土巖混合型高陡邊坡滑坡勘查核心要素分析

韋 勇

韶關市國土空間生態修復中心（韶關市礦產資源與地質環境監測中心） 廣東 韶關 512026

1 前言

廣東省北部山區地質環境條件復雜，高陡邊坡較為普遍，其中土巖混合型高陡邊坡治理難度極大[1]，本文以廣東省連南瑤族自治縣某鎮村山體滑坡地質災害治理項目勘查為切入點，簡要分析土巖混合型高陡邊坡勘查的核心要素，以便在類似的治理工程勘查中參考應用。

2 邊坡滑坡地質災害概況

滑坡于2005年8月形成，次年汛期強降雨期間變形加劇，頂部裂縫由約30m擴大到230m，并有加速發展的趨勢，滑體厚度3~10m，松散巖土約2500m3堆積于坡下X396縣道，導致交通中斷，未造成人員傷亡。早期應急調查報告測算潛在滑坡體為60~140萬m3，潛在滑坡規模為大型[5]，直接威脅到下方道路過往車輛及行人、兩個自然村及一座水電站共53戶161人，潛在影響村民千人以上。

3 勘查工作思路

早期調查成果潛在滑坡體規模為大型，山高坡陡，受威脅人數多，迫切需要治理，需開展全面水工環地質調查，準確反映邊坡的穩定性情況，為治理工程所需相關數據。

勘查工作方法和目的：采用工程測量、地質測繪、地質災害詳細調查、山地工程、槽探工程、鉆探工程、室內土工試驗等方法，為治理施工圖設計提供翔實依據[3]。

在常規的勘查工作方法中重點結合排除法、類比法等方式開展工作，綜合采用多種勘查手段，動態優化勘查手段，加強與設計單位聯系，帶著疑問反復求證，取得了較好的效果。

4 主要地質災害勘查成果

早期的資料應急調查報告資料顯示山體潛在大型滑坡可能，首先需要排查是否存在整體滑坡，再次對整個山體土層厚度進行詳細查明，即進行驗證排除，從地質構造地層產狀邊坡坡向等進行定性定量驗證，通過類比住建項目邊坡治理工程，結合地災治理工程特點提出針對性強符合當代經濟、環保、安全理念的工程治理建議。

4.1 滑坡區地質環境條件

4.1.1 地形地貌

總體屬中低山地貌，地形走向SW84°，北、西面高，南、東面低，標高205.62～370.26m，高差165.36m，坡度30～56°，山體上種植杉樹，樹高約1.5m，坡面多為裸露狀，坡度30～45°，坡腳為修建道路開挖山體形成的高陡邊坡，走向80°，長度240m，坡高4～25m，坡度60～80°，未采取任何支護措施，坡腳X396縣道寬度約6.5m；某村位于已發滑坡山體南側，距離邊坡坡腳最近處為120m。

4.1.2 地質構造

以北北東向構造為主，渦水斷層：位于渦水林場、木斗坑、大坪，走向35°，傾向NW，傾角75°，長28km，寬9～24m，斷層發育于震旦系、寒武系變質巖中，北段出露較差，沿斷層局部見有破碎現象，為逆斷層，勘查區位于斷層西部，距離僅約100m，受其影響最大[4]。

排查驗證：野外調查勘查區東側8 0 m 疑似（也可能是較大裂隙）兩處斷層露頭，其中F 1，斷層產狀325°∠80°呈陡傾狀，斷層寬0.5～1.5m，長度未知，斷面擦痕明顯，為強烈擠壓而成，可見硅化巖及石英小晶柱，巖體為粉砂巖板巖互層；F2，斷層產狀335°∠65°呈陡傾狀，斷層寬0.3～0.5m，長度未知，斷面擦痕明顯，為強烈擠壓而成，可見硅化巖及石英小晶柱，巖體為粉砂巖板巖互層；另外NE40°山脊硅化巖裸露清晰可辨。現場調查量得代表性巖層節理裂隙6組，代表性露頭2個，結合邊坡邊坡極射赤平投影，巖層傾向與邊坡傾向斜交為主，無順向坡。

坡體中部東側巖質邊坡BP1、BP3、BP4的兩個結構面投影弧（巖層J與裂隙F1）的交點位于挖方邊坡投影弧（cs）的對側，為逆向坡，整體上屬于穩定結構。

坡體中部東側巖質邊坡BP2的兩個結構面投影弧（巖層J與裂隙F1）的交點位于挖方邊坡投影弧（cs）的同側，結構面組合交線的傾角大于邊坡傾角，邊坡整體穩定，較易產生局部崩塌，屬較不穩定結構。

坡腳巖質邊坡BP5、BP6、BP7、BP8的兩個結構面投影弧（巖層J與裂隙F1）的交點位于挖方邊坡投影弧（cs）的對側，為逆向坡，兩個結構面組合交線的傾角小于挖方邊坡傾角，屬較不穩定結構。

結論：邊坡坡腳代表性巖質挖方邊坡預測邊坡發生整體滑坡的可能性小、發育程度弱，即整個山體發生滑坡的可能性較小，但局部存在沿切割面交匯線方向滑動可能性，即存在局部崩塌和小型滑移的可能。

4.1.3 工程地質條件

經采用勘察方法查明場地巖土體，自上而下為人工填土層、第四系坡殘積土層、寒武系牛角河組（∈n），具體描述如下：

（1）人工填土層（層序號1）（Q4ml）：鉆孔揭露率12.8%，主要位于路基，層位較穩定，分布不連續，為雜填土，層厚0.5～0.9m，平均0.57m，層頂標高227.45～228.65m，平均227.93m。

（2）含礫粉質粘土（層序號2）（Qdl+el）：均有揭露，分布連續，層厚0.5～7.1m，平均1.87m，層頂標高226.95～370.62m，平均299.62m。標準貫入試驗實擊數8～15擊/15次、修正后平均值10.9擊，標準值10.0擊。

（3）基巖為寒武系牛角河組（∈n）：強風化粉砂質板巖（層序號3-1）：均有揭露，層厚0.2～15.7m，平均2.24m，層頂標高223.41～366.42m，平均296.24m。中風化粉砂質板巖（層序號3-2）：揭露率29.8%，厚度3.1～34.6m，平均14.09m，層頂標高217.95～359.52m，平均266.51m 。巖體基本質量等級為V級，屬軟巖。中風化粉砂巖（層序號3-3）：揭露率8.5%，揭度為3.3～9.8m，平均6.75m，層頂標高212.41～217.02m，平均215.22m 。巖體基本質量等級為IV級，屬較硬巖。

重點排查驗證：坡面土層坡殘積土層厚度情況，明確潛在滑坡體總體積，為治理提供關鍵數據，繪制坡殘積粉質粘土地層等厚線圖。

4.2 不穩定斜坡滑坡穩定性評價及發展趨勢分析

（1）計算模型與計算方法的確定

①計算模型的確定：根據不穩定斜坡形態結構特征、地層特征綜合進行分析，該不穩定斜坡的地質災害以滑坡破壞為主，總體的破壞模式是：淺層坡殘積粉質粘土沿局部土巖接觸軟弱結構面向下滑移為主的型式，不穩定斜坡并未形成貫通性滑動面，整體處于基本穩定狀態，但在不利工況下（飽和）處于不穩定狀態，以局部滑坡式表現。

②計算方法的確定：不穩定斜坡的崩塌界面形態呈近似折線（直線）型，局部為圓弧形，本次采用基于折線滑動法、圓弧滑動法[5]等對該不穩定斜坡的滑坡穩定性進行近似定量分析計算。

（2）穩定系數計算成果見表1。

表1 不穩定斜坡穩定性計算結果

根據計算結果，不穩定斜坡現階段在天然狀況下除了已發滑坡區域（Z0主剖面）處于不穩定～基本穩定外，其余整體處于穩定狀態；暴雨不利工況（飽和狀態）下，已發滑坡區域（Z0主剖面）及附近區域（Z2、Z3、F2）多處于欠穩定～不穩定狀態，其余均處于基本穩定狀態。

4.3 崩塌形成機制及破壞模式分析

危巖破壞后的運動方式：危巖體發生破壞崩落時，塊石的運動方式受下部斜坡的物質組成、坡度、植被等的影響，運動軌跡和運動距離各不相同。據 R.M.SPang(1978)的研究成果，崩落體只有在坡度小于一定的臨界值（約12°）時，才停滯于崖腳，而隨著坡度增大，其運動形式分別表現為滑動、滾動、跳躍及自由崩落等方式。

人工邊坡坡角一般為45°～75°，局部坡角近直立，危巖體主要分布于坡腳人工開挖的高陡邊坡坡面，以及山體中部已脫離母體的浮石（塊石、碎石），坡上浮石原始山體下方的邊坡坡度約為50°。因此區內危巖巖土體的運動主要為跳躍和自由落體的一個復合的運動模式[3]，最終停留于渦水河及坡腳一定范圍內。

5 不穩定斜坡防治方案建議

5.1 防治范圍建議

某村后山山體已發崩塌和滑坡區域及潛在滑坡隱患的范圍均為本次地質災害治理為防治范圍，預估已發滑坡上方約60m的范圍為潛在滑坡體影響區域[3]。

建議滑坡防治范圍及監測范圍為某村山體北部第一斜坡帶，東部以第一個山凹往北與山脊分水嶺相交為界限，西側以已發滑坡外擴10m為界，南部治理范圍保護坡腳的挖方高陡邊坡，其中建議工程措施治理范圍為已發滑坡周界外擴約5～10m、坡腳挖方高陡邊坡基巖裸露節理裂隙發育區域等，總面積約為5289m2；邊坡中部東側基巖裸露區域及已發滑坡北部約60m范圍為重點監測范圍，面積約為7669m2，監測措施范圍面積為整個潛在滑坡體范圍約為22928m2。

5.2 工程治理方案比選

根據勘查結果，在分析各災害體基本特征的基礎上，定性、定量評價結果，針對工程治理措施治理范圍提出如下兩種治理方案[2]建議：

治理方案比選見表2。

表2 工程治理方案比選

5.3 工程治理方案建議

經技術可靠性對比，兩個方案的治理效果和防治技術都是可行的；經施工可行性對比，方案一優于方案二，為了災害體治理工程安全經濟有效，達到全面治理的目的，綜合推薦方案一為工程治理方案[3]。

6 結論與思考

6.1 結論

通過工程一系列綜合勘查手段，查明山體內各災害體的類型、規模、形態、變形、地質條件等特征，分析評價了災害體的形成機制、影響因素及穩定性，提出了“錨拉格構+擋土墻+清除危巖+坡腳被動防護網+藤本植物綠化+系統截排水”綜合防治方案；早期資料結論滑坡規模為大型，經勘查后潛在滑坡規模為中型，提高了準確性，提升戰勝災害的信心，優化后的治理方案對比早期初步治理方案節省大量資金。

6.2 思考

高陡邊坡滑坡地質災害治理工程項目的現場勘查、報告編制等工作過程中，通過分析總結出了勘查工作重點、勘查工作難點及解決方案、成果編制思路等核心要素。

6.2.1 勘查工作重點

邊坡治理勘查工作為有機整體，既要“知著”又要“見微”，即對邊坡滑坡的歷史應有所了解，對區域水工環條件清晰，并準確提供治理工程所需巖土參數。

（1）通過直接觀察、走訪群眾等印證所收集資料的準確性，逐一進行核對、分析和判斷；影響高陡邊坡穩定性因素中，一是整體上地質構造影響最為嚴重，是否有斷層經過是很關鍵的一點，二是邊坡巖土體結構是否為順層亦為核心因素，三是巖土體厚度、遇水是否會崩塌等特性，四是水文條件是一般滑坡的主控因數，以上均是重點調查和印證的要點。

（2）向資深治理工程設計人員動態反映勘查成果，提出治理方案設想，超前咨詢大致的治理方案；高陡邊坡中，土層厚度、土巖接觸面的位置是設計最為敏感的因數，提供土層厚度等高線可以給出直觀的反饋，對設計人員幫助較大，要敢于質疑早期的資料，并提供詳實的依據，不夸大或縮小經驗值或理論數據，提出治理方案意見。

（3）針對地質災害危害程度、危險程度及擬采用的治理設計方案，靈活采用勘查工作方法；對擬初步的設計方案進行評估，嚴格按照設計設計意圖開展勘查工作，但必須保證施工安全，沒有安全保障的情況下，應靈活調整勘查工作方法，滿足設計要求。

6.2.2 勘查工作難點及解決方案

由于擬治理山體坡度多大于40°，調查過程中徒手上坡面都非常困難，嘗試過開路抬鉆機上坡面，鉤機開路土方會滑坡坡底堵塞道路，認為施工安全風險較大，排除了大范圍工程鉆機鉆探的方案。

為詳細查明整個山體地質情況，各布置了4條主、4條輔剖面，共47個孔，對整個坡面完成全覆蓋，從鉆孔工程重要性結合設計需求，必須對潛在滑坡的體積進行驗證，查明土層厚度、土巖接觸面位置等：（1）采用坡頂、坡腳Y-100型鉆機（2）修路上坡頂，拆散抬機至坡頂，主控整個山體巖土層分布情況（3）在沒有施工條件的坡面采用槽探洞鍬，關鍵位置用QK-50C型輕型鉆機重點查明。靈活采用多種鉆探探查潛在滑坡土層厚度及分布情況，精準控制，即控制了勘察成本又提高鉆探工作效率，取得了充分的野外資料，滿足勘查深度要求[4-5]。

6.2.3 成果編制思路

編制勘查資料成果，引用早期基礎成果資料要嚴謹，關鍵核心巖土參數不可只憑臆想和猜測，在沒有可靠的數據作為支撐時，大膽假設小心求證實事求是，定性分析中應多斟酌，慎重下結論，定量的分析不容夸大或肆意忽略，不違反原則的情況下，應盡量聽取各方意見，治理方案建議應做到安全合理、經濟可行，充分發揮社會效益。