大方縣滑坡地質(zhì)災害形成因素分析及治理措施研究

陳 像

（畢節(jié)市礦產(chǎn)資源勘查中心，貴州 畢節(jié) 551700）

受持續(xù)強降雨影響，2020年6月12日凌晨，大方縣果瓦鄉(xiāng)茶園村南東側(cè)、北西側(cè)斜坡體發(fā)生蠕動滑移，威脅到茶園村村民和茶園小學師生的生命、財產(chǎn)安全。為及時消除這類地質(zhì)災害的威脅，本研究開展了地質(zhì)災害調(diào)查，分析了滑坡地質(zhì)災害特征和形成因素，并提出了有效的治理措施[1]。

1 地質(zhì)環(huán)境概況

大方縣大地構造位于上揚子陸塊黔北隆起區(qū)畢節(jié)弧形褶皺帶，在黔西高原向黔中山原丘陵過渡的斜坡上，屬侵蝕-剝蝕地貌。區(qū)內(nèi)構造簡單，巖石節(jié)理發(fā)育；出露地層為三疊系下統(tǒng)嘉陵江組二段，巖性為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、砂巖及灰?guī)r；第四系殘坡積層主要為含碎石黏土，厚度受地形控制，結構松散、透水性強。區(qū)內(nèi)水文條件簡單，分為基巖裂隙水、第四系松散孔隙水兩大類，受季節(jié)變化影響較大。

2 工程地質(zhì)特征

研究區(qū)內(nèi)巖體被劃分為第四系松散巖類巖組、軟硬相間巖類巖組兩類。巖土體物理和力學性質(zhì)如表1所示。

表1 巖土體物理和力學參數(shù)統(tǒng)計

第四系松散巖類巖組成分為黏土，土體力學強度低，無實際工程意義。

軟硬相間巖類巖組為泥巖、砂巖，整體抗風化能力較弱，力學強度較低，工程性質(zhì)差。

2.1 巖體物理力學性質(zhì)

根據(jù)巖樣物理力學性質(zhì)試驗，結合區(qū)內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境、地層巖性及地質(zhì)構造的影響，確定滑床泥巖物理力學性質(zhì)：天然重度為24.50 kN/m3，天然抗壓強度為10.52 MPa，抗剪強度c值為1.25 MPa、φ值為38.1°，靜彈性模量為0.14×104MPa，泊松比為0.32，地基彈性抗力系數(shù)為200 MN/m3，地基承載力特征值為650 kPa，基底摩擦系數(shù)為0.40。

2.2 滑體土物理力學性質(zhì)

滑體土天然含水量ω為22.19%，天然密度ρ為1.96 g/cm3，孔隙比e為0.67，飽和度為89.96%，天然內(nèi)聚力c值為28.46 kPa，天然內(nèi)摩擦角φ值為10.89°。通過計算，滑體土天然重度γ為19.42 kN/m3，飽和重度γsat為19.80 kN/m3。

3 滑坡地質(zhì)體特征

3.1 滑坡體特征

滑坡體在平面上呈矩形，斜長約85.0 m，寬約120.0 m，平均厚度約3.0 m，滑坡隱患規(guī)模約3.0×104m3，主滑方向300°，屬小型淺層土質(zhì)滑坡隱患（見圖1）。

圖1 滑坡體全貌

滑體主要由第四系殘破積物和泥巖組成，厚度一般在2.0～5.0 m，平均厚度為4.0 m。自上而下分為兩層：（1）第四系殘坡積層，為黃色含碎石黏土，表土層為耕植土，結構松散，表層透水性強，厚度約為1.0 m。（2）三疊系下中統(tǒng)嘉陵江組二段，滑體物質(zhì)為黃色泥巖，巖層受兩條節(jié)理裂隙切割，產(chǎn)狀為140°∠70°、220°∠80°，節(jié)理發(fā)育程度達7條/m，滑體厚度在1.0～4.0 m不等。

3.2 滑坡剪出口區(qū)域向前滑動

滑坡體前緣為通村水泥路后側(cè)切坡邊坡和居民建房切坡邊坡沿線，斜坡物質(zhì)成分為黏土和泥巖，為巖土質(zhì)邊坡，公路邊坡未支擋，居民建房邊坡設置了漿砌石擋墻支擋。調(diào)查后可見，公路邊在底部0.2～1.0 m區(qū)域沿巖層層面向前滑動約10 cm（見圖2），滑面上下部均為黃色泥巖，降雨后有變形加劇現(xiàn)象；在擋墻區(qū)域，滑動面被擋墻掩蓋，擋墻受滑坡滑動局部鼓凸開裂變形。

圖2 剪出口滑動現(xiàn)狀

3.3 滑坡體上開裂變形

在滑坡體中部可見兩條近期變形的裂縫，一條可見長度為1.5 m，寬3 cm，走向為115°；另一條可見長度為1.0 m，寬1 cm，走向140°。經(jīng)調(diào)查，兩條裂縫拉裂跡象新鮮。

該滑坡體變形跡象、蠕動滑移跡象明顯，滑坡體在降雨的影響下仍可能沿巖層層面繼續(xù)發(fā)生滑動，對周圍人及構建筑物的安全構成威脅。

3.4 滑坡體穩(wěn)定性分析

滑坡體由第四系殘坡積層含碎石黏土和強風化泥巖組成，目前已發(fā)生滑動變形，滑面為巖層層面。滑坡在自重和地下水的作用下，穩(wěn)定系數(shù)為1.42，穩(wěn)定性評價屬穩(wěn)定；在安全系數(shù)取1.30的情況下，剩余推力為0 kN/m；在自重、暴雨、地下水（1/3飽水）的共同作用下，穩(wěn)定系數(shù)為0.94，穩(wěn)定性評價屬不穩(wěn)定，在安全系數(shù)取1.15的情況下，剩余推力為451.83 kN/m[2]。

4 滑坡成因分析

4.1 內(nèi)在因素

4.1.1 斜坡形態(tài)特征

研究區(qū)屬侵蝕剝蝕中山斜坡溝谷地貌，總體地勢東高西低，地形上緩下陡，滑坡體處于整個斜坡體中部，地形坡度約為25°；滑體前緣為連續(xù)的切坡邊坡，高3.0～5.0 m不等，為滑坡體的滑動及剪出提供了空間條件。另外，滑坡體后緣地形相對平緩，為茶園小學校園，校園內(nèi)均使用了混凝土硬化，雨水匯集到校園北東側(cè)沿圍墻泄水孔排泄到滑坡體后緣，由此滲入滑坡體，為地表水的匯集和集中入滲提供了有利的地形條件。因此，斜坡形態(tài)特征是該滑坡隱患形成的重要內(nèi)在因素。

4.1.2 斜坡巖土組合特征

滑體物質(zhì)由第四系殘坡積層和強風化泥巖組成，其物質(zhì)成分主要為黏土、含碎石黏土及強風化泥巖，土層結構松散，滲透系數(shù)大，地表水易下滲。另外，泥巖強風化，節(jié)理裂隙發(fā)育，水體通過第四系入滲后，沿節(jié)理裂隙下滲到巖層層面，然后沿巖層層面徑流，在前緣切坡露頭區(qū)域排泄。雨水長期集中入滲、沿巖層層面排泄，軟化了巖層層面，不斷降低了巖層層面的抗剪強度，加速了滑坡體的滑動。

滑床物質(zhì)為泥巖，與斜坡呈順向相交，且坡體坡度與巖層產(chǎn)狀一致，不利的斜坡結構導致滑坡體更易沿軟弱結構面發(fā)生滑動。因此，斜坡巖土組合特征是該滑坡隱患形成的另一重要內(nèi)在因素。

4.1.3 地下水特征

滑坡體上出露了3個泉點，泉點流量均為0.1 L/s左右，且為居民飲用水源，同時周邊巖土結合面均可見較小的水體沿巖土結合面溢流，區(qū)內(nèi)為地下水排泄區(qū)，巖土結合面長期受地下水侵蝕。在降雨期間，地下水徑流變大，水位抬升，巖土結合面進一步被軟化破壞，加速了滑坡體的變形破壞。因此，地下水特征也是滑坡隱患形成的重要內(nèi)在因素。

4.2 外在因素

4.2.1 大氣降水

據(jù)調(diào)查，該滑坡體發(fā)生滑移變形前，該地區(qū)連續(xù)降雨，單日降雨量分別為67.2、71.4、51.6 mm。降雨匯集入滲排泄，一方面使滑體充分飽和，重度增加；另一方面下滲到軟弱結構面，軟化滑帶，降低滑帶的抗剪強度，進而降低滑坡體的抗滑能力，降低穩(wěn)定性。因此，大氣降水是該滑坡的動力產(chǎn)生條件，是滑坡形成的重要外動力因素。

4.2.2 人類工程活動因素

人類工程活動主要為公路建設切坡和居民建房切坡。滑坡體前緣為連續(xù)的切坡邊坡，雖然建房切坡使用了一定的擋墻支護，但支護作用有限，切方改變了原始斜坡的連續(xù)性，降低了滑坡體的整體抗滑力，同時為滑坡的滑動提供了剪出口。因此，人類工程活動是該滑坡失穩(wěn)的另一外在因素。

綜上所述，該滑坡不利的地形地貌、不良的巖土組構及不合理的人工切坡造成了滑體，大氣降水的匯集入滲過程、在后緣形成靜水壓力、徑流形成滲透壓力和拖曳力，導致斜坡后緣推移、前緣剪出，產(chǎn)生平面推移式滑坡。

5 滑坡治理研究

5.1 抗滑樁工程

由于滑體厚度大，在剪出口處設置抗滑樁，根據(jù)下滑剩余推力451.83 kN/m，計算出水平推力410.00 kN/m，設置懸臂式抗滑樁，樁形為矩形，樁長7.0 m。考慮到嵌入泥巖段存在節(jié)理裂隙發(fā)育且泥巖質(zhì)軟，設計抗滑樁受荷段（懸臂段）為4.0 m，嵌固段為3.0 m，樁徑為1.5 m×2.0 m，樁間距為6.0 m，樁芯砼為C30，樁孔上部2.0 m護壁厚200.0 mm，護壁砼為C20，共13根[2]。

5.2 板樁式抗滑擋土墻工程

抗滑擋土墻分為抗滑樁和樁間板墻兩部分。由于滑體厚度大，在切坡建房后側(cè)設置抗滑樁，根據(jù)下滑剩余推力146.92 kN/m，計算出水平推力132.00 kN/m。設置懸臂式抗滑樁，樁形為矩形，樁長7.0 m，考慮到表層土層較薄，設計抗滑樁受荷段為3.0 m、懸臂段為4.6 m、嵌固段為2.4 m，樁徑為1.0 m×1.4 m，樁間距為5.0 m，樁芯砼為C30，頂部2.0 m設置板墻，單塊板墻厚30 cm、寬4.0 m、高1.0 m，共7根抗滑樁、12塊板墻[3-4]。

5.3 重力式擋土墻工程

重力式擋土墻主要考慮對公路切方和建房切方順向邊坡支擋。設置的重力式擋土墻為直立式，墻身高4.0 m、頂寬0.6 m，面坡傾斜坡度為1.00∶0.25；背坡直立，墻底傾斜坡度為0.2∶1.0，設置1個擴展墻趾臺階，寬0.3 m、高0.5 m，墻體基礎不低于0.5 m，共312.0 m長，局部應根據(jù)地形起伏在控制頂寬的基礎上調(diào)整高度[3]。

6 結語

大方縣地質(zhì)環(huán)境脆弱，地質(zhì)災害頻發(fā)，滑坡是危害最嚴重的地質(zhì)災害類型，滑坡類型均為黃土滑坡，中淺層滑坡居多。以典型的滑坡為研究對象，發(fā)現(xiàn)地形地貌、巖土體結構、水的作用、人類工程活動是造成滑坡的主要因素，并針對滑坡特征提出實施抗滑樁、抗滑擋土墻、重力式擋土墻等治理工程，為同類型的滑坡體治理提供參考。