重慶開州區中和鎮牌樓村杉樹林滑坡成因分析與穩定性評價

張浩天 陳興長

（西南科技大學環境與資源學院，四川 綿陽 621000）

重慶位于四川盆地東部，屬于我國地勢的二級階梯與三級階梯的過度地段[1-4]。受多方因素影響屬于典型的亞熱帶季風氣候，降雨集中容易引發滑坡地質災害。對于滑坡研究一直是災害研究中的重要鄰域，滑坡的穩定性分析方面有著大量的研究[5-7]。這對于地區穩定發展以及人民安全生活有著重要作用。

1 滑坡概況

滑坡體所在地屬于構造剝蝕低山地貌區，微地貌為單斜緩斜坡地形，坡度在10°～15°，地勢南高北低。本滑坡為基巖平推滑坡，后緣以拉裂槽為界，前緣剪出口為陡緩交接面和基巖控制，兩側以沖溝為界。滑體縱長約380m，橫寬約550m，平均厚度約14m，面積約15.0×104m2，體積約210×104m3，為大型中層巖質滑坡，主滑方向約28.5°。

2 滑坡成因與變形破壞機制

2.1 滑坡成因

地形條件：滑坡后部緊靠山體，左右兩側發育沖溝，沖溝成為滑坡體排泄地表水的主要通道，地表水沖刷作用加大沖溝切割的同時，降低了滑坡體兩側的穩定性。前緣地形變陡，形成了三面臨空的斜坡，使得坡體內的巖土體臨空，導致斜坡上部的巖土體逐漸喪失支撐力，進一步促進了斜坡巖土體的變形破壞。

地層巖性：滑坡區出露地層為沙溪廟組地層，巖性為一套軟硬相間的薄～中厚層狀泥巖、泥質粉砂巖夾砂巖。這種軟硬相間的層狀結構，在構造應力、風化營力、地下水的共同作用下，產生軟巖層的泥化。而這種軟巖層以親水性較強的伊利石或蒙脫石等為主，抗剪強度低，使滑體容易沿著軟弱面下滑。

水文地質條件：滑體為碎裂巖體和表層塊石土，滑帶附近為地下水富集帶，強降雨時，后緣拉裂槽水位迅速升高產生靜水壓力，滑帶附近水壓也迅速升高對滑體產生浮托力，易導致坡體失穩。

降雨：后緣拉裂槽迅速充水是滑坡的啟動的直接誘因，而暴雨是后緣裂隙充水的前提條件。另外斜坡在長時間連降暴雨時，地面徑流不能及時排走降水，雨水滲入土體降低土的力學性質，使滑體及滑帶土飽水程度增大，抗剪強度降低，自重下滑力增大，抗滑力減小，是滑坡發生的主要誘因。

人類工程活動：滑坡體中部民房、水塘的修建也破壞了土體的結構，同時也增加了滑坡體上的外部荷載。

2.2 變形破壞機制

從地形分析：本滑坡為近水平巖層平推式滑坡，滑坡從開始變形到形成現狀經歷了多次變形和滑移。滑坡形成初始，滑坡地區為自后緣陡崖頂向北延伸的順向巖質斜坡，左側和前緣臨空。在滑坡變形和滑動歷史中，下部斜坡在陡崖處與母巖拉裂，逐漸形成如今寬15～40m的拉裂槽和高9～40m的陡崖，滑動后殘留的較硬巖體在拉裂槽以北形成假基巖山體，東側與未滑動地帶拉錯開形成沖溝并形成一定高差（現狀地形高差約4～6m），最終形成現狀地形地貌。

從動力來源分析：滑坡位于背斜北西翼近傾覆段地帶，構造作用形成了與拉裂槽平行的構造裂隙，隨著后緣裂隙（逐漸發展為拉裂槽）水位的升高，在后緣產生靜水壓力，滑帶相對透水，在滑帶產生浮托力作用于滑體并產生滑移，滑坡啟動并滑移一段距離后，滑坡后緣的裂隙水壓力迅速消散，滑坡又立刻制動；當后緣積水深度又達到臨界水深時，滑坡又重新啟動。如今滑坡處于再次復活啟動階段。

3 滑坡穩定性分析

根據劉繼芝嫻對萬州區庫岸段侏羅系紅層滑坡滑帶土抗剪強度參數研究[8]，結合本次選取的兩組滑帶土樣物性參數，抗剪參數綜合取值：天然狀態下粘聚力12kPa，內摩擦角6.5°；飽和狀態粘聚力9kPa，內摩擦角5°。

滑坡為不涉水滑坡，處于抗震設防烈度Ⅵ度區，不考慮地震荷載，危害程度級別確定為Ⅱ級，防治工程等級確定為Ⅱ級，N=20年，按威脅人數考慮內插確定抗滑穩定安全系數1.168。

根據規范不涉水滑坡穩定性計算工況：天然工況（工況1）、暴雨工況（工況2）。

工況1：自重+地表荷載+地下水壓力

工況2：自重+地表荷載+地下水壓力

按滑坡穩定狀態劃分標準：穩定狀態：Fs≥Fst（Fst：抗滑穩定安全系數）；基本穩定狀態：1.05＜Fs≤Fst；欠穩定狀態：1.00＜Fs≤1.05；不穩定狀態：Fs＜1.00。滑坡防治等級為Ⅱ級，根據威脅人數內插安全系數取1.168。經計算滑坡在天然工況為穩定狀態，暴雨工況為基本穩定狀態。

表1 滑坡整體穩定性計算成果

滑坡整體處于欠穩定～穩定狀態，若無相應工程措施進行治理，可能變形加劇，破壞公路及周邊房屋。

4 危巖體

4.1 危巖體概況

陡崖位于場地東南側，為切向坡陡崖，滑坡對應區陡崖大致呈直線型，略有波狀起伏。發現危巖體（危巖帶）共8處，單個體積80.58～284.26m3，總體積1370.63m3。危巖形態各異，主要呈柱狀、塊狀、帽檐狀、長方體狀等。主要潛在破壞模式為滑移式、傾倒式。

4.2 危巖穩定性評價

在砂巖陡崖上，受裂隙切割、地形及巖腔臨空條件制約影響，部分巖體脫離母巖，發生輕微變形形成危巖，其穩定性較差。根據野外調查，各危巖體主要受兩組結構裂隙面控制，將各危巖體裂隙與臨空面產狀關系作穩定性極射赤平投影。危巖主要受后壁裂隙或兩組相交“X”型結構面切割控制，加之巖腔及層面組合，危巖體處于基本穩定狀態～欠穩定狀態。

表2 杉樹林滑坡后側危巖特征、分類、穩定性評價一覽表

5 滑坡的危害趨勢及防治

5.1 災害發展趨勢推測

滑體：滑坡為平推式滑坡，目前變形主要分布于中后緣，后緣山脊、水渠、路面變形明顯且近年有加劇。滑坡穩定性主要受后緣拉裂槽充水高度和滑帶土抗剪強度控制，若無相應工程措施進行治理，滑帶土長期飽水軟化，抗剪強度將進一步降低，在某次強降雨作用下，后緣充水高度達到限值，將推動滑坡整體滑移。

危巖體：從危巖所處陡崖（陡坡）位置、變形特征及控制危巖穩定性的裂隙發展情況來看，巖體在自重的作用下，加之后壁裂隙水壓力楔劈作用，使裂隙不斷的加寬加深，最后破壞鎖固部位，最終危巖產生崩塌。

5.2 滑坡防治建議

綜合工程治理

（1）完善地表排水系統：對滑坡區排水系統進行整治，滑坡后緣陡坡坡腳，將后部的地表水及時引出坡外，并加強截水溝防滲處理，對排水能力不足的排水溝重新進行規劃改造，并進行漿砌、補漏防滲；坡體內水田較多，對這些地表水體應做合理的蓄水、防滲、排水的整治措施。

（2）支擋工程：針對滑體變形的實際情況，采用抗滑樁支擋，阻止變形繼續發展。

（3）滑坡后緣陡崖存在危巖，建議采用錨固、巖腔支撐、巖腔封閉充填、清除等措施。

6 結語

通過本文的研究論述，得出以下主要結論：

（1）滑坡區屬構造剝蝕低山地貌，單斜斜坡地形，地勢總體南高北低，坡度在10°～15°之間，局部形成陡砍。

（2）影響滑坡穩定性的因素主要包括后緣充水高度、地形地貌、地層巖性、暴雨作用及人類工程活動等。

（3）滑坡為近水平巖層平推式基巖滑坡，滑坡暴雨工況處于基本穩定狀態，天然工況處于穩定狀態。若無相應工程措施進行治理，滑帶土長期飽水軟化，抗剪強度將進一步降低，在某次強降雨作用下，將推動滑坡整體滑移。

（4）對于該滑坡的滑坡體建議采用抗滑擋墻+截排水工程；對每塊危巖體分別采用錨固、巖腔支撐、巖腔封閉充填、清除等措施。