萬州M6地塊滑坡穩定性分析與治理措施

李保+龔建波

【摘 要】萬州區五橋聯合壩M6地塊為擬建廉租房小區，在場地開挖平基工程施工時，遇到多日的強降雨，導致整個擬建場地發生了滑坡，嚴重影響了工程的建設工作，本文在該滑坡詳細勘察工作的基礎上，結合巖土體各項物理力學測試指標，對滑坡產生的原因及變形模式進行了分析，對滑坡的穩定性進行了分析計算和評價，提出了相應的工程治理措施及建議。

【關鍵詞】滑坡；變形模式；穩定性；治理措施

【Abstract】The M6 block of Wuqiaolianheba in Wanzhou is planned to build low-cost housing，In the excavation site leveling construction， encountered heavy rain for several days，causing the landslide occurred throughout the venue，serious impact on the engineering construction work， based on the detailed investigation of the landslide，combined with soil physical and mechanical test indicators，on the causes of landslide and deformation mode are analyzed，the stability of the landslide are analyzed and evaluated， and put forward the corresponding engineering measures and suggestions.

【Key words】Landslide；Deformation mode；Stability；Control measures

0 前言

萬州M6地塊位于萬州區五橋聯合壩，該地塊為擬建廉租房小區，由于連續不斷的強降雨，導致正在進行開挖平基工作的該地塊發生了整體拉裂變形破壞，嚴重影響了工程的建設工作。

滑坡平面呈方形（如圖1），后緣高程約270～280m，前緣高程約232～235m。縱向長約230m，橫向寬約190～210m，滑體厚度約15～22m，平均厚約18.5m，最大厚度約30m，面積約4.35×104m2，體積約80.5×104m3，主滑方向為139°。滑體物質主要為粉質粘土夾少量砂巖大塊石，為中型土質滑坡。

滑坡主要威脅本次擬建廉租房整個場地的安全，危害對象為人口密集的城市建筑區，重要性等級為重要，成災后可能造成的損失大，滑坡防治工程等級為一級。

滑坡發生后，相關部門及時采取了應急措施，主要包括對后緣的貫穿性裂縫鋪設塑料薄膜，防止雨水下滲；對后緣處土體進行削方減載，以減小滑坡的下滑力；對中前部回填土石方進行反壓，以增加滑坡的抗滑力等，阻止了本滑坡的進一步變形。

1 滑坡區地質特征

1.1 地形特征

滑坡區地貌類型屬于丘陵斜坡地貌（如圖2），山勢北西高、南東低，坡向約139°。

滑坡區地形明顯分為緩坡區及陡坡區，以高程270m附近為界，該高程以上地形為陡坡區，該高程以下地形為緩坡區。

高程270m以上區域為原始自然斜坡地形，地形坡角一般為25°～30°；高程270m以下地形，其原始狀態為5～10的緩坡，2012年初進行開挖平場工作，已被平整為多級平臺狀，在場地內形成了多級人工土質邊坡，邊坡高度一般5～10m，坡角一般為20°～40°。

1.2 地層巖性

滑坡區地層由新到老主要有第四系人工填土（Q4ml）、殘坡積土（Q4el+dl）及侏羅系中統沙溪廟組（J2s）：

1.2.1 人工填土（Q4ml）

該層分布于路基及已建成居民區的局部地段，為建設過程中回填的粉質粘土夾碎塊石，結構松散～稍密，厚度差異較大，一般3～5m。

1.2.2 殘坡積土（Q4el+dl）

分布于場區大部分地表及滑坡區，為粉質粘土：紫紅色，較濕，可塑，干強度中等，無搖振反應，夾少量砂巖大塊石，在滑坡后緣以上的斜坡區土層較薄，厚度多1～3m；在滑坡區土層厚度較大，一般20～30m。

1.2.3 基巖（J2s）

場區內基巖為侏羅系中統沙溪廟組粉砂質泥巖及砂巖。

粉砂質泥巖：多為紫紅色，泥質結構，中厚至厚層狀構造，主要分布在斜坡區及滑坡下部。

砂巖：為淺灰色，細粒至中粒結構，厚層至巨厚層狀構造，主要分布斜坡的頂部，局部形成陡巖崖地形。

1.3 地質構造

場區地質構造位于萬州向斜南東翼近軸部，巖層呈單斜狀，產狀為340o∠5o，區內地層連續穩定，無斷層及構造破碎帶通過。

巖體中主要發育兩組構造裂隙：裂隙①產狀135°∠78°，裂隙面平直，張開1～5mm，鐵錳質侵染，層面結合程度一般，屬硬性結構面，延伸較短；裂隙②產狀51°∠83°，裂隙面平直，張開3～7mm，層面結合程度差，屬硬性結構面，延伸較遠。

1.4 水文地質

根據場地地層巖性及地下水在含水介質中的賦存特征，地下水類型可分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩類。

松散巖類孔隙水分布在第四系土體內，其含水介質由人工填土、粉質粘土組成。地下水主要接受大氣降水補給，短途徑流，在地形低點處排出，故地下水的賦存條件差，在雨季會在局部地段形成上層滯水。

基巖裂隙水賦存于上沙溪廟組基巖淺層風化帶中的網狀裂隙水及砂巖層間裂隙中，受地形、巖性及構造的控制，隔水層砂質泥巖與含水層砂巖近水平狀相互疊置，巖層表面又被弱透水的堆積土體覆蓋，同時，場地地形為斜坡狀，致使地下水補給滲入條件差，有利于地表水順坡徑流和排泄，因此，場地基巖裂隙水水量甚微，基巖富水性弱。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡形態及規模

滑坡平面呈方形，后緣以貫穿性拉裂縫為界，高程約270～280m，前緣以臨空的巖土界面為界，高程約232～235m，縱向長約230m；滑坡南西側與一期已建成廉租房為界，滑坡北東側以擬建二期廉租房的3、7#樓西側為界，橫向寬約190～210m；滑體厚度一般15～22m，平均厚約18.5m，最大厚度約30m，面積約4.35×104m2，體積約80.5×104m3，主滑方向為139°，為一中型土質滑坡。

2.2 滑體特征

滑坡體物質為原殘坡積形成的粉質粘土：紫紅色，較濕，可塑，干強度中等，無搖振反應，夾少量砂巖大塊石，滑體厚度約15～22m，平均厚約18.5m，最大厚度約30m。

2.3 滑帶特征

本滑坡變形現象主要表現為后緣貫通性拉張裂縫、滑體內多處拉張裂縫及前緣的局部擠壓隆起，尚未發生遠距離的滑移，正處于蠕滑變形階段，滑動面正在形成，但尚未形成連續貫通性的界面，在勘察的鉆孔內未發現明顯滑動鏡面，滑面為粉質粘土與基巖間的巖土界面；巖土界面呈現出上部陡、中間平、下部反傾的狀態（如圖3）。

2.4 滑床特征

滑床為粉砂質泥巖：紫紅色，泥質結構，厚層狀構造，巖層產狀為340°∠5°；淺部約2～4m范圍內的巖體為強風化，巖體較破碎，力學強度較低；下部巖體較完整，為中風化，力學強度較高。

2.5 滑坡變形特征

本滑坡于2012年5月20～30日發生強烈變形，變形現象主要表現為后緣及滑體內的拉張裂縫及前緣的擠壓隆起。

在滑坡的后緣發生一條連續延伸長度約190m的拉張裂縫，縫寬一般5～15cm，下錯約20～30cm（如圖4）；在滑坡體上多處出現寬度1～5cm的拉裂隙。

在前緣3號道路的人行道上由于擠壓形成隆起，隆起范圍長約60m、寬約3～5m；隆起最大高度約0.4m～0.6m（如圖5）。

2.6 滑坡變形模式分析

場地在平場前處于穩定狀態，由于在斜坡前緣修建3號道路及M4地塊的平場，導致斜坡前緣巖土界面處于臨空狀態，根據M6地塊的建設場平方案，在場地的中前部以挖方為主，而挖方區處于斜坡的阻滑段，場地發生變形時該地塊正處于平場階段，土石方的開挖活動降低了斜坡中下部的阻滑力，同時變形發生時正處于連續的暴雨階段，雨水的下滲降低了土體的強度、增加了土體的重量，最終導致后緣發生拉張裂縫、前緣受擠壓隆起，因此滑坡的變形破壞模式為推移式滑動。

3 滑坡穩定性評價

3.1 定性分析

通過現場調查訪問，本滑坡發生強烈變形，且變形較為嚴重，滑體內多處出現拉張裂縫、擠壓隆起等，滑坡應處于開始階段的蠕滑變形階段，滑動面正在形成，但尚未形成連續貫通性的界面。滑坡在無雨期間變形現象較輕微，說明滑坡在無雨時處于基本穩定狀態，在暴雨時則處于欠穩定狀態。

3.2 定量評價

滑坡的計算工況主要考慮巖土狀態、地形條件、降雨條件、荷載組合關系等因素，設計擬建物均采用樁基礎，不對滑坡體產生加載作用，因此選定如下的4種工況進行穩定性計算：

工況Ⅰ：天然+滑坡發生時現狀地形；

工況Ⅱ：暴雨+滑坡發生時現狀地形；

工況Ⅲ：天然+設計平場后地形；

工況Ⅳ：暴雨+設計平場后地形。

滑坡在中前部開挖施工且連續降雨時發生變形，處于欠穩定狀態，因此可取主剖面在變形時的地形條件進行反演算，結合巖土的室內試驗值，滑坡計算參數綜合取值見表1。

滑動面為折線型，取滑坡主剖面（見圖6），采用傳遞系數法對滑坡的穩定性及推力進行計算。

滑坡防治工程等級為一級，計算安全系數取1.25，計算出各工況下的穩定系數如表2所示。

從穩定性計算結果中可以看出：

1）滑坡在天然狀態時，現狀地形條件及按設計平場的地形條件下，穩定系數為1.727～1.603，說明滑坡處于暫時穩定狀態，變形情況不會加劇；

2）滑坡在暴雨狀態時，現狀地形條件下，穩定系數為1.055，說明滑坡處于欠穩定狀態，變形情況會繼續加劇；

3）滑坡在暴雨狀態時，按設計平場地形條件下，穩定系數為0.987，說明滑坡處于不穩定狀態，可能會發生整體性滑移；

4）在不同天氣條件下，按設計平場后的穩定系數均低于現狀地形，從地層結構中也可以看出開挖段均處于滑坡的中下部阻滑段，平場開挖會降低滑坡的抗滑力，導致滑坡的穩定性整體下降。

4 治理措施建議

根據滑坡的變形破壞模式，結合其地形地貌、巖土體結構及建筑物布局等各方面，建議滑坡的防治措施可采用抗滑支擋或削坡減載兩種不同的治理方案，并輔以地面排水進行綜合治理。

4.1 抗滑支擋

結合建筑物布局，建議抗滑樁支擋線布置在擬建兩排建筑物之間的道路內側處，治理線總長約190m，該處按設計平場后的平均土層厚度約16m，抗力段基巖為砂質泥巖。

根據剩余下滑力計算結果，并考慮樁前土壓力，抗滑樁截面采用2.0×3.0m，樁間距為3.50m，單樁長度為32m，共55根樁，為防止坑壁垮塌，土層段采用0.2m厚的護壁進行臨時支護。估算治理工程量：土方開挖約7180m3，石方開挖約5280m3，混凝土約10560m3，鋼筋約1584t。

4.2 削方減載

本滑坡為推移式滑坡，建筑區多處于滑坡中下部的阻滑段，而下滑段區域基本無建筑，且設計為保持原始地形狀態，因此可考慮對下滑段的土體進行削方減載，清除部分土體，降低平場高程，以減小滑坡的下滑力，將有利于滑坡的整體穩定。

按不同平場高程對滑體后部的土體進行清除后，驗算滑坡的穩定性，驗算工況按最不利的工況Ⅳ進行，計算簡圖見圖7，驗算結果見表3。

根據驗算結果可以看出：對滑坡后部的土體削方減載到266m高程處，本滑坡的穩定系數大于1.25的安全系數，即處于穩定狀態，滿足工程治理需要，根據估算整個滑坡區需要削方減載的工程量約為3.3×104m3，同時對后緣減載后出露的基巖斜坡區采用錨噴的方式進行護坡處理，錨噴區面積約0.28×104m2。

4.3 地表排水

由于降雨是本滑坡的重要影響因素，因此建議在滑坡的后緣處設置一條截水溝，用以攔截滑坡區上部匯集的地表水，同時完善滑坡區內的市政排水措施，降低地表水的不利影響。

5 結論

通過上述分析，本滑坡的主要外在影響因素有兩個：一是，降雨的入滲降低了土體的強度，并增加了土體的重量；二是，滑坡中下部的平場開挖，降低了整個斜坡區的抗滑力，最終導致該斜坡發生滑動變形，本滑坡為一個由于不合理開挖施工而導致的工程滑坡。

本滑坡的治理方案可考慮兩種：一是，抗滑樁支擋，根據工程量估算費用約需2300萬元；二是，削方減載，根據工程量估算費用約需360萬元；對比兩種方案，抗滑樁方案的費用約是削方減載方案的6.3倍，同時削方減載的施工難度及施工安全性也大大低于抗滑樁的施工難度及安全，因此本滑坡建議采用削方減載的方案進行治理。

滑坡的治理在施工過程中應采取“信息法設計、動態施工”的原則，并制訂合理的施工方案，同時應加強治理施工過程中及完工后的效果監測工作。

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[責任編輯：田吉捷]