土質滑坡地質災害穩定性分析及治理措施

李 游

衡陽市蒸湘區雨母山鎮雨母村麻皂滑坡于2019年7月1日初見明顯滑動跡象，為該處坡體出現整體向下滑動，損壞道路長約80m。雨母山鎮國土資源所發現該處地質災害再次發生險情后迅速組織人員撤離并上報衡陽市自然資源和規劃局與蒸湘區分局，蒸湘區分局同時向蒸湘區人民政府領導進行了匯報，有關領導均到現場進行了查看并指導救災避險。該地質災害隱患點現嚴重威脅到當地居民及行人的生命財產安全，損毀的道路已無法通行。鑒于此，有必要對滑坡區域的穩定性加以分析，然后在此基礎上提出相應的解決措施。

1 勘查主要結論

該滑坡體冠標高168.70m，趾標高137.80m，相對高差30.90m。平面形態呈近半圓狀，空間形態為圈椅形，剖面為折線形。滑坡前緣橫寬約121m，滑坡縱長約78m，滑坡平均厚度約5.77m，面積約9438m2，體積約5.45×104m3，滑坡坡度約30°，局部傾陡，滑坡體主滑方向320°，為小型淺層牽引式土質滑坡。呈現出滑坡場區全貌。

采用傳遞系數法進行了滑坡穩定性計算，計算結果顯示：山體由于外力作用常常會出現滑坡、逆向延伸等問題，在少雨或干旱的天然情況下，坡段自身的壓力較小，所以，滑坡體處于穩定狀態；而在長期降雨或強降雨狀態下（滑體飽水狀態下），山坡的各個位置所承受壓力會逐漸增加，致使滑坡體處于極度不穩定狀態。經取地表水及地下水進行化驗分析：判定場區地表水及地下水對混凝土結構中鋼筋具微腐蝕性。從多個位置布設分析節點，提出了采取截排水溝+前方+錨拉式樁板墻+路面修復+監測工程措施進行綜合治理的方案。

2 地質災害體穩定性計算及評價

2.1 計算剖面的確定

滑坡穩定性計算選取1-1、2-2、3-3三條剖面3個滑動面進行計算，并對可能的滑動面進行穩定性計算，為工程設計提供依據。

2.2 計算參數的確定

滑坡體重度、c、φ值選取均在勘查報告中給出，再通過反演法，分別獲取滑面、坡頂以及覆蓋面的基礎數值，與初期設定的標準進行比照研究，計算出定向誤差。將滑坡劃定為三個等級，針對于反演的對象，設定災害的集中爆發點。按照《滑坡防治工程勘查規范》（GB/T32864—2016），結合地區經驗確定潛在滑帶土粘聚力c值或內摩擦角φ值，根據相關公式反求另一值。

2.3 滑坡參數敏感性分析

由測定可見，F-Φ關系曲線中的直線簇傾角為20°，F-C關系曲線中的直線簇傾角為14°，此時山坡與其他山體之間的角度需要保持在55°～90°之間，在山體標定的區域范圍之內，設定對應的反演動態曲線，曲線的變動也會隨著角度的變化發生調整，表明暫時穩定系數F對內摩擦角的反應比對粘聚力的反應靈敏。這部分可以將所布設的滑坡點進行關聯，設定初始反演滑坡點與終止反演滑坡點為HP1、HP2，而HP1需要分化成一定數量的測定剖面點，分布于山體周圍，以待后續應用。

2.4 穩定性計算結果

滑坡采用滑坡推力計算，其目的是為滑坡在不同工況條件下的穩定性評價及滑坡防治提供依據。計算荷載考慮滑體自重、地表荷載、暴雨、地下水等因素。

2.4.1 自重

滑體自重，對條塊施加影響的不可忽視的作用力。自然施工情況下，地下水位上部使用天然重度，下部使用飽和重度，兩部分之間的間距比需要保持在1.92～3.02之間，此時，需要將山體以特定的比例縮小，設置成滑坡平面形態，促使滑坡面總體呈現出半圓弧狀，測定滑坡體的平均厚約為3.22m，測定高程方量大致在1800m3～3500m3之間；下設二級滑坡平面形態為多目標的不規則形狀，此時的平均厚度為4.05m，方量差值為230m3，設置為小型的牽引式土質滑坡架構。為測定測試滑坡的延伸概率，計算出滑坡體前緣的應變標136.98m～195.1m，后緣定向標高為230.15m，內側高差為20.115m。獲取相應基礎數據之后，在不同的環境之下，劃定出穩定區域；暴雨的施工狀況下，參照《地質災害防治工程勘查規范》(DB50/143-2003）第12.1.6條，如果出現暴雨自然災害，應當充分考量降水流入對滑坡體自身重量產生的影響，降水滲透范圍內依據飽和重度核算，降水滲漏范圍外和地下水位的上部依舊使用天然重度，降水滲透的程度應當依據暴雨等級、土體滲透性能、滲透系數一同確定，在標定的區域范圍之內，布設一定數量的滑坡變動點，根據需求，關聯各自位置的節點，測定變動比率。但需要注意的是，鑒于滑體土不夠緊實，降水容易滲透，可把滑體整體都劃定為滲透范圍，滑體使用飽和重度，滑坡表面使用飽和與抗剪強度。

2.4.2 水壓力

通常包含浮托力、動水以及靜水壓力。

在出現暴雨的情況下施工，對于工程的影響是相對較大，尤其是建筑的土質結構，更是容易出現坍塌、下沉或者斷裂等問題，一定程度上埋下了安全隱患。雨量過大時，降水通常會順著開裂縫隙滲透到滑帶周圍，一旦出現低位，常常會形成積水問題，構成地下水持續性的滲流，從而形成動水壓力，另外，地下水滲流能夠構成浮托力，但是浮托力的變化會隨著邊坡壓力發生更改，從而讓滑床的抗力減小，進而致使抗滑力下降，浮托力與動水壓力都是滑坡穩定性不可忽視的影響要素。

2.4.3 地震荷載

根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）的規定，場地位于抗震設防烈度為Ⅵ度區，針對于區域內的震動頻率，設置定向荷載標準，但是如果荷載位置較為分散，可以在合理的環境下，不計地震荷載。

滑坡治理根據其危害對象程度及潛在經濟損失，滑坡穩定性計算工況、荷載組合及抗滑穩定安全系數。

注：①穩定狀態分級：Fs＜1.00不穩定；1.00＜Fs＜1.05欠穩定；1.05＜Fs＜Fst基本穩定；Fst＜Fs穩定；②Fst為滑坡穩定安全系數。

本次對衡陽市蒸湘區雨母鎮雨母村麻皂滑坡穩定性計算選取3條剖面3個滑動面作計算剖面，在不同的環境之下，提取出破面的延伸特征，并明確對應的運動方向，在劃分的區域之內，計算出單向穩定概率。但是這部分需要注意的是，滑坡的延伸一般是多方向的，并不會定點延伸，所以，為了確保最終穩定性分析結果的可靠，可以對滑動面進行穩定性計算。利用多方向布設的監測節點作出關聯，再次，最終根據穩定性計算結果，可得出如下結論：

在天然工況下，衡陽市蒸湘區雨母鎮雨母村麻皂滑坡整體處于穩定狀態。在暴雨工況下，衡陽市蒸湘區雨母鎮雨母村麻皂滑坡整體處于不穩定狀態。

2.5 穩定性綜合評價

由穩定性計算結果可知：天然狀態下，滑坡體處于穩定狀態，但在暴雨或強降水狀態下，滑坡體處于不穩定狀態。顯然，計算結果與滑坡現狀是相吻合的，從而也印證了上述穩定性判斷的正確性。

據現場勘查，目前坡體已經發生過滑動，但大部分滑體仍堆積于原滑動面上，且滑坡后緣已形成裂縫，若遇連續降水或強降水，滑體將繼續下滑并且帶動滑坡后壁以上土體下滑。雖降雨時采取了人員撤離等緊急措施，但為了徹底消除滑坡的威脅，必須采取相應的工程支擋措施，故必須盡快對該處地質災害點進行治理，以免造成人員傷亡和財產損失。

3 土質滑坡地質災害治理措施

3.1 削方工程

滑坡體右側邊界外坡體裂縫發育，雖暫未發生滑坡，但由于坡度較陡，坡面受損程度較高，較難維護。不僅如此，滑坡區域之內，還發現一定數量的裂縫，分布狀態十分集中，這在一定程度上也埋下了安全隱患。再加之下伏砂巖區域節理裂縫的發育，更加容易發生關聯性的險情，故本次設計擬對其進行削坡處理。與其他削坡方式不同的是，本次設計的削坡覆蓋面積相對更大以下，自身的針對性也更強，削坡的面積并不固定，而是隨著邊坡延伸的狀態而明確。設計削坡面積約1348.18m2，第四系土層削坡坡比1：2.00，強風化砂巖削坡坡比不大于1：1.00。同時對該削坡面及擬建錨拉式樁板墻后進行植草皮綠化，綠化面積1796.30m2。

3.2 錨拉式樁板墻工程

3.2.1 工程布置

沿滑坡前緣修建錨拉式抗滑樁板墻，樁中心間距4.00m，共計26根樁，樁長均為11.40m，懸臂端長5.70m，嵌固段長度5.70m，截面尺寸為1.20×1.50m.，采用C30砼澆筑。樁間現澆擋土板，板厚0.25m，單塊板高2.00m，C30砼板與抗滑樁同時澆筑。

3.2.2 結構設計

（1）抗滑樁。沿滑坡前緣剪出口共設置26根抗滑樁，每一根抗滑樁之間的距離設定為2.5m。經過勘察，將HP1與HP2之間存在的滑坡體物質清理。這部分需要注意的是，物質主要為主要碎石或者粉質的黏土，為避免出現工程阻礙問題，需要在全風化層中布設厚度為0.2m～3.2m之間的厚石板，將滑動帶與抗滑樁內外關聯，設定核心控制節點，逐一形成一段段的滑坡床，為后續抗滑裝置的安裝設定奠定基礎。依次為基礎，采用現澆C30砼澆筑，樁長11.40m，內側寬度為3.05m，高程值為10.27m，懸臂端長5.70m，嵌固段長度5.70m，樁中心距4.00m，截面尺寸為1.20×1.50m.，采用C30砼澆筑；樁頂設置1m高冠梁。

（2）擋土板。擋土板厚250mm，寬2.00m，從上至下分為3段，底部擋土板嵌入地面0.30m；采用現澆C30砼澆筑。泄水孔采用Φ90PVC管，第一排距地面線大于200mm，向板面傾斜5°，水平間距2.00m，垂直間距呈梅花形布置；擋土板縱向受力鋼筋應與相鄰擋土板縱向受力鋼筋通長布置；擋土板鋼筋置于抗滑樁主筋內側且焊接牢固。

（3）冠梁。所謂冠梁，主要指的是頂部的覆蓋式梁體，一般需要與抗滑樁相關聯應用。在梁體的上方設定一個承接帶，與冠梁成垂直狀態，營造穩定的承壓環境。與此同時，沿抗滑樁頂澆筑C30砼冠梁，長101.20m，高為58m，與梁體的底部水平，依據坡底的寬度，設定冠梁截面的尺寸為1.00m×1.50m，冠梁每隔20m設置一道變形縫，主要的作用是變形縫寬2cm，采用瀝青杉板充填。

（4）護壁。護壁采用C20砼現澆，一般設定在冠梁的頂部，與抗滑樁整體呈現垂直狀態，此時的護壁和抗滑樁形成了雙向的防護節后，每節護壁高1.0m，寬15m，厚20cm。可以降低滑坡自身所承受的壓力，并將其均勻分散，保持平衡沒降低滑坡延伸概率，避免危害。

（5）錨索。共26根，懸臂段設置1排錨索，錨索距樁頂1.0m，距冠梁頂2.0m，，錨索采用1×7фs17.8鋼絞線，每孔3束，孔徑130mm，錨具及張拉設備采用OVM系列，錨索設計長度21m，錨索自由段長6.0m，錨固段長度15.0m。

（6）防護欄。冠梁頂設防護欄，防護欄用材為鋁合金，防護欄高1.10m，長104.20m。

3.3 路面修復工程

3.3.1 工程布置

清除滑坡體中部兩側已開裂沉降損壞路面，面積19.87m2，對滑坡損壞的道路進行修復，面積19.87m2，以保障當地居民及行人的交通出行。

3.3.2 結構設計

對沉降路面段兩端接口，采用粘土回填夯實，面積19.87m2，路面采用瀝青鋪墊，厚5cm，面積19.87m2，路面底設15cm厚C20砼墊層，面積19.87m2。

3.4 截排水溝工程

3.4.1 工程布置

沿滑坡外圍修建J1截水溝，長146.91m；沿滑坡中部道路內側修建J2截水溝，長81.81m；沿擬建樁板墻低修建P1排水溝，長157.74m。

3.4.2 結構設計

J1截水溝及P1排水溝均采用II型溝，斷面形式為矩形，溝深0.5m，溝底寬0.5m，溝壁厚0.15m，溝底厚0.15m。水溝采用C20素混凝土現澆，溝底設5cm厚C15砼墊層。

J2截水溝采用Ⅰ型溝，斷面形式為矩形，溝深0.3m，溝底寬0.3m，溝壁厚0.12m，溝底厚0.12m，水溝采用C20素混凝土現澆，溝底設5cm厚C15砼墊層。所有排水溝沿縱向每隔5m，結合溝高及地層變化設置伸縮縫，縫寬2cm，縫內沿溝頂、內、外三邊填塞瀝青麻筋或瀝青木板，深度不小于0.2m。

4 效果分析

4.1 經濟效益評價

通過對衡陽市蒸湘區雨母鎮雨母村麻皂滑坡重大地質災害的治理，將消除其對危險區內當地居民及行人的生命財產安全，200m道路的威脅，直接經濟效益在2000萬元以上。治理工程的實施還能保障管理處工作人員正常工作和生活，維護當地人民群眾生產、生活的正常進行，確保社會安定，實現間接地為當地社會增值和創收。因此，衡陽市蒸湘區雨母鎮雨母村麻皂滑坡重大地質災害治理工程不僅能消除災害對當地居民及行人的生命財產安全的威脅，還能促進當地經濟持續快速增長，有利于廣大群眾致富奔小康，由此所帶來的經濟效益是不可估量的。

4.2 社會效益評價

衡陽市蒸湘區雨母鎮雨母村麻皂滑坡重大地質災害嚴重威脅當地居民及行人的生命財產安全，在日常的通行過程中，滑坡的發生造成道路被毀、人員傷亡、農田覆蓋等，對于人們的財產、安全等均村存在威脅。此路段的道路200m，治理項目對于維持本地社會的穩定、提升群眾安全感有重大意義，一定程度上營造了更加穩定、可靠的環境，加強區域之間的溝通、交流。并且項目的順利實行，不但能夠讓本地群眾的生活環境得以優化，讓人心得到安定，讓其安穩的生活，還能夠為本地經濟建設創造優良的外部環境。所產生的社會效益十分突出。

4.3 減災效益評價

通過勘查可知衡陽市蒸湘區雨母鎮雨母村麻皂滑坡重大地質災害能治可治，只要設計合理，施工得當，完全可以達到消除滑坡隱患的目的，保證當地居民安居樂業，減災效益明顯。

5 結語

衡陽市蒸湘區雨母鎮雨母村麻皂滑坡重大地質災害嚴重威脅當地居民及行人的生命財產安全，道路200m，潛在經濟損失約2000萬元，治理工程等級屬二級，經濟效益明顯。在治理工程實施過程中，應抓好施工質量，嚴格監理旁站制和工序分部報驗制度，嚴格按照設計圖紙及相關規范要求進行施工，確保工程質量滿足設計及相關規范驗收要求。建議在施工期、施工后及汛期加強地面變形監測。