较破碎顺层岩质边坡破坏机理及治理对策研究

蒋文洋

摘 要：以贵州某新区市政道路滑坡为研究对象，对该滑坡变形破坏机理及治理对策进行分析研究。研究结果表明：滑坡区地质构造复杂，受节理裂隙切割，岩体较为破碎，下伏软弱结构面为滑坡的变形破坏奠定了物质基础，受开挖切脚及降雨入渗等影响，边坡产生后退式渐进拉裂滑动破坏;对于较破碎岩体，采用锚固措施进行加固则难以保证成孔及注浆等，本次通过采用抗滑桩结合挡土板反压回填进行处治，经过为期一年的深层位移监测，该措施对边坡的整体稳定具有良好的效果。

关键词：滑坡;变形破坏机理;深层位移监测;治理对策

随着我国国民经济的快速增长及西部大开发建设的不断发展，城市建设及土地开发利用，城市道路及建筑物周边的环境边坡—城市边坡在山区城市建设中日益增多[1-3]。贵州省地处我国西南地区，主要以山地及丘陵地形为主，其地质构造复杂，岩土体结构多变。山区城市道路建设过程中对坡体进行大量的挖方，破坏了地质体原有的应力平衡，在强降雨等自然营力作用下极易诱发滑坡，不仅产生了巨额的滑坡治理费用，同时还给工程建设及人民生命财产构成了严重的威胁。因此，合理有效地治理滑坡对城镇道路的建设而言具有十分重要的意义。

滑坡实质上是边坡坡体渐进、动态破坏的过程[4]，同时滑坡治理工程是一项复杂的系统工程，其主要表现在：①滑坡影响因素的多样性：滑坡受到地质构造、岩土体力学性质、地应力、降雨、工程扰动、时间等因素的综合影响，滑坡体的变形破坏通常是一种极其复杂的现象;②治理措施的适用性：滑坡的治理措施有抗滑桩、挡墙、锚索、排水、清方等，各种措施针对具体的工程地质条件及处治要求具有不同的适用性;③被保护对象的重要性：针对被保护对象的重要性不同，对于滑坡处治要求也不同，滑坡的安全系数取值也不同。滑坡的变形破坏机理分析和研究是滑坡治理工程中的核心内容，准确地认识滑坡变形破坏机理是滑坡治理工程的关键工作。

本文以贵州某新区某市政道路滑坡为研究对象，根据滑坡区的岩土体特征，对该滑坡影响因素、滑坡变形演化过程进行分析，研究该滑坡变形破坏机理并根据边坡区的工程地质条件采用合理可行的治理对策，结合深层位移监测，检验治理效果，对于类似滑坡的防范和治理具有一定的借鉴作用。

1 工程概况

滑坡区位于贵州高原中部，总体地形南部略高，北部略低，属云贵高原溶蚀-侵蚀型低中山和高原溶丘洼地地貌，区内地势起伏大，地表受剥蚀、溶蚀作用强烈，坡体植被较发育，多为林地。场区地质构造复杂，位于高峰断层与马场断层之间，受构造影响，路段区岩体节理极发育，岩体较破碎。市政道路以挖方的形式通过滑坡区自然边坡坡脚，其地表相对高差约80 m，滑坡区地形见图1。

该段边坡原设计最大高度约33 m，一级边坡坡脚设置挡墙、墙高8.5 m，二级边坡坡率按1：1.25放坡、三、四级边坡坡率按1：1.5进行放坡，坡面采用锚杆结合挂网植草防护（见图2）。

该边坡于2014年12月初完成全坡面的开挖及坡面防护，2014年12月底，受项目区连续降雨影响，该段边坡发生滑移破坏，坡体沿坡脚顺层剪出，坡口形成最大深约13 m、宽约1.0 m张拉裂缝，危及下侧行人及施工安全，急需对边坡进行处治。

2 滑坡特征

2.1 滑坡变形破坏特征及滑坡规模

滑体沿坡脚泥岩夹层剪出，坡体表面形成多条张拉裂缝，原施工部分独立锚杆弯折脱离坡面，坡顶截水沟错断、开裂，后缘最大裂缝深约13 m、最宽约1.0 m。

综合钻探、深层位移监测、现场实地测量等勘察成果，该段滑坡长105 m，横向宽约50 m，面积约5 250 m2，平均滑体厚8 m，滑坡体积约42 000 m3，属中型牵引式滑坡。

2.2 滑体物质及滑动面特征

滑体物质主要由散体状白云岩及灰岩夹泥岩组成，白云巖受溶蚀裂隙切割呈块状，裂隙被粘土填充。滑动面位于坡脚（路基边缘）灰岩夹泥岩中的泥岩夹层，泥岩层厚约10 cm，结合现场钻探揭露滑动面深度处岩芯具有明显的滑移镜面和擦痕等微构，滑床为泥岩夹层底部灰岩及泥质灰岩，岩质较硬，厚度大。

2.3 滑坡地质结构特征

对相关勘察及监测资料进行分析，该滑坡属顺层岩质滑坡，坡体顶部基岩为白云岩，中下部为泥质灰岩夹泥岩，底部为泥质灰岩，岩层产状50°∠25°，边坡剖面方向31°，岩层走向与路线走向小角度斜交，整体呈顺倾结构，受构造影响，主要发育三组节理J1：50°∠80°，J2：330°∠87°、J3：160°∠82°，平均节理间距0.5 m，张开度约0.2 m，节理间泥质充填，结构面结合很差，受节理裂隙切割，边坡区岩体较破碎，见图3。

3 滑坡变形破坏机理分析

3.1 滑坡影响因素分析

滑坡的影响因素主要分为自然因素和人为因素两部分，具体如下：

（1）自然因素。①地质构造：滑坡区地质构造复杂，路段区岩体节理极发育，岩体较破碎。同时边坡岩层走向与路线走向小角度斜交，整体呈顺倾结构。②地层岩性：滑坡体上部为白云岩、中下部为灰岩夹泥岩，白云岩受节理裂隙切割，呈棋盘状，结构面结合很差，为地表水的下渗提供了通道，中下部泥岩夹层为软弱结构面且整体呈顺倾结构，为外倾软弱结构面，遇水极易软化。③大气降雨：滑坡区整体为单斜地貌，后缘山体为蓄水构造，汇水面积大，受连续降雨影响，大量地表水沿节理裂隙下渗，而泥岩夹层为相对隔水，进一步软化结构面抗剪参数。

（2）人为因素。道路以挖方的形式从斜坡前缘通过，对自然斜坡形成开挖切脚，破坏了原有的坡体应力平衡。

3.2 滑坡机理分析

综合上述影响因素，边坡去下伏基岩含有泥岩夹层，为控制边坡整体稳定性的软弱结构面，为滑坡的形成奠定了物质基础;受三组节理裂隙切割，边坡区岩体较破碎，为地表水的下渗提供了运营通道，进一步促进边坡的变形发展;边坡的开挖切脚，破坏了原有的坡体应力平衡，削弱了坡脚抗力，进而导致坡体沿节理裂隙面及软弱结构面产生后退渐进式牵引滑移破坏。

4 治理对策研究

根据滑坡规模及变形破坏机理分析，边坡区整体呈顺层滑移破坏，受节理裂隙切割，岩体呈棋盘状，较破碎，结合勘察成果报告，选取典型断面计算得滑坡下滑力水平分力E=1 100 kN/m。为保证下侧道路的正常营运安全，对于顺层滑坡的治理措施可从如下三个方面考虑：

（1）清方：根据勘察成果，边坡滑移面位于路面标高位置，滑面倾角约25°，沿滑面顺层清方后采用植草绿化防护。由于该边坡自然坡高约60 m且坡面植被较好，顺层清方后工程量极大（约50万方），景观破坏严重，故方案可行性较差。

（2）锚固：根据边坡的现状，对坡面作适当清方后采用框架锚索进行支护。由于边坡区节理裂隙极发育，岩体破碎，锚索成孔较困难，且难以保证注浆质量，故该施工较困难。

（3）坡脚支挡：即在滑坡坡脚采用抗滑桩结合挡土板进行支挡，抗滑桩后侧采用夯实碾压回填作为反压。该方案利用应急抢险的坡脚反压回填后在施作抗滑樁，施工较安全，可行性较高（见图4）。

治理措施实施结束后，为检验治理效果同时为了实时动态掌握坡体的安全稳定性、变形位移情况，为道路的后期营运提供安全预警，本次共布置三个深层位移监测点对坡体进行为期一年的监测，监测布置图及监测曲线图见图5、图6。

从图6监测曲线可知：JCK9号监测孔2016年5月11日第一次监测，监测至2017年5月12日共监测68次;该孔曲线无明显滑动面，变形量最大处在1 m处，最大变形值为3.05 mm。该孔在一年的降雨影响下也无异常变化，说明监测期间内该孔处坡体处于稳定状态。

JCK10号监测孔2016年5月11日第一次监测，监测至2017年5月12日共监测68次;该孔曲线平稳运行，无明显变形，变形量最大处在0.5 m处，最大变形值为1.37 mm。该孔在一年的降雨影响下也无异常变化，说明监测期间内该孔处坡体处于稳定状态。

综上所述，通过2016年5月至2017年5月共计13个月的深层位移监测，该边坡经历了强降雨的影响，各个监测孔数据目前都处于稳定状态，地表巡视也未发现异常状况，说明目前该边坡是稳定的。

5 结论

本文以某市政道路滑坡为研究对象，分析了较破碎顺层岩质边坡的变形破坏机理并提出合理可行的治理对策，结合深层位移监测，得出如下结论：

（1）滑坡变形破坏是一个动态、渐进性破坏的过程，对于较破碎顺层岩质滑坡其破坏模式为：后退渐进式滑移破坏。（2）滑坡的影响因素主要受地质构造、地层岩性、降雨及人工开挖切脚等，对于含泥岩夹层的外倾软弱结构面顺层边坡，开挖后极易产生顺层滑动破坏，勘察及设计时应加以重视。（3）对于滑坡的治理应结合坡体的工程地质条件、地形地貌、施工可行性及景观绿化等综合考虑，该滑坡采用圆形抗滑桩结合挡土板反压回填的方式进行处治，经一年的深层位移监测，边坡是稳定的，说明该方案合理可行，施工便捷，对类似工程的治理具有一定的参考意义。

参考文献：

[1]张西林，等.城市危岩边坡破坏和加固机理研究[J].城市建设理论研究，2013（1）：142-143.

[2]郑颖人，陈祖煜，王恭先，等.边坡与滑坡工程治理（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2010.

[3]马慧民，王恭先，周德培.山区高速公路高边坡病害防治实例[M].北京：人民交通出版社，2006.

[4] 黄润秋.20世纪以来中国的大型滑坡及其发生机制[J].岩石力学与工程学报，2007，26（3）：433-454.