大關縣某道路滑坡穩定性評價及治理方案

韓飛

關鍵詞：大關縣；某道路滑坡；穩定性評價；危害性；治理方案

1 地質環境條件

擬建場地地處大關縣木桿鄉向陽村，有公路直達，交通較為便利。項目區地處細沙溪沖洪積地貌邊緣，細沙溪位于項目區東側滑坡坡腳，流經方向為從場地邊緣南東向到北西方向，細沙溪雨季水量較大，勘查期間水量較小，細沙溪及其支溝大部分河堤已進行支護[1]。分布地層主要有第四系人工填土、第四系沖洪積層、古生界二疊系下統茅口組。勘查區地質構造簡單，屬單斜構造，區內未發現有斷層、褶皺構造發育，區域內活動斷裂形跡表現為灑漁河斷裂。依據結構和強度特征，將項目區內分布的地層劃分為土體和巖體兩大工程地質類型，結合各地層時代巖性差異、組合的不同、物理力學性質指標以及工程地質特征的差異，將項目區內出露地層劃分為松散土體與巖體兩大類。其中，土體根據成因及巖性組合分為兩個工程地質巖組；巖體根據巖性、巖體結構及強度分為一個工程地質巖組。根據項目區含水介質的不同及地下水賦存形式和水動力條件的差異，將區內地下水劃分為孔隙水和裂隙水兩大類。項目區人類工程活動主要為工程建設、耕作及道路建設等，對地質環境的改變和影響較強烈。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡發育形態與結構特征

滑坡處地形現為自然緩坡，坡度在20°～40°。根據滑坡形態，滑坡表層主要由人工堆積填土形成，坡體形態整體呈上陡下緩的緩坡狀，坡體上部后緣5.00～10.00 m坡度為30°～40°，出露巖性主要為人工堆積雜填土及沖洪積粘土；坡體中下部坡度為20°～30°，坡體中部較緩，出露巖性主要為人工堆積雜填土。坡體平面走向大致呈東—西向。坡寬60.00 m，坡向105°，滑坡長107.00 m。坡頂后緣為道路，最大標高1 194.85 m。坡腳前緣為細沙溪溝谷，當前該段未治理，標高1 163.67 m，滑坡最大高差31.18 m。受降雨入滲及坡頂人類工程振動影響，該段滑坡中易發生滑動破壞，對坡頂建筑、道路及來往車輛影響較大[2]。

滑坡整體平均坡度約35°，后緣高4.00～8.00 m，受滑坡拉裂作用，坡頂道路局部臨空，巖性為填土及粘土，邊坡為順向坡，受坡體滑動作用，拉裂縫發育，坡面左右兩側拉裂縫寬10.0～15.0 cm，后緣呈多級拉裂縫，拉裂縫寬10.0～30.0 cm（該裂縫經初步回填處理，現狀不明顯），坡體被切割成條狀結構，結構破碎，滑坡體厚4.00～8.00 m。滑坡體體積為107×55×6=35 310 m3，屬小型滑坡。該滑坡現處于蠕動階段后期，前緣滑動堵塞細沙溪河道，后緣拉裂道路及民房基礎，隨著雨季來臨，隨時會進入滑動期，發生災害的可能性較大，威脅對象為坡頂道路、民房及過往工程車輛，阻礙工程進度，后果嚴重，危險性較大[2]。

據勘查資料，該滑坡坡體上部為第四系堆積填土及粘土，主要組分為碎石土及粘土，松散—稍密，稍濕，厚6.00～17.00 m；下部為中風化灰巖，風化較強烈，裂隙較發育。經現場調查，該滑坡現主要為淺層人工堆積填土滑坡，中下部由于工程棄土不合理堆載引發滑坡后，對上部坡體形成進一步牽引式滑動，現趨于較穩定，但在坡頂車輛動荷載及雨水作用下可能進一步發生滑坡。

2.2 坡體水文地質特征

組成坡體的主要物質為透水不含水的填土及粘土，在自然條件下，大氣降水是滑坡區地下水的主要補給來源[3]。粘土具有較弱的滲透性，上層填土下滲的雨水極易在粘土表層形成上層滯水，并形成軟弱結構面，往往成為滑坡、垮塌發生的主要動力作用之一。

2.3 巖土體物理力學性質及參數建議

滑坡巖土體物理力學參數建議值結合試驗成果及反算結果，在經驗類比的基礎上綜合確定，如表1所示。

3 形成條件及變形影響因素分析

該滑坡變形破壞的主要影響因素包括地形地貌、地層巖性、降雨、地震以及人類工程活動等。

3.1 地形地貌

區內滑坡發育區位于大關縣北部，屬構造剝蝕斜坡地貌，是地質災害中易發區段。據調查，項目區滑坡坡高約32.00 m，前緣坡度在20°～30°，后緣坡度在30°～50°，具備不利于其穩定的臨空條件，坡頂為居民房及國道，動靜荷載加劇了坡體不穩定性，坡體斷面呈上陡下緩的階臺狀。適宜的坡度和一定的高差是導致滑坡失穩破壞的基本條件，為滑坡的變形破壞創造了有利的地形條件。

3.2 地層巖性

根據勘查，組成滑坡坡體的物質以人工堆積碎石土和粘土為主。其中，填土以碎石土為主，厚3.00～8.00 m，結構松散，自身穩定性較差，且利于水力入滲軟化。粘土層稍密，濕，可塑，切面稍有光澤，干強度中等偏低，韌性中等，搖震反應中等，遇水軟化膨脹，失水收縮干裂，屬沖洪積成因。土體結構稍密，在雨水侵蝕作用下極易軟化拉裂滑動。

上述組成坡體的土體易在水力侵蝕、軟化作用下發生結構變化，出現松動、垮塌現象，在自身重力作用下發生變形破壞。坡體表層新近堆積填土層自身結構較為松散，組分多樣，在自重及載荷作用下，極易變形破壞。

3.3 降水及地下水

水是滑坡變形破壞的主要誘發因素之一，其作用方式主要表現為降低土的抗剪強度，增加重度，使坡體變形失穩產生滑坡或垮塌。

年平均降雨量為995.8 mm，20年一遇最大日降雨量為145.8 mm，雨季（5—10月）降雨量占全年的80%，易形成洪澇災害。滑坡發育區上部為居民房及國道，建筑和路面積水、生活用水、降水易匯流形成地表股狀漫流，進而沖蝕、軟化坡體，降低其穩定性。

滑坡內地下水位較高，位于填土及粘土界面以上，雨季坡體大量水體入滲進一步降低了軟弱滑動面的結構穩定性，導致坡體失穩產生滑坡。

3.4 人類工程活動

本區地質環境條件較為脆弱，人類工程活動對地質環境的改造程度較高，大量填土在坡體無序堆積，在自身應力及外界因素的影響下極易失穩變形。

綜上所述，項目區滑坡威脅對象分布集中，險情較大，需盡快治理。

4 滑坡穩定性評價

4.1 滑坡穩定性定性評價

依據滑坡穩定性野外判定特征，結合滑坡發育特征和坡體各部位變形跡象以及滑坡區地質環境條件，考慮災情、險情、人類工程活動等因素，對其穩定性進行定性分析，得到坡體特征：滑坡后緣臨空，坡度在30°～40°，坡高31.18 m，坡體物質組成為雜填土、沖洪積粘土，坡面表層土體結構較松散，坡面上局部有小的裂縫，其上建筑物、植被無新的變形跡象，裂隙較發育或存在軟弱結構面，坡體中部局部存在積水地形，坡腳為細沙溪徑流，整體欠穩定。

區內滑坡坡面受人為改造以至于起伏不一，變形破壞方式主要為垮塌、滑塌，發生原因主要有4個方面：一是坡度和坡高超過了巖土體所能保持的穩定角，即安息角；二是坡腳開挖后，臨空面部位應力相對集中，變形破壞為自身應力釋放；三是坡頂建筑物增加了坡體上部荷載，加大了下滑力；四是其變形破壞受自身軟弱結構面控制。

受坡頂荷載及坡面填土加載影響，該滑坡坡體以陡坎—陡坡狀產出；坡面堆載后土體松散，拉裂縫發育，起伏不定，易形成積水和滲水現象；坡腳徑流侵蝕。綜上所述，該滑坡組成坡體的土體自身穩定性較差，且存在構筑物坡頂載荷，在地震、地表水、強降雨等外力作用下，局部發生垮塌、滑坡的可能性較大，局部累進性破壞勢必影響坡體整體的穩定性。

滑坡發生的可能性主要表現為：（1）滑坡中下部表地層為厚度較大的填土，結構松散且地下水位較高，位于下部粘土界面之上，填土與粘土之間的界面極易形成滑動面，引發滑坡的可能性較大，下部粘土層呈層狀結構且埋深較大，與下部基巖呈不整合接觸，形成滑坡的可能性小；（2）滑坡上部后緣現臨空面較大且坡頂動荷載明顯，在暴雨工況下易形成填土層及下部粘土層切層滑動。因此，綜合分析認為其欠穩定。

4.2 滑坡穩定性定量計算

根據實地調查和勘探點資料，結合滑坡的分布發育特征，選取具代表性的斷面進行穩定性計算。按照上述方法，對3種工況進行穩定性計算，結果如表2所示。

依據GB/T 32864—2016《滑坡防治工程勘查規范》中12.4.6條穩定性劃分標準：穩定系數F＜1.00為不穩定，1.00≤F＜1.05為欠穩定，1.05≤F＜1.15為基本穩定，F≥1.15為穩定，對計算結果進行判定。

根據表2判定，該滑坡上部在自重、地震及暴雨工況下均處于不穩定狀態。滑坡中下部在自重工況下處于穩定狀態，地震工況下處于基本穩定狀態，暴雨工況下處于不穩定狀態。綜合判斷滑坡穩定性為不穩定。

4.3 穩定性綜合評價

根據坡體形態和結構特征，對其進行定性評價和定量計算，并根據其結果進行穩定性綜合評價。根據計算結果，項目區滑坡上部在天然、地震、暴雨工況下均處于不穩定狀態，滑坡中下部在自重工況下處于穩定狀態、地震工況下處于基本穩定狀態、暴雨工況下處于不穩定狀態。發生大規模滑坡的可能性較小，但滑坡上部形成小規模滑坡、垮塌等危害的可能性較大，進而誘發坡頂土體大規模垮塌、滑動。項目區滑坡總體處于不穩定狀態，需采取措施進行支護。

5 危害性與危險性分析

綜合判定項目區滑坡穩定性為不穩定。由于影響滑坡穩定性的因素眾多，在外界條件發生變化的觸發下或隨變形的發展累進，尤其是在坡頂一帶存在降水匯流入滲作用，發生再次垮塌、滑塌的可能性大，潛在的險情較大。

滑坡在外在因素影響下再次垮塌或局部滑塌，其滑動破壞主要有兩個方面，一是整體滑塌堆積于坡腳，阻斷細沙溪河流，形成堰塞湖；二是坡頂拉裂，破壞坡頂房屋、道路。

根據對滑坡的穩定性判定結果和發展趨勢分析，結合對其覆蓋、拉裂坡壞范圍建筑物、人員的摸底統計，滑坡威脅坡頂3棟居民房、213國道及過往車輛的安全，威脅坡腳細沙溪的安全。潛在威脅人數為居民15人左右，潛在資產損失大于500萬元。

根據對區內滑坡變形機制的分析，認為其危害方式主要為拉裂坡頂道路、建筑和堵塞坡腳河流形成堰塞湖、侵占土地資源。依據地質災害災情與險情分級標準判斷，其規模為中型。

6 治理方案建議

根據區內滑坡的分布發育特征、穩定性綜合評價結果、可能的變形破壞方式、危害對象、危害方式以及場地工程地質條件，充分考慮治理工程的安全性與可行性、經濟合理性等因素，并結合業主規劃提出的治理方案建議，本次治理擬采用坡體防護與截排水相結合的方案，主要治理措施包括坡腳擋墻支護、坡面清理結合排水措施、坡體中上部采用抗滑樁及檢測預警等。

6.1 擋墻支護

對區內滑坡的治理，首先可考慮采用本區類似地質災害治理中常用的坡腳擋墻支護措施，穩固坡腳，防止坡腳水流侵蝕，同時，還可有效杜絕坡腳進一步滑動。擋墻布置依據坡腳鄰水沿線對部分段河床輕微改道，使擋墻總體順直、美觀。該治理措施在本區類似地質災害治理中已得到廣泛應用，積累了許多成功的經驗，采用漿砌石結構，施工用塊石、砂石、水泥等建筑材料價格較為低廉，在技術、經濟上均合理可行，且施工簡單，效果明顯。

6.2 坡面整理及截排水工程

滑坡區坡面地形起伏較復雜，拉裂縫發育，坡面集水面積較大，地形地貌條件利于降水的匯集。降水形成的水流沿坡面匯集漫流至滑坡，易弱化斜坡巖土體力學性質，誘發斜坡失穩變形。因此，建議對坡面中下部進行整理，使整體坡降小于20%，然后在坡面依地形條件修建截排水工程，減少坡面匯流滲入坡體的水量，減輕坡面匯流對滑坡的影響。

6.3 抗滑樁

根據整平方案，坡體中上部緊鄰213國道及居民房，屬滑坡后緣部位，當前滑坡后緣落差較大，坡體較陡，坡頂存在建房與車輛加載和地表匯水入滲現象。后緣陡坎高4.00～8.00 m，寬35.00 m，存在不利于坡體后緣穩定的臨空面，整體穩定性差，存在進一步拉裂滑動的可能。治理工程設計可在臨近道路的坡面設置抗滑樁工程進行支護，樁后夯填至路面標高，實現穩固坡頂的目的。

6.4 監測工程

區內滑坡穩定性為不穩定，險情、規模均為中型，威脅區人員、構筑物分布密集。本治理工程籌建期及建設期較長，為避免在工程運營期間滑坡對項目區人員、財產造成危害，需與當地氣象部門密切配合，在滑坡威脅區視天氣雨晴情況進行巡視，及時預報地質災害，一旦出現險情，應立即撤離人員至安全地段。

6.5 管理和維護

加強滑坡區的管理和維護是保證其長期安全穩定的重要措施之一，主要內容有：（1）及時修補毀壞的工程物，及時清理排水溝和排水孔等設施中的堵塞物，保證防治工程正常發揮作用；（2）及時制止各種不利于滑坡穩定的亂挖亂建和亂排亂倒行為；（3）發現新的裂縫時要及時夯實回填；（4）通過宣傳教育普及地質災害防治知識，規范人類工程活動，防止不合理工程活動對滑坡穩定性的影響。

7 結語

滑坡區出露的地層主要有填土、粘土及灰巖。勘查區發育1處滑坡，滑坡總長107.00 m，坡高31.18 m，坡體物質組成為填土、粘土及灰巖。通過穩定性定性分析和定量計算，認為該滑坡穩定性為不穩定。針對滑坡的基本特征提出了坡面清理結合截排水渠、坡腳擋墻支擋、坡面中上部抗滑樁防護、監測預報、工程管理等相結合的方案建議。