土岩混合滑坡体勘察中多种手段的综合应用

杨进堂 贾迎泽

(1.山西省勘察设计研究院，山西 太原 030013； 2.山西省建筑科学研究院，山西 太原 030001)

0 引言

斜坡岩土体在重力等因素的作用下，依附滑动面(带)产生的向坡外以水平运动为主的运动或现象，称为滑坡。滑坡的发生可给国家和人民带来非常重大的生命与财产损失，因此，对每一个滑坡，应了解其产生的原因及发展的趋势，并对其进行加固治理。现实生活中，我们遇到的滑坡种类比较多，按物质与结构可分为两大类：一类为土体滑坡，包括滑坡堆积体滑坡，崩滑堆积体滑坡，黄土滑坡，粘土滑坡，残坡积层滑坡，人工滑坡；二类为岩石滑坡，包括近水平层状滑坡，顺层滑坡，切层滑坡，逆层滑坡，楔体滑坡。按滑动面划分，可分为同一层中滑动与不同层中滑动(土、岩共存)。

1 滑坡勘察存在的问题

对于滑坡的勘察，我们常采用的手段有：遥感解译，工程地质测绘，钻探、物探、平洞、探槽、探井，测试及监测等。通过以上全部或部分手段来查明滑坡体的形态、展布及起因。滑坡的稳定性评价在滑坡勘察中也是比较重要的，通常情况滑坡的稳定性分析，采用定性与定量分析相结合的方法进行，滑坡稳定分析的方法有：自然历史分析法，力学计算法，模型模拟试验法和工程地质类比法。

滑坡勘察中经常遇到以下几个问题，怎样确定滑动带、滑坡床、滑坡体、滑坡周界、滑坡壁、滑坡舌、裂隙及主滑线等问题。滑坡的现状评价也是存在问题之一。采用的方法是否合理，建立的数学模型是否与滑坡体的实际形态相接近，对滑坡体的评价非常重要。对于遇到土岩混合滑坡体，要解决以上问题难度比较大。本文通过一工程实例中采用多种方法的运用来解决以上问题。

2 工程实例

2.1 现状

在山西潞安集团蒲县后堡煤业有限责任公司矿区内，位于主副井所处的山坡上，坡体因煤矿基建坡脚开挖后诱发滑动。坡体上部数条南北向地裂缝，向下依次排列，下部沿强风化泥岩层中挤出，挡土墙部分垮塌，部分明显鼓起。为查明该滑坡体现状特点，我们对该滑坡体进行岩土工程勘察工作，见图1。

2.2 场地工程地质条件

本次勘察，我们采用了钻探、探井、物探及现场工程地质测绘等手段综合进行。

地层主要由第四系全新世的植被土，中、上更新统的粉土、粉质粘土，二叠系下统下石盒子组泥岩、砂岩组成，各岩土层岩性特征分述如下：

⑤强风化泥岩(P1x)：灰色～灰黄色，呈泥质结构，局部层理发育，强风化，较破碎，局部呈散粒状，成分不均，含有砂质成分。滑面切处含水量较高，遇水表面有软化、崩解现象，在空气中脱水后易风化成碎片，属极软岩，极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级，岩石质量指标RQD为20左右。岩层产状N30°～40°E，倾角6°～10°。

⑥砂质泥岩(P1x)：褐黄色，柱体呈破碎状态，芯体呈短柱状，最长5 cm，泥质结构，极软岩，破碎，岩石基本质量等级为Ⅴ级，岩石质量指标RQD为50左右。厚度2.2 m～4.6 m，平均厚度3.13 m，层底高程1 266.51 m～1 268.53 m。

⑦砂岩(P1x)：褐黄色，矿物成分以石英、长石为主，细粒结构，块状构造，较完整，岩石基本质量等级为Ⅳ级，岩石质量指标RQD为70左右。局部有漏浆现象。柱体发育较完整，取芯率70%～85%，芯体呈长柱状，5 cm～40 cm不等。厚度2.7 m～8.1 m，平均厚度5.62 m，层底高程1 258.42 m～1 261.33 m。场地工程地质剖面图见图2。

2.3 场地水文地质条件

本次勘察中，在滑坡体的偏下部(前缘)揭露有地下水，属上层滞水，系大气降水沿滑坡裂缝、粉土层节理裂隙下渗补给，为非稳定地下水。

2.4 滑坡体的基本特征

通过工程地质测绘，我们初步确定了滑坡体分布形态。

2.4.1 规模及平面、空间形态特征

滑坡体处在矿区西侧的山坡上，滑坡其平面形态呈扇形(图)。滑坡总体都呈东西向展布，滑坡南北底部宽约76 m，东西平均长约98 m，平面面积约0.007 45 km2。滑坡后缘与坡脚天然最大高差达40 m，主滑方向为N79°E。滑体地表坡度中部较缓，为一小型平台，坡度约3°～5°，下部较陡，其中下部坡度达30°。滑体厚度1.5 m～9.5 m，新滑坡滑体体积约4.098×104m3，属小型滑坡。

2.4.2 滑坡特征

本滑坡体周界平面形态呈扇形，滑坡后壁陡坡坡高约7 m，平均坡度约40°，见图1，图3，图4。滑动过程中在滑体后缘形成张拉式裂缝，裂缝宽0.5 cm～25 cm不等，走向近南北，地表裂缝整体呈“圈椅状”。剪出口前缘开挖出露地层主要为粉质粘土和强风化泥岩，滑坡剪出口位于强风化泥岩内，属切层牵引式滑坡。滑动带(或滑动面)、滑床由土体(粉土、粉质粘土)与岩体(强风化泥岩)组成。

2.4.3 滑动带(或滑动面)确定

现场调查，本滑坡上部明显为土体与下覆泥岩产生滑移，下部(剪出口)则为强风化泥岩错动，该滑坡为土岩混合滑坡体的滑动，因此滑动面(或滑动带)的确定是本次勘察的关键。从现场开挖探井中发现，滑坡中上部未发现地下水存在，下部有地下水存在，采用钻探、探井揭露滑坡体的地层岩性，对软弱层及厚度不明显，对滑动面(或滑动带)的确定带来困难，本次勘察中采用了物探(瞬态瑞雷面波法)法的测试，成功解决了本滑坡滑动面(带)问题。

采用北京市水电物探研究所研制的SWS-6型面波仪进行，以单点激发“最佳窗口”24道接收施测方法采集数据。偏移距2 m～3.5 m，道间距0.5 m，采样间隔0.25 ms，记录长度2 048 ms。面波的激发采用落重法，28磅大锤激发。此外，为了更可靠地采集到面波，每一测点重复激发2次～4次，选面波能量强、干扰小、信噪比高的一炮记录作为该测点的面波数据。

采用SWS-6型面波仪专用瞬态瑞雷面波数据处理软件地震面波测深数据处理软件(CCSWS)进行，处理最终可得到各测点处横波速度随深度的变化曲线，即频散曲线。频散曲线及其特征反映了测点处面波速度随深度的变化情况及地下地质条件，是面波资料分析、解释的主要资料，如图5所示。图5a)反映软弱层在上部，图5b)反映软弱层在中间。

瞬变面波数据采用地震面波测深数据处理软件(CCSWS)处理后得到基阶面波频散数据文件(*.sws)，在单个频散曲线图的基础上，还可以利用软件绘制测深映象图，横坐标表示水平距离，纵坐标代表深度，用不同的颜色代表不同的波速值，则得到该条测线随深度及水平距离而变化的波速图(见图6)。通过面波影像反映，泥岩层内存在软弱面。

通过面波影像与钻探剖面合成图(见图7)，该滑坡的滑动面中上部滑体沿土岩接触面滑动，下部沿泥岩层内软弱层面滑动。

2.4.4 土岩混合滑坡体的稳定性评价

根据已确定土岩混合滑坡体的滑动形态，其稳定性评价采用规范法(折线法)计算，该滑坡呈不稳定状态，最终确定该滑坡的滑动趋势。

3 结语

1)对于土岩混合滑坡勘察，需要多种勘察手段综合进行，物探(面波)的应用在勘察中是一种非常好的手段，不受场地限制。技术先进，效率高，成本低。

2)土岩混合滑坡的滑动面，并非存在于土体与岩层的接触面，在岩层中由于裂隙的存在，受地下水作用，可沿岩层中的软弱层产生滑动。

3)岩土混合滑坡的滑动面是一个不规则面，在稳定性评价时要选择与之相应的计算模型进行。