隨意開挖會(huì)導(dǎo)致坡體沿著軟弱夾層發(fā)生破壞變形，造成開挖坡面土體失去支撐，破壞原有應(yīng)力平衡，誘發(fā)推移式滑坡，其治理工程費(fèi)用往往較大。因此，若無支擋措施，切忌在順向坡坡腳大面積開挖。實(shí)踐表明，滑坡防治不應(yīng)盲目地采用室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)采取試驗(yàn)數(shù)據(jù)與反演相結(jié)合的方式綜合確定設(shè)防參數(shù)。