不穩定斜坡崩塌變形破壞特征與處治措施

毛云峰，李健民，陳登峰

(云南省公路工程監理咨詢有限公司，云南昆明 610031)

不穩定斜坡為在各種內在、外在因素的共同作用影響下，具備自然變形、失穩跡象或發生破壞的斜坡。在特大暴雨或持續性降雨等外在因素影響下，不穩定斜坡在很大程度上會進一步惡化，導致其潛在的危害程度可能達到重大級[1-3]。因此，明確不穩定斜坡的變形破壞特征對邊坡的評價及保護具有重要意義[4]。文章以某不穩定斜坡為例，分析得出其主要破壞模式為崩塌變形，在對崩塌變形的主要破壞特征進行分析后，結合主動防護和被動防護提出了該不穩定邊坡的防護措施[5]，用以指導不穩定邊坡的破壞變形分析和防護措施研究。

1 邊坡概況

通過野外地質測繪和勘探，查明不穩定斜坡地形地貌、地層巖性、巖土體結構特征和水文地質條件。該不穩定斜坡具備西北低，東南高，自東南向西北傾斜特征，主要包括2處危巖帶(WYD01、WYD02)、7處危巖體(WY01-WY07)、2處不穩定斜坡(XP01、XP02)。XP01不穩定斜坡西北低，東南高，自東南向西北傾斜特征，坡腳高程約3 200m，后緣高程約3 325m，高差約125m。XP02不穩定斜坡坡腳高程約3 200m，后緣高程約3 220m，高差約20m。由于該范圍內中部至左側邊界為人口聚集區，且上有學校，公安支隊、寺廟等比較重要建筑，并且寺廟每年會舉行萬人集會，動荷載需引起重視。

通過勘查，現狀條件下，斜坡災害體因地形坡度較陡，地表物質主要為碎塊石土，結構較松散，該不穩定斜坡目前主要表現為危巖崩塌、坡面危石滾落及局部溜滑(垮塌)災害，其中崩塌變形破壞為主。

2 不穩定斜坡分析

該不穩定斜坡變形跡象主要表現為前緣垮塌、溜滑，前部發育張拉裂縫，中前部房屋開裂破壞等，裂縫與堆積體空間形態上，主要表現為局部變形跡象，但尚未形成貫通性滑面，斜坡坡滑動主要由于斜坡坡體較陡，前部具有較大臨空面，由于前部變形而牽引斜坡變形。該不穩定斜坡目前雖未出現整體滑動情況，但在暴雨或極端工況下，可能進一步發生較大規模的滑動，形成滑坡。

2.1 地層巖性

勘察區所處的地層分區屬于秦嶺昆侖地層區，中生界三疊系地層在區內廣泛分布，以馬尼干戈一帶斷裂為界劃分義敦-中甸和馬爾康地層分區。義敦-中甸地層主要分布于測區西南，巖性由碎屑巖、碳酸鹽巖、火山巖組成。馬爾康分區地層主要分布于測區東北，巖性主要為砂、板巖。古生界地層在區內分布較少，僅在馬尼干戈一帶零星出露志留系(S)地層，巖性主要為大理巖、結晶板巖、千枚巖互層；德格縣城附近有石炭-二疊系(C-P)地層出露，巖性主要為微晶板巖、角礫狀板巖及板巖、千枚巖及絹云石英片巖夾大理巖。巖漿巖在區內的分布較零星，由于巖漿活動的多次、多期性，巖石種類繁多，有基性-超基性、中生、酸性及偏堿性巖，形成區內的山脈主峰。新生界地層主要分布于山間河谷地帶，巖性為砂、礫卵石。在山地斜坡坡麓地帶普遍分布第四系殘坡積、崩坡積的碎塊石土。

勘察區域周圍以古生代三疊系地層為原巖組成，受重力地質作用形成各類第四系成因的第四系地層，據現場調查不穩定斜坡(崩塌)及影響區(帶)地層出露包括三疊系中統雜谷腦組(T2z)、第四系崩坡積(Q4col+dl)、第四系殘坡積(Q4el+dl)及第四系沖積層(Q4al)：

2.2 不穩定斜坡危害程度

通過勘查，現狀條件下，該不穩定斜坡(崩塌)目前主要表現為危巖崩塌、坡面危石滾落及局部溜滑(垮塌)災害。

2.2.1 主要威脅對象

該不穩定斜坡目前主要表現為危巖崩塌、坡面危石滾落及局部溜滑(垮塌)災害，斜坡基巖出露面局部發育規模不大危巖單體，且斜坡坡面發育較多危石及坡面滾石，加之斜坡坡度較陡，在雨水等作用下，常有塊石風化崩落，且不穩定斜坡下部已出現局部變形，在暴雨或極端工況下，可能進一步誘發較大范圍的滑動，對斜坡體上的居民生命和財產安全構成威脅。該不穩定斜坡威脅到居民51戶480人以及公路、學校、寺廟等重要建筑的安全，威脅資產3 000萬元以上。

依據滑坡特征及其危害性，按《滑坡防治工程勘察規范》相關規定，將不穩定斜坡(崩塌)危害程度屬三級，勘查區地質條件復雜程度屬簡單類型，綜合確定該滑坡防治工程級別為Ⅱ級。

2.2.2 地質災害體破壞后造成損失估算

受威脅對象人口480人，預計估算經濟損失將超過3 000萬元。根據地質礦產行業標準DZ/T0219-2006《滑坡防治工程設計與施工技術規范》中危害程度等級劃分，確定該工程的危害程度等級為三級。

3 不穩定斜坡(崩塌)變形破壞特征

3.1 XP01、XP02變形特征分析

該不穩定斜坡在平面形態上，變形跡象主要表現為前緣垮塌、溜滑，前部發育張拉裂縫，中前部房屋開裂破壞等，裂縫與堆積體空間形態上，主要表現為局部變形跡象，但尚未形成貫通性滑面，斜坡坡滑動主要由于斜坡坡體較陡，前部具有較大臨空面，由于前部變形而牽引斜坡變形。該不穩定斜坡目前雖未出現整體滑動情況，但在暴雨或極端工況下，可能進一步發生較大規模的滑動，形成滑坡。

為進一步分析斜坡整體穩定性，對斜坡整體進行了穩定性檢算，具體詳見穩定性驗算表。通過穩定性驗算，可知，滑坡整體穩定性較好，計算結果與現場變形跡象相吻合。

綜合分析，該不穩定斜坡整體穩定性較好，但局部穩定性較差，沿附近陡坎臨空面發生淺層滑動， 在暴雨或極端工況下，可能對斜坡進一步產生牽引式滑動。該斜坡整體一旦失穩，將嚴重威脅滑坡體上居民及場鎮交通要道，潛在經濟損失在3 000萬元以上。

3.2 崩塌災害

勘查區位于高山區向侵蝕中山區過渡地段，該不穩定斜坡(崩塌)西北低，東南高，自東南向西北傾斜特征，坡腳高程約3 200m，后緣高程約3 402m，高差202m。通過踏勘，該不穩定斜坡目前主要表現為危巖崩塌、坡面滾石災害，現狀條件下，該不穩定斜坡主要表現為崩塌災害。

不穩定斜坡的崩塌災害范圍大致以不穩定斜坡后側基巖裸露陡立面為界，坡體上發育多處危巖、危石及坡面滾石等。根據變形特征，不穩定斜坡大致可分為危巖體7處、危巖帶2處。從形態看單個危巖體(危石)形態呈不規則形狀，危巖區斜坡近直立。崩塌區基巖巖體臨空面較陡，巖體受節理裂隙切割影響，在重力、風化等長期作用下，沿節理裂隙面逐漸切風化剝落。

4 抗滑樁+擋土板的不穩定斜坡治理措施

4.1 治理措施確定

根據斜坡現狀變形特點及崩塌斜坡結構特征，提出兩種治理思路方案：方案一為崩塌(危巖)治理以“主動防護”為主，不穩定斜坡治理以“抗滑樁+擋土板”為主的思路；方案二為崩塌(危巖)治理以“被動+主動防護相結合”為主，不穩定斜坡治理以“擋土墻”為主的思路。

(1)抗滑樁分A型、B型、C型三種：A型抗滑樁間距為6.0m，樁截面1.0m×1.5m，樁長15.0m,抗滑樁嵌固段深度7.0m,不小于樁長的五分之二；B型抗滑樁間距為6.0m，樁截面1.0m×1.5m，樁長13.0m,抗滑樁嵌固段深度6.0m,不小于樁長的五分之二；C型抗滑樁間距為6.0m，樁截面1.0m×1.5m，樁長16.0m，抗滑樁嵌固段深度7.5m,不小于樁長的五分之二。錨固段為粉質黏土夾碎石層及砂質板巖層，樁身采用C30混凝土澆筑。

(2)擋土板設置設置滑體前緣設樁段，設計板高3～8m，板厚0.3m，均采用C30現澆鋼筋混凝土板。擋土板縱向每隔1.2m、橫向每隔1m設泄水孔，直徑100mm，擋土板鋪設厚度不小于30cm的砂礫石透水層。

4.2 擋土墻施工流程

(1)抗滑樁定位。抗滑樁定位主要是根據抗滑樁軸線位置進行確定的。測量出抗滑樁布置軸線，在軸線上布置木樁作為抗滑樁引樁，利用引樁布放抗滑樁樁中心位置，以木樁上釘鐵釘定位，并砌筑樁的開挖位置。

(2)鎖口澆筑。沿樁開挖線開挖樁孔，當樁孔深度達到1m后，制作、安裝好護壁鋼筋和鎖口鋼筋，支架模板，澆筑鎖口。鎖口和第一節護壁連成一體。

(3)樁身開挖。樁身開挖須按照測量定位分節開挖，每節開挖深度覆蓋層中為1.0m，巖層中為1.5m。抗滑樁開挖過程中必須進行地質編錄，記錄各地層的標高。開挖時，嚴禁爆破。施工中注意抗滑樁開挖采用跳槽開挖，防止對滑坡產生太大擾動。

(4)護壁澆筑。當達到一節護壁的開挖深度后，按照設計尺寸進行護壁鋼筋制安、架設模板，澆筑護壁混凝土。護壁混凝土澆筑前，必須嚴格校正模板位置，保證護壁不侵入樁截面的凈空。

(5)樁身鋼筋制安。接頭位置應相互錯開，在同一截面內接頭的數量不超過鋼筋總數的二分之一，同時有接頭的截面之間的距離不小于2.5m；鋼筋束需緊貼，沿鋼筋長1～2m點焊成束。

鋼筋的安裝是在確保鋼筋的最小保護層的前提下進行的。為了確保鋼筋的最小保護層，在鋼筋與模板之間設置強度不低于設計強度的混凝土墊塊。墊塊互相錯開，分散布置。

(6)抗滑樁及擋板混凝土澆筑。在強度滿足設計要求的前提下對抗滑樁和擋板混凝土進行澆筑，完成抗滑樁+擋土板防護措施的施工。

5 結論

在現場勘查的基礎上，獲取了不穩定斜坡區域的地層巖性特征。在此基礎上對該不穩定斜坡的危害程度進行評價，從主要威脅對象和地質災害體破壞后造成損失兩個方面進行分析，將該滑坡防治工程級別為Ⅱ級，危害程度等級定為三級。對比了兩種治理思路方案后提出了以“被動+主動防護相結合”為主，不穩定斜坡治理以“擋土墻”為主的思路，并闡述了擋土墻施工的具體流程。