特大地質(zhì)滑坡原因分析及處理措施

楊 偉 高菊容 王和鑫

特大地質(zhì)滑坡原因分析及處理措施

楊 偉 高菊容 王和鑫

（自貢小井溝水利工程有限公司，四川 自貢 643000）

文章對小井溝水利工程輸水干渠工程產(chǎn)生特大地質(zhì)滑坡的地質(zhì)條件，地表特征，滑坡成因及形成機制的原因進行了分析，通過對錨固、支護等方案的經(jīng)濟比較，提出了將工程滑坡體做清除措施處理，對渠道7+780～7+890段的渠槽做防滲工程，對斜坡頂部與斜坡兩側(cè)建排地表水工程等措施，將滑坡危害減少到最低。

輸水干渠；地質(zhì)構(gòu)造；層狀同向緩傾結(jié)構(gòu)類型；地質(zhì)滑坡

小井溝水利工程是一項以城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉，兼顧農(nóng)村人畜飲水等綜合利用的大型（二）水利工程，包括小井溝水庫和輸水工程兩部分。

輸水干渠全長30.380km，其中明渠長21.687km，占渠線全長71.4%；渡槽23座，長3.559km，占渠線全長11.7%；暗渠2座，長0.11km；隧洞15座，長5.022km，占渠線全長16.5%。渠首設(shè)計流量10.0m3/s，渠首水位406.25m，渠末充入雙溪水庫水位393.26m。干渠上共設(shè)度正、紅巖、文昌、過水4條支渠。干渠上設(shè)有山溪渡槽、山溪涵洞、公路橋、機耕橋、人行橋等各類建筑物。

1 地質(zhì)滑坡產(chǎn)生

2012年4月9日上午12:00時左右，施工爆破作業(yè)5分鐘后，小井溝輸水干渠工程7+780～7+890段明渠順水流方向左側(cè)山體突然向下滑移，滑移范圍長約110m、寬約70～90m、山體厚約15m，滑移范圍內(nèi)裂縫交錯貫通，最大寬度達15m，滑出高程在已開挖的渠頂，滑坡影響工程量約為20萬m3。情況發(fā)生后，參建各方現(xiàn)場負責人立即趕赴現(xiàn)場進行緊急處理，組織撤離現(xiàn)場施工人員、設(shè)備，并在四周設(shè)置警示帶、警示標志，派專人看守、巡視，現(xiàn)場得到有效的控制，沒有發(fā)生傷亡事故。

2 工程滑坡地質(zhì)條件

工程滑坡位于引水干渠的明渠樁號7+780～7+890，設(shè)計渠底板高程為401.69m。地形條件是原地面最低高程為391m，左側(cè)單斜面山頂高程459.54m。渠道處于渠道中心高程為418m。渠道右側(cè)開口線高程414.50m，左側(cè)開口線高程418.80m。

渠道所處地段為單面山，基巖裸露為侏羅系中統(tǒng)下沙溪廟組（J2S1）灰、紫灰色中厚～厚層狀砂巖、粉砂巖夾極薄層暗紫紅色泥巖。暗紫紅色泥巖含水量較高，在地表露頭見泥巖有泥化現(xiàn)象。

暗紫紅色泥巖以上的粉砂巖厚度為8.36～12m，其厚度變化是山頂處巖體風化作用較強烈，厚度小。442m高程以下厚度為10～12m；渠道外側(cè)地段的粉砂巖厚度可達13～14m，粉砂巖風化后呈褐黃色。巖石強風化帶厚度5～10m，弱風化帶厚度10～12m。

渠道與巖層之間的關(guān)系是渠道地段巖層走向為北75°東，傾向南東，傾角15°；渠道走向由南西至北東，渠道內(nèi)側(cè)坡面傾向南，渠道開挖坡比為1:0.5～1:0.75；因此該段渠道坡面與巖層傾向一致，其中，渠道走向與巖層走向的夾角小于30°，渠道坡腳大于巖層傾角，屬于層狀同向緩傾結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡類型。

3 工程滑坡的地表特征

3.1 滑帶巖石的特征

從平面上工程滑坡的地表痕跡是可見原內(nèi)側(cè)渠坡位移至原渠道外坡，前緣兩側(cè)的邊界明顯，其中，滑坡右側(cè)邊界線已延伸至渠道外堤上約5m。滑坡后緣壁巖體平直，地形呈倒懸坡（見圖1）。

圖1

根據(jù)地表觀察與測繪，工程滑坡總體特征是：工程滑坡前緣地面高程為411.32～419.50m。堆積松散的大塊體巖石為主（見圖2、圖3）。

圖2

419.50 m高程以上的滑坡地表略呈梯形狀（見圖4）。前緣順渠道流向?qū)捈s100～112m；滑動方向南東20°,后緣寬72m，滑體縱向長92～145m；面積1.24萬m2；滑坡體厚度6.8～14.20m，平均厚度12.8m，滑動體體積14.8萬m3。本段渠道產(chǎn)生工程滑坡后的地表高程為419.5～436.66m，地形坡度約12.5°，約緩于巖層真傾角（基巖產(chǎn)狀N75°E/SE∠15°），呈一斜坡地形。

工程滑坡體尾部呈階梯狀，且拉裂縫明顯（見圖4）。在滑坡體地表上觀察，可見8條橫向裂縫，裂縫間距8～15m，可見深0.8～3m；5條與滑動方向近于一致的縱向裂縫，張開10～50cm，可見深0.8～2.8m不等，間距10～20m。右側(cè)緣可見一條與滑動方向近于一致的剪切裂縫，張開3～10cm不等，可見深0.8～1.3m不等。

圖3

圖4

在滑坡后緣拉張裂縫可見有四個次級滑動面（見圖1），均沿砂泥巖接觸面延伸，所有裂隙和次級滑移面將巖體切割成不規(guī)則的塊體，滑坡體內(nèi)部巖體呈松散結(jié)構(gòu)。432.53～442.03m之間為滑坡后壁，為沿N60°E/NW∠75°裂隙面拉開形成傾向坡內(nèi)的倒懸坡坡面。

滑坡前緣剪出口在渠底已開的地面高程404～408m之間，滑坡主滑方向S20°E，與巖層傾向近于一致，滑動距離約1～15m（見圖2）。

3.2 滑帶土的特征

據(jù)滑坡后緣滑動面觀察，滑帶土1～15mm,主要為紫紅，暗紫紅色粘土組成，粘土呈干硬狀，顆粒細膩，滑面十分光滑，擦痕清晰，以S20°E方向、傾角15°傾向坡外（見圖5、圖6）。現(xiàn)場取滑帶土樣2組。

圖5

圖6

4 工程滑坡成因及形成機制分析

該段明渠屬于層狀同向緩傾結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡類型。在施工過程中隨著不斷的向下開挖形成的臨空面，由泥質(zhì)粉砂巖及泥巖組成的人工邊坡，使上部坡體在原來兩面臨空的條件下變成了三面臨空，坡體內(nèi)部原始應(yīng)力狀態(tài)隨之變化，引起應(yīng)力重分布，加之原生巖體內(nèi)發(fā)育有軟化、泥化夾層（原生坡體在砂、泥巖接觸層面處分布有厚度1～2mm淺灰色泥化夾層，其泥化夾層底面似光滑鏡面），在兩組構(gòu)造裂隙切割下，巖體完整性變差。

1#裂隙產(chǎn)狀N60°E/NW∠75°，與邊坡走向近于平行，傾向坡內(nèi)，延伸好，長度大于70m,成為滑坡橫向切割面；2#裂隙產(chǎn)狀N10°W/SW∠70°～75°與邊坡走向近于垂直而成為縱向切割面。在風化、開挖卸荷、特別是在開挖到了404m高程,渠道內(nèi)坡高度達15m，切腳后引起應(yīng)力重分布，坡腳剪應(yīng)力集中，當受到較大爆破沖擊波的影響下，坡體發(fā)生蠕動變形及滑坡的產(chǎn)生。

滑坡后源壁最高點高程442.03m，可量測到的下滑高度約4.4m，水平位移約1～15m，前緣出口高程在404～408m之間，滑坡前緣堆積體覆蓋于渠道和左側(cè)邊坡以上斜坡地段。致使已近開挖成型的渠道被堵塞。

5 工程滑坡體處理措施

工程滑坡體為松散結(jié)構(gòu)體，工程量較大，滑坡體內(nèi)縱橫裂隙發(fā)育，在汛期降雨過程中還有塌滑的可能。由于滑坡體前緣已被下部穩(wěn)定巖質(zhì)邊坡所支撐，其滑移位移空間有限，不會產(chǎn)生大的滑動。

其次，根據(jù)地表觀察與測繪，滑坡體左側(cè)的殘留山體的寬度32～82m，沿斜坡長度為20～94m，平均厚度為7.9m，體積約2.6萬m3，受工程滑坡下滑的影響，殘留山體左側(cè)邊緣巖體已經(jīng)出現(xiàn)12mm拉裂縫，深度0.1～0.5m（見圖7）。殘留山體右側(cè)邊緣也發(fā)育下滑拉裂縫2條，寬度1～3mm。殘留山體下部為軟弱泥巖，在降雨季節(jié)受地表水活動的影響，進一步泥巖飽和、軟化、力學指標降低，存在下滑的可能性。

為了干渠的安全運行，通過錨固、支護等方案經(jīng)濟比較后，將工程滑坡體進行清除處理，進一步預防順向坡地段存在滑動的可能性。對渠道7+780～7+890段的渠槽做好渠道防滲措施處理，同時，對斜坡頂部與斜坡兩側(cè)考慮采取排地表水工程措施。

圖7

6 結(jié) 語

輸水干渠工程具有戰(zhàn)線長的特點，沿線地質(zhì)不確定因素較多，要充分做好地質(zhì)勘察工作。為減少工程投資，明渠等建筑物的占用比例較大，常形成高邊坡，因此工程安全將存在著很大風險；同時對于開挖后切割巖石后形成層狀同向緩傾結(jié)構(gòu)類型的巖質(zhì)邊坡，極易產(chǎn)生工程滑坡。為此，在明渠開挖前，必須保證做好地質(zhì)復勘，開挖不宜切割層狀面，保證邊坡穩(wěn)定。其次，對于不利地質(zhì)結(jié)構(gòu)段易減少明挖，做好邊坡四周地表水截排措施，減少工程滑波誘發(fā)因素。

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.04.016

TU42

A

1008-1305（2014）04-0047-03

楊 偉（1981年-），男，工程師。