路塹堆積層滑坡變形失穩(wěn)誘發(fā)因素及形成機(jī)制分析

通江縣路塹滑坡為第四系崩坡積堆積層，根據(jù)調(diào)查分析，誘發(fā)滑坡失穩(wěn)主要因素包括雨水的滲入、松散坡體結(jié)構(gòu)以及巖土力學(xué)性質(zhì)，尤其是基覆界面泥化夾層遇水軟化特征。其形成機(jī)制概括為：由于道路施工及棄渣堆放，改變了地表水徑流系統(tǒng)，使得雨水進(jìn)入滑坡后緣，增加坡體重度，降低了滑帶力學(xué)性質(zhì)，誘發(fā)滑坡發(fā)生推移式變形失穩(wěn)。針對(duì)該堆積層滑坡特征，提出了治理方案。

堆積層; 形成機(jī)制; 誘發(fā)因素; 滑坡

U416.1+3 A

［定稿日期］2022-07-08

［作者簡(jiǎn)介］馬浩（1985—），男，碩士， 高級(jí)工程師， 主要從事巖土工程勘測(cè)研究。

四川東部是紅層主要分布區(qū)，特殊的水文地質(zhì)條件導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的頻發(fā)區(qū)。四川巴中市通江區(qū)縣由于地質(zhì)環(huán)境等因素，大量滑坡在雨季失穩(wěn)破壞，造成人民生命財(cái)產(chǎn)的巨大損失，其中堆積層滑坡是主要類型之一。堆積層滑坡坡體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，巖土體力學(xué)性質(zhì)多樣性，在工程擾動(dòng)、地震、降雨等條件易發(fā)生沿基覆界面軟化層失穩(wěn)破壞［1-2］。針對(duì)堆積層滑坡研究成果豐富。例如，馮玉濤等［3］以高速公路路塹堆積層滑坡為例，分析了變形失穩(wěn)機(jī)制并提出了搬遷、坡腳設(shè)置鋼管樁相結(jié)合的處理措施；胡愛(ài)國(guó)等［4］針對(duì)馬居堆積層滑坡提出地震與降雨誘發(fā)了失穩(wěn)破壞，進(jìn)一步分析了形成機(jī)制，并提出了防治措施；郭鵬輝等［5］研究了貴州堆積體滑坡的典型特征、滑動(dòng)機(jī)理，提出防治措施應(yīng)重視排水，及時(shí)采取措施進(jìn)行治理；湯明高等［6］進(jìn)行了降雨誘發(fā)震后松散堆積滑坡的啟動(dòng)試驗(yàn)研究，分析了強(qiáng)震后松散堆積體的降雨入滲過(guò)程及變形啟動(dòng)機(jī)理。李子安等［7］采用物理模擬試驗(yàn)研究了泉水補(bǔ)給地下水情況下堆積層斜坡演化過(guò)程， 結(jié)果表明泉水補(bǔ)給地下水流量對(duì)斜坡最終破壞形式具有控制作用。

1 滑坡基本概況

1.1 滑坡形態(tài)

曹家河滑坡位于巴中市通江縣沙溪鎮(zhèn)，區(qū)域內(nèi)無(wú)大型地質(zhì)構(gòu)造。滑坡在平面上整體形態(tài)呈“圈椅狀”，坡向?yàn)楸逼珫|38°，西南高，東北低。曹家河主滑方向?yàn)?8°?；潞缶壐叱虨?05.0 m，后緣以張拉裂縫為界（走向約：128°→ 110°→ 104°），長(zhǎng)度為148.5 m；前后緣相對(duì)高差約35.0 m，滑坡前緣以坡腳陡坎剪出口為界（走向約：128°→ 143°），高程為370.0 m，長(zhǎng)度為195.5 m。左側(cè)以近似直線型張剪裂縫為界（走向：35°→ 42°），右側(cè)以居民房屋右側(cè)小沖溝（走向約：34°→ 40°）。滑坡中部是居民房屋，滑坡縱剖面上中前部坡度相對(duì)較緩（7°～15°），中后部則坡度較大（20°～44°），縱向長(zhǎng)度約128.0～138.0 m，橫向長(zhǎng)度約為168.0～177.0 m，面積約23 220.0 m2，滑動(dòng)面深度為8.8～13.7 m，滑坡體方量為26.94萬(wàn)m3（圖1）。

1.2 變形特征及過(guò)程

據(jù)調(diào)查，在2021年6月18日—21日連續(xù)強(qiáng)降雨期間，大量雨水排泄至滑坡區(qū)域內(nèi)，滑坡開(kāi)始發(fā)生變形，具體表現(xiàn)為：滑坡后緣主要是由于雨水的集中沖刷，大量樹(shù)木折倒，滑坡后緣出現(xiàn)裂縫、錯(cuò)落陡坎，局部垮塌；滑坡中部地表多處出現(xiàn)長(zhǎng)大裂縫，居民房屋墻體出現(xiàn)剪切裂縫等。滑坡前緣陡坎為鼓脹剪出口，出現(xiàn)部分坡體垮塌現(xiàn)象；前緣巨大塊石傾斜位移為滑坡變形的明顯標(biāo)識(shí)之一。

1.3 坡體結(jié)構(gòu)特征

滑坡為典型的“二元結(jié)構(gòu)”坡體。滑體分為第四系堆積層，厚度一般為8.8～13.7 m，以粉質(zhì)黏土、黏土夾雜大量塊石為主，塊石粒徑不等，一般為5.0～60.0 cm為主，最大約為80.0 cm，通常風(fēng)化嚴(yán)重，強(qiáng)度較低，手捏可碎裂，部分較大粒徑塊石風(fēng)化差異較大，含量約30%～45%，結(jié)構(gòu)疏松，強(qiáng)度較低。滑床為中風(fēng)化白堊系下統(tǒng)蒼溪組（K1c）層狀泥巖、砂巖，整體順層緩傾?；矠閷?duì)基層與基巖的接觸面，即基覆界面，含較小角礫的黏土，含水率較大，呈軟塑狀（圖2）。

1.4 變形模式及評(píng)價(jià)

滑坡在降雨后，首先由后緣產(chǎn)裂縫，隨后中部房屋及剪切破壞，最后前緣發(fā)生鼓脹剪切破壞，因此，曹家河滑坡是沿著基覆界面“推移式”滑移失穩(wěn)。目前，滑坡處于蠕變階段，處于基欠穩(wěn)定～本穩(wěn)定狀態(tài)；在后期雨水等不利條件下，若不采取治理措施，滑坡變形將持續(xù)增大，最終將發(fā)生整體滑移失穩(wěn)破壞。

2 誘發(fā)因素及形成機(jī)制

2.1 誘發(fā)因素

通常滑坡變形失穩(wěn)的影響因素較多，曹家河滑坡主要是與地形地貌、降雨、坡體結(jié)構(gòu)、人類工程活動(dòng)等密不可分。

（1）滑坡總體西南高東北低，滑坡后緣面積較大，具有一定的坡度，有利于降雨匯流。整個(gè)滑坡呈現(xiàn)多級(jí)陡坎-平臺(tái)交替出現(xiàn)，次微地貌不利于降雨雨水的匯流排泄至坡體區(qū)域外，而更容易在坡表下滲。因此，該地形地貌對(duì)滑坡的坡表雨水匯聚、下滲、潛在滑帶的形成等具有直接的不利影響。

（2）滑坡體由第四系崩坡積堆積體組成，土體較松散，有利地下水的賦存，降雨時(shí)大量地表水下滲入土體內(nèi)，極大地豐富了土體內(nèi)含水量，既增大了土體重度，又降低了土體的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，并長(zhǎng)期在土體內(nèi)緩慢運(yùn)移而軟化了土體，為滑坡的變形失穩(wěn)提供了有利條件。因此，降雨將是滑坡變形破壞的主要影響因素之一。

（3）滑坡為典型的“二元結(jié)構(gòu)”坡體，上部滑體為崩坡積層，下部滑床為中風(fēng)化泥巖、砂巖互層，滑帶為基覆界面。坡體結(jié)構(gòu)的特征使得滑坡在降雨、地表水匯流下滲條件下易于發(fā)生變形。上部滑體結(jié)構(gòu)疏松，含有大量塊石，整體結(jié)構(gòu)較差，地表水下滲后強(qiáng)度降低，且坡體重量增大，為下滑提供了有力的動(dòng)力條件；下部滑床易形成的隔水、滯水層，使得基覆界面帶含水量增大，強(qiáng)度降低?；潞缶壊糠值幕舱w坡度較大，約為38°～44°，較陡的斜坡面使得上部滑體下滑力增大，降低抗滑力，滑坡穩(wěn)定性降低。

（4）人類工程活動(dòng)往往對(duì)于堆積層滑坡影響較大，是誘發(fā)的重要因素。人類工程活動(dòng)主要是滑坡后緣上方修改高速公路工程，改變了坡表水徑流的路徑，使得大量雨水匯流后直接排泄至滑坡后緣區(qū)。突出表現(xiàn)為2點(diǎn)：首先，路基排水邊溝的排泄口位于滑坡后緣上方；其次，滑坡左側(cè)自然沖溝被棄土方堆填，致使坡表上方雨水匯流后不能以原來(lái)由沖溝排泄至河道，雨水徑流改道后直接排泄至滑坡后緣左側(cè)區(qū)內(nèi)。

2.2 變形失穩(wěn)形成機(jī)制

基于曹家河滑坡變形失穩(wěn)的誘發(fā)因素及演化過(guò)程，綜合分析來(lái)看，其形成機(jī)制總結(jié)為：首先，人類工程活動(dòng)改變了原始地形地貌，尤其是道路排水溝不合理設(shè)置和自然沖溝堵塞使得大量雨水匯流后直接排泄至滑坡區(qū)內(nèi)，增加了滑坡區(qū)域內(nèi)的地表水徑流和下滲量，對(duì)滑坡影響較大；其次，滑體為崩坡積堆積體，結(jié)構(gòu)疏松，為雨水的下滲提供了通道，同時(shí)坡體內(nèi)部雨水由于排泄不及，滯留坡體內(nèi)部使得基覆界面滑帶遇水軟化，強(qiáng)度降低；同時(shí)更是增加大巖土體的容重；最后，滑床為砂泥巖互層基巖，后緣部分坡度較大，有利于下滑，滑坡前緣為陡坎，不具備足夠的抗滑能力，發(fā)生鼓脹剪切破壞，最終形成沿著基覆界面“推移式”滑移失穩(wěn)。

3 防治建議

根據(jù)上述滑坡誘發(fā)因素及形成機(jī)制，結(jié)合實(shí)際地質(zhì)環(huán)境條件，提出治理方案：封填裂縫+截排水溝+抗滑工程。

（1）封填裂縫：主針對(duì)滑坡坡體裂縫，采用黏土封填夯實(shí)，其目的主要是防止雨水下滲至滑帶處對(duì)滑帶土產(chǎn)生軟化，同時(shí)避免產(chǎn)生水壓力，增大滑體的下滑力。

（2）截排水溝：分為2部分：其一，對(duì)公路上方已修建排水溝進(jìn)行進(jìn)一步合理設(shè)計(jì)，將排水位置進(jìn)行修改，避免大量地表水直接進(jìn)入滑坡區(qū)域內(nèi)；同時(shí)對(duì)于滑坡左側(cè)溝道棄土區(qū)內(nèi)排水溝進(jìn)行加固修繕；其二，在滑坡區(qū)后緣修建截排水溝，減少雨水等地表水匯流或滲入滑坡體內(nèi)。

（3）抗滑工程：根據(jù)滑坡變形特征及下滑力大小設(shè)置抗滑樁，布置在滑坡中部前位置，阻止滑坡進(jìn)一步變形失穩(wěn)。

4 結(jié)論

（1）曹家河滑坡為典型“二元結(jié)構(gòu)”堆積層坡體，在地形地貌、坡體結(jié)構(gòu)、降雨、人類工程活動(dòng)等因素條件下發(fā)生變形失穩(wěn)，其中降雨和人類工程活動(dòng)是本滑坡誘發(fā)的主要因素。

（2）曹家河滑坡形成機(jī)制總結(jié)為：降雨和人類工程致使大量雨水匯入滑坡后緣，增加了坡體重度，降低巖土體力學(xué)性質(zhì)，尤其是滑帶遇水軟化，強(qiáng)度降低，發(fā)生由后緣產(chǎn)生裂縫至前緣鼓脹剪切變形，最終形成沿著基覆界面的“推移式”滑移失穩(wěn)破壞。

（3）綜合滑坡誘發(fā)因素及形成機(jī)制，結(jié)合實(shí)際地質(zhì)環(huán)境條件，提出治理方案：封填裂縫+截排水溝+抗滑工程。研究成果為該地區(qū)相似滑坡的勘查治理提供了參考依據(jù)。

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