G213線K63+610～K63+700滑坡滑動面的辨識分析

李曉明 歐展良

摘要：滑動面是滑坡的組成要素，是滑坡穩定性分析計算的重要因素，也是滑坡防治設計的重要依據。文章結合某公路滑坡勘察全過程，運用滑坡現場地質調查、鉆探過程鉆進情況分析、巖芯現場分析、原位測試、取樣室內試驗等識別手段，準確辨識滑動面位置。

關鍵詞：滑坡;滑動面;識別手段

The sliding surface is the component of landslide，which is an important factor in the analysis and calculation of landslide stability，and also an important basis for landslide prevention design.Combining the whole investigation process of a highway landslide，and by using the landslide site geological survey，drilling process situation analysis，core field analysis，insitu testing，sampling indoor test and other identification means，this article accurately identifies the position of sliding surface.

Landslide;Sliding surface;Identification means

0 引言

我國地質災害較多，常見的有崩塌、滑坡、泥石流等。其中滑坡具有分布廣泛、發生頻繁、危害嚴重等特點，會對國民經濟和人民生命財產造成巨大的損失。由于國民經濟快速發展，基礎設施和城市建設需要大規模進行挖填方工程，特別是在公路建設過程中，為了保護耕地，新修公路多沿山坡展布，以避讓耕地，從而形成高填路基和深挖路塹，隨之而來的是滑坡災害日益嚴重。因此，滑坡防治成為公路建設者的重點研究方向。

滑坡是斜坡巖土體沿著貫通的剪切破壞面所發生的滑移地質現象。這里的剪切破壞面被稱之為滑動面，為滑坡體沿下伏不動的巖、土體下滑的分界面。滑動面是滑坡的組成要素，其是滑坡存在的重要前提，是滑坡穩定性分析計算的重要因素，也是滑坡防治設計的重要依據。滑動面的辨識是滑坡勘察中非常重要而又復雜困難的工作，特別是覆蓋層中的滑動面更是難以識別。本文根據某公路滑坡勘察全過程成果，綜合滑坡現場地質調查分析、鉆探過程鉆進情況分析、巖芯現場分析、原位測試、取樣室內試驗等手段，對覆蓋層內滑動面的辨識進行歸納，可為類似地質條件滑坡勘察提供參考。

1 項目概況

國道213線昭陽區至江底（昭曲分界）段提升改造工程的起點位于昭通市昭陽區（縣城），止點位于魯甸縣江底（昭曲分界）牛欄江大橋。其中K63+610～K63+700段為填方路基，填方路堤邊坡高4～9 m。邊坡原設計按1∶1.5放坡，路基東側下方即為牛欄江，路基邊緣距江邊僅50 m左右。施工期間該段路基發生滑坡，回填路堤路肩墻垮塌，路基嚴重變形，路面錯斷，垂直沉降約3 m，水平錯動約有4.5 m，滑坡體寬約65 m，長約60 m，高差約20 m，為小型滑坡。滑坡阻斷公路通行，無法完成路段內后續路基施工[1]。

2 地質環境條件

場地區位于牛欄江右岸之上，分水嶺高度大，坡面匯水面積較大，為公路邊坡病害對降雨中敏感區。牛欄江河床寬10～20 m，多年平均流量2.0 m3/s，河水日常水位主要受上游的小巖頭水電站發電放水控制。水電站發電放水時，河水水位快速上漲，河水漲落及沖刷對滑坡穩定性影響較大。

場地屬滇東北高原侵蝕高中山峽谷地貌區，位于牛欄江中游地段，兩岸高山夾峙，兩側坡度較陡。滑坡位于牛欄江右岸，為斜坡地形，地形坡度30°～50°，高程1 224～1 284 m之間，場地植被不發育。

根據現場調查及勘查資料可知，滑坡區地層巖性主要為第四系人工填土（Qml4）、第四系沖洪積層（Q4al+pl）及二疊系中統峨眉山玄武巖組（P2β）地層。人工填土為路基填土，主要成分為碎石、角礫和黏性土。經分層碾壓，有一定密實度，厚度為3.4～4.6 m;沖洪積層上部主要為稍密～中密角礫，厚10.2～14.9 m，下部為圓礫，中密，厚3.7～9.6 m;下伏基巖為強～中風玄武巖。由于滑坡區處于迤車汛向斜西北翼，距離褶皺軸部較近，受褶皺影響，基巖節理裂隙很發育，巖體破碎，巖質硬，性脆。

場地地下水主要為松散巖類孔隙水和巖漿巖類基巖裂隙水，主要接受大氣降水和附近地表生活廢水的補給。表層角礫和圓礫透水性強，富水性較好。地下水位一般高于河水水位，地下水排泄到牛欄江;上游電站發電放水時，河水快速上漲，河水水位高于地下水位，河水補給地下水，地下水位上漲;電站合閘蓄水側地下水位隨河水快速下降。地下水快速上漲或下降易造成岸坡不穩定。

3 滑坡形態特征及變形破壞模式

K63+610～K63+700段滑坡分布高程1 234.03～1 258.82 m，南北寬約65 m，東西長60 m，滑坡形態呈圈椅狀，主滑方向為98°，滑坡平面面積約2 700 m2。滑坡后緣已下挫滑移形成高2～3 m陡坎，陡坎坡度60°～70°，局部直立。由于滑坡體垂直沉降約3 m，水平錯動約4.5 m，滑坡體后緣邊界部位形成一道寬約6～9 m、深約1～3 m的凹槽，中部已錯斷公路路基路面， 路肩墻垮塌。滑坡前緣剪出口位于牛欄江河岸堆積塊石堆上方，剪出口位置的樹木傾斜，局部直徑近1.5 m塊石被滑坡推倒。滑坡前緣剪出口明顯，滑坡界線清晰，滑動面完全貫通。根據現場調查初步判斷該滑坡為土質滑坡，滑動面處于覆蓋層土體內。

據調查了解，場地原始地形為斜坡地帶，地形較陡，滑坡上部修建公路回填形成的路堤邊坡，增加了原邊坡的荷載，改變了原始斜坡的穩定性。在荷載及地下水作用下，土層先蠕滑后產生拉應力，導致路面被拉裂，拉裂縫向滑體兩側延伸并張開加大和下錯，滑體中上部兩側出現羽狀張裂縫。伴隨裂縫的貫穿，上部土層滑動，穿過路肩墻下方土層，擠壓下部土層產生變形，造成潛在剪切面上剪應力集中，促進最大剪應力帶的剪切變形，滑動面貫穿土層，滑坡已經過滑動階段，現狀處于逐漸趨于穩定階段。土層內滑動面一般呈圓弧狀或似圓弧狀，為推移式圓弧型滑坡。

4 滑動面的辨識[2]

滑動面辨識方法按確定性可分為非確定性方法和確定性方法。非確定性方法主要有簡易力學判識法、物探法、數值模擬法等。非確定性方法辨識的滑面為推測性滑面，需確定性方法進行驗證。非確定性方法一般為輔助手段或進行初步研究的手段;而滑坡治理工程勘查、設計和施工階段則采用確定性方法進行滑動面識別。確定性方法主要有野外地質判識法、勘探識別法和深層位移觀測法。

滑動面深埋滑坡體下，識別非常困難，通常滑動面的辨識需綜合多種方法和手段進行。深層位移觀測法主要采用鉆孔傾斜儀觀測滑坡體各深度的位移變形情況來判定滑面位置。若滑坡持續滑動，滑面位置變形位移明顯大于其他部位，所以位移觀測法僅適用于活動持續變形的滑坡。由于G213線K63+610～K63+700段滑坡現狀處于逐漸趨于穩定階段，變形較

小，深層位移觀測法適用性差，因此該滑坡滑動面的辨識方法主要采用野外地質判識法和勘探識別法。

野外地質判識法就是通過地質調查尋找滑面地質跡象，一般可采用如下技術方法去加以確定：

（1）K63+610～K63+700段滑坡經現場調查可知，滑坡體后緣陡坎，張拉裂隙，前緣土體擠壓變形部位，可以確定整個滑面處于前緣變形部位以上，后緣陡坎以下（見圖1）。

（2）覆蓋層滑坡多沿著最大剪應力帶產生圓弧形滑面，其滑面應處于滑坡前緣與后緣連線以下（見圖1）。

（3）覆蓋層滑坡最大剪應力帶可能為土巖界面，其形成與土巖界面大致吻合的滑面。根據現場調查可知，該滑坡場地覆蓋層較厚，基巖埋藏深，該邊坡滑面應該不是土巖界面。

（4）覆蓋層滑坡最大剪應力帶也可能為土層中軟弱夾層，通過現場開挖邊坡調查，發現覆蓋層為沖洪積層，角礫層均勻性差，部分含較多粉質黏土，局部還夾薄層粉質黏土。薄層粉質黏土相對角礫層力學性質差，為相對軟弱層，滑動面為薄層粉質黏土部位可能性大。

通過現場調查，運用野外地質判識法初步辨識滑動面大體位置和滑動面所處地層，然后采用相應的勘探手段和方法進一步識別[3][4]：

（1）鉆進過程識別。首先根據野外地質判識法判別滑面情況，進行布設鉆孔位置和鉆孔深度。在鉆探過程中，技術人員必須在將要鉆至滑坡深度位置時進行旁站觀測鉆機鉆進情況，根據鉆機鉆進快慢、跳動、卡鉆及鉆孔孔壁收縮、垮塌、縮徑等情況判別滑面位置。

（2）原位測試識別。地質判識法推測滑動面上下各2 m范圍內連續進行重力觸探試驗（若為黏土層則每50 cm進行標貫試驗），滑面位置可根據重力觸探試驗或標貫試驗成果變化差異情況確認（見圖2）。

（3）巖芯識別。滑動面附近巖芯必須干鉆，以保證巖芯原始狀態。根據鉆取巖芯的狀態（滑面位置土體明顯較松散或者呈軟～可塑狀）、巖土體組成情況（滑面部位粉質黏土含量較多或者薄層粉質黏土）、巖芯土體含水量（滑面位置土體較潮濕）等情況識別滑面位置。

（4）取樣室內試驗。在滑動面上下各2 m連續取樣（每50 cm取一組樣），根據樣品試驗結果的物理力學指標（含水率、比重、密度、孔隙比、液性指數、壓縮模量等）差異性確認滑面。由于該滑坡滑面處于角礫土，只能依據樣品含水量大小進行滑面位置識別。由于邊坡滑動后，滑坡體特別是滑動面土體松散，透水性較好，而下伏滑床未變形，透水性相對較差，因此地下水易匯集于滑動面土體，含水量明顯增大（見表1）。

5 結語

（1）本文通過G213線K63+610～K63+700滑坡勘察中識別滑面全過程，介紹野外地質判識法和勘探識別法，運用現場地質調查資料、鉆探過程鉆進情況、巖芯情況、原位測試、取樣室內試驗等成果分析，準確辨識滑動面位置，可靠性高。

（2）覆蓋層滑動面僅是各種滑動面中的一種，本文介紹滑動面辨識的方法和手段適用于與本滑坡類似情況的滑坡，而在實際工作中遇到的滑坡地質情況復雜多變，除本文介紹方法可借鑒外，需結合滑坡具體情況，運用其他多種手段（力學判識法、地球物理探測法、深層位移觀測法、數值模擬法等）進行辨識，才能更好辨識滑動面，以利于滑坡防治工程設計。

參考文獻：

[1]廣西交通科學研究院有限公司.G213線昭陽區至江底（昭曲分界）段公路改造工程第三合同段K63+550～K63+700段路基滑坡工程地質勘察報告[R].2018.

[2]胡瑞林，王珊珊.滑坡滑面（帶）的辨識[J].工程地質學報，2010，18（1）：35-40.

[3]王松齡，豐明海.滑坡區巖土工程勘察與整治[M].北京：中國鐵道出版社，2001.

[4]GB/T 32864-2016，滑坡防治工程勘察規范[S].