某滑坡群成因機制分析及防治方案

周旗俊

（湖南省勘查設計研究院，湖南 長沙 410000）

1 滑坡區(qū)地質環(huán)境條件

1.1 地形地貌

滑坡區(qū)一帶為侵蝕剝蝕低山地貌，地形起伏較大，植被發(fā)育。海拔標高一般為696m~883m，相對高差約187m。地勢總體是西南與北東兩側山體高，西北與東南一帶低。H1、H2滑坡體及其周邊地形為一向北西傾斜的單面斜坡。H3滑坡體及周邊地形為一向南東傾斜的單向斜坡。

1.2 地層巖性

滑坡區(qū)內出露的由新到老的地層主要為第四系及志留系中統(tǒng)羅惹坪群，詳述如下：

（1）第四系（Qel+dl）：含碎石粉質黏土，黃褐色、灰褐色，硬塑狀，不均勻含5%~30%的碎石，粒徑20mm~50mm的碎石顆粒質量占總質量5%~20%，粒徑50mm~100mm占3%~5%，顆粒級配差，呈棱角狀，顆粒分選性差，顆粒成分為頁巖，呈強風化狀，顆粒之間充填角礫和黏性土。

（2）志留系中統(tǒng)羅惹坪群（S2lr）全~中風化砂質頁巖：褐灰、灰色，砂巖、砂質頁巖，薄層狀夾有中厚層狀，泥質膠結，節(jié)理裂隙較發(fā)育，節(jié)理裂隙面上有褐色鐵錳質浸染，巖體較破碎，碎裂狀結構。

1.3 人類工程活動

人類工程活動自坡頂至坡腳，強度增大。坡中上部到坡頂為天然灌木林地，坡中下部階梯狀村落，坡腳局部切坡開挖建成道路，人類工程活動改變了原始坡形態(tài)，大大增強了土體的降水入滲能力，坡腳切坡開挖破壞了原始邊坡的連續(xù)性，造成巖土接觸帶這一軟弱帶臨空。

2 滑坡群基本特征及危害對象

2.1 滑坡邊界、形態(tài)特征

H1滑坡主滑方向為330°，H2滑坡主滑方向為280°，H3滑坡區(qū)地勢整體東北高西南低，主滑方向為220°。滑坡縱向剖面形態(tài)為前緣陡、中部緩、后緣陡。均屬小型淺層推移式土質滑坡。

滑坡邊界：滑坡周界以巖土體是否產生變形破壞界定，其沿滑坡體周邊分布。H1滑坡剪出口前緣陡坎為界，左緣以沖溝為界，右緣以山脊分水嶺為界，后緣以裂縫變形消失處及微地貌為界。H2滑坡剪出口前緣陡坎為界，左緣、右緣基本以山體棱角轉折線為界，后緣以裂縫變形消失處及陡坎為界。H3滑坡后緣以陡坎及裂縫變形消失處為界，左緣、右緣基本以山體棱角轉折線為界。

2.2 滑坡物質組成及結構特征

H1、H2、H3滑坡物質組成及結構特征：在鉆探、淺井和槽探確定滑坡體在自上向下分布的地層為：滑體土（含碎石粉質黏土）、滑帶土、滑床主要為志留系中統(tǒng)羅惹坪群（S2lr）全~中風化砂質頁巖，巖層產狀與主滑方向為反向的關系。

圖1 滑帶土

2.3 滑坡變形歷史及特征

對研究區(qū)進行地質勘察發(fā)現(xiàn)，可依照H1、H2、H3三種滑坡體的地質條件、變形特征、地形地貌等進行判斷，滑坡形成的主要原因是人工活動誘發(fā)和大氣降水共同作用。受暴雨影響，各個斜坡發(fā)生明顯變形，造成多棟房屋及地坪開裂變形，墻體裂縫多為穿墻裂縫。

圖2 裂縫照片

2.4 危害對象

滑坡群威脅人數(shù)30戶，117人，潛在經(jīng)濟損失1050萬元，按《滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范》（DZ/T0219—2006）滑坡防治工程分級表，確定H1、H2、H3滑坡防治工程等級為Ⅲ級。

3 滑坡穩(wěn)定性分析

3.1 滑坡形成機制分析

內因和外因共同構成了滑坡體，同時這兩個方面存在一定的聯(lián)系，其中地質構造因素、地貌因素、巖性因素為形成滑坡體的內因，人類的工程活動和自然環(huán)境因素為滑坡形成的外因。

（1）地形地貌。出現(xiàn)滑坡群的周圍地形地貌通常是侵蝕剝蝕低山地貌，起伏較大，整體地形坡度較陡，前緣建房切坡，忽略了支護的作用，因易出現(xiàn)滑坡區(qū)域多為山坡凹形區(qū)域，地下水、地表水會長期集聚在一起，導致出現(xiàn)滑坡體。

（2）巖性。滑坡體上覆土層為第四系殘坡積含碎石粉質黏土，結構松散，透水性強，易于雨水入滲。地下水主要沿基巖面向下流動，在地下水作用下，易使滑坡體飽和，滑體重度增加，易在土巖接觸面上形成的軟弱滑帶，為滑坡形成奠定了基礎，進而引發(fā)災害。

（3）降雨。大范圍集中降雨會誘發(fā)坡體變形。持續(xù)的降雨過程導致巖土體的自重增加，當孔隙水的壓力增加到無法承受的極限時，基巖就會發(fā)生滑動，當滑坡體受到地下水滲透影響，巖土層被軟化，抗剪強度變弱，巖土體失穩(wěn)，最終導致滑坡形成。

（4）人類工程活動。不合理的人類活動是形成滑坡的外在因素。坡腳切坡開挖建成道路，人類工程活動改變了原始坡形態(tài)，造成巖土接觸帶這一軟弱帶臨空。另外坡體上大量修建房屋，增加了滑坡體的荷載，同時坡體居民生活用水的無序排放，也加劇了滑坡的變形。綜上所述，地形地貌、巖性、降雨和人類工程活動是形成該滑坡主要因素。其中造成滑坡滑動的主要外界影響因素是大氣降水和人類工程活動。

3.2 滑坡穩(wěn)定性影響因素

根據(jù)踏勘及現(xiàn)場勘探分析，地形地貌、巖土性質、水文地質條件和人類工程活動是影響該滑坡穩(wěn)定性的因素，其中造成滑坡滑動的主要外界影響因素是大氣降水和人類工程活動。在暴雨條件下，地表水容易下滲，致使土體飽和，自重加大，潛在滑動面處的土體抗剪強度降低，有利于潛在滑動面的進一步發(fā)展及貫通，最終導致滑坡失穩(wěn)。

3.3 破壞模式分析

結合H1、H2、H3滑坡的發(fā)展過程和現(xiàn)場調查資料，主要是由于人類工程活動及降雨造成，滑坡變形主要從中后緣開始，且剪切面為軟弱結構面控制，因此判斷該滑坡群屬于小型推移式滑坡。

4 滑坡穩(wěn)定性計算

4.1 穩(wěn)定性計算結果

此次研究中，主要針對H1、H2、H3這三種滑坡形式的穩(wěn)定性進行準確計算，滑坡體的抗剪強度指標C、φ值可通過反演試驗、實驗室內的評價結果綜合評定后得出。H1、H2、H3滑坡穩(wěn)定性計算結果見下表1。

表1 滑坡穩(wěn)定性計算結果表

4.2 穩(wěn)定性評價

H1滑坡：在自重工況下，滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨工況下，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。H2滑坡：在自重工況下，滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨工況下，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。H3滑坡：在自重工況下，滑坡體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨工況下，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。其沿滑動面滑動的可能性存在，需采取適當工程治理措施。

4.3 變形發(fā)展趨勢分析

H1滑坡目前處于蠕動變形階段。滑坡前緣人類活動改造強烈，切坡建房形成臨空面大大降低了坡腳阻抗，增大了下滑力，滑坡中后部人類活動也較強烈，生活飲水亂排亂放，在基覆面附近富水，造成滑體自重增加，滑面抗剪強度降低，如果滑坡地質災害出現(xiàn)后不能及時進行治理，巖土體的變形程度會進一步加劇，滑坡體變形范圍向外部擴散，淺層松散的滑體有崩塌的風險，巖土體的整體穩(wěn)定性變弱，周邊建筑也有變形的風險，會導致地質災害發(fā)生。

H2滑坡尚且處于向變形發(fā)展的一個階段。巖土體的結構松散，具有良好的透水性，因未安裝排水設施，遇到降雨天氣，雨水逐漸滲入巖土體，當?shù)乇硗翆雍窟_到極限時，滑面自重增加，巖土體失穩(wěn)。另外后緣切坡建房形成3m~6m的陡坡，且未進行任何形式的支護，人為地加快了滑坡的變形，從而引發(fā)更大地質災害發(fā)生。

H3滑坡目前處于蠕動變形階段。滑坡體結構松散，透水性較好，加上地表缺乏必要的排水設施，降雨期間，隨著地表水不斷入滲，表層滑體土飽和，自重加大，下滑力增加，從而導致滑坡體穩(wěn)定性降低，居民房屋變形進一步加劇，從而引發(fā)更大地質災害發(fā)生。

綜上所述，三處滑坡在暴雨工況下穩(wěn)定性均較差，潛在危險性大，治理非常必要。

5 防治方案建議

5.1 搬遷避讓方案

本方案為在不對滑坡地質災害進行有效治理恢復的前提下，為確保滑坡影響范圍內居民生命財產安全而采用的被動避讓方案。即對30戶117人村民進行整體搬遷，另選安全地段重建安置。搬遷避讓主要工作內容如下：①安置點選擇；②宅基地劃撥；③現(xiàn)有建筑物拆除、清運；④房屋重建；⑤安置點生產、生活設施。

按綜合單價1600元/m2的建筑成本估算，搬遷避讓需資金720萬元。該村地處侵蝕剝蝕低山地貌，山地多平地少，搬遷用地選址較難實現(xiàn)，且搬遷時仍需切坡建房，不可避免造成人工邊坡，切坡建房造成的邊坡仍然需要治理。據(jù)現(xiàn)場實地調查，災害點距離某國家森林公園最近距離約1.5km，大部分村民的經(jīng)濟收入主要靠旅游業(yè)支持，多數(shù)村民對搬遷抵觸。綜上所述，搬遷避讓方案難度較大，因此不建議采用此方案。

5.2 治理方案

滑坡群為小型淺層推移式土質滑坡，主要由3個滑坡H1、H2、H3組成，根據(jù)滑坡變形跡象及變形特征，建議防治方案如下：

（1）推薦對H1滑坡防治設計：滑坡前緣布置一排抗滑樁，坡頂修建截水溝+對裂縫回填壓實。

（2）推薦對H2滑坡防治設計：滑坡前緣布置一排抗滑樁，坡頂修建截水溝+對裂縫回填壓實。后緣較陡部位（張業(yè)龍屋后）設置錨桿格構，并對邊坡坡面進行修坡植草，張功福房屋后設置擋土墻。

（3）推薦對H3滑坡防治設計：滑坡前緣布置兩排抗滑樁，坡頂修建截水溝+對裂縫回填壓實。滑坡前緣及中部陡坎部位設置擋土墻。

6 結語

（1）通過地形數(shù)字化測量成圖，工程地質測繪，工程鉆探、井探、槽探，原位測試，室內試驗等綜合手段，查明了滑坡的地質環(huán)境條件、規(guī)模、地貌形態(tài)、氣象水文、地震效應、構造及新構造運動，在此基礎上，進行了滑坡、崩塌成因機制分析、預測及穩(wěn)定性計算評價。

（2）計算表明：H1滑坡：在自重工況下，滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨工況下，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。H2滑坡：在自重工況下，滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨工況下，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。H3滑坡：在自重工況下，滑坡體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨工況下，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。沿滑動面滑動的可能性存在，需采取適當工程治理措施。

（3）根據(jù)滑坡群威脅對象情況和穩(wěn)定性分析，為確保滑坡群影響范圍內居民生命財產安全采取科學的防治方案。